循环冷却水中 2507 双相不锈钢微生物腐蚀研究

目的研究2507双相不锈钢在循环冷却水模拟溶液(添加微生物SRB+IOB)中的腐蚀特征,确定其腐蚀机理。方法模拟某炼油厂循环冷却水溶液,采用SEM,EDS和电化学测试等手段分析2507双相不锈钢在SRB+IOB循环冷却水中浸泡不同时间后的腐蚀产物形貌及其电化学腐蚀情况。结果2507双相不锈钢的腐蚀速率很低,属于轻度腐蚀;在循环冷却水模拟溶液中的阳极极化曲线具有明显的钝化区,且钝化膜具有良好的自修复能力;腐蚀倾向随时间增加先增大后减小,腐蚀速率随时间增加先减小后增大。结论 SRB和IOB及其代谢活动与Cl-协同作用是点蚀的主要原因;2507双相不锈钢具有良好的钝化性和耐微生物腐蚀性能。     

2507双相不锈钢在南海深水环境中的点蚀和缝隙腐蚀行为

通过细菌培养试验、实海浸泡腐蚀试验,研究了2507双相不锈钢在南海深水环境中的点蚀和缝隙腐蚀行为,通过电化学测试、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等方法,分析了2507双相不锈钢的电化学特征和微观腐蚀形貌。结果表明：南海深水中无硫酸盐还原菌(SRB)和锰氧化菌(MOB)菌群,1 L南海深水中大约有400个铁氧化菌(IOB);在南海深水环境中浸泡17 d后,2507双相不锈钢开始出现点蚀倾向,这可能与微生物的附着和氯离子的富集有关;浸泡120 d和592 d后,2507双相不锈钢表面有点蚀坑,且随着浸泡时间的延长,蚀坑深度无明显增加;浸泡506 d和592 d后,2507双相不锈钢缝隙区域出现腐蚀坑,其深度约为7μm。     

2507双相不锈钢在电解海水防污环境中的腐蚀钝化行为

通过开路电位、动电位极化曲线、恒电位极化曲线、Mott-Schottky曲线和腐蚀形貌观察等研究了2507双相不锈钢在电解海水防污环境中的腐蚀行为和钝化行为。结果表明：2507双相不锈钢在电解海水防污环境中的腐蚀形式是点蚀；随着NaClO质量浓度的增大，NaClO水解导致溶液pH值升高，阻碍溶解氧的阴极去极化过程，减缓阳极氧化溶解速率，开路电位和自腐蚀电位增加，腐蚀倾向性降低；而NaClO阻碍钝化膜生成过程，钝化区间减小，载流子密度增大，钝化膜屏蔽性能下降，阻抗半径减小，腐蚀电流密度增大，点蚀孔数量增多，孔径深度增大，耐腐蚀性能下降。     

2507双相不锈钢在酸性高氯环境下的腐蚀行为

热法蒸发技术在废水处理方面得到广泛应用,且随着废水不断蒸发浓缩,溶液中的 Cl^? 含量成倍增加,导致用于蒸发设备的材料也因此快速腐蚀而失效。2507 钢是一种 Cr、Mo 元素含量高的双相不锈钢,结合了铁素体和奥氏体不锈钢共同优点,因此具有极好的耐点蚀性能。为研究 2507 双相不锈钢在酸性高氯环境中的腐蚀情况,采用动电位极化、电化学阻抗谱、 Mott-Schottky 曲线以及动态浸泡试验等方法进行测试,利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）以及 3D 显微镜对浸泡腐蚀后的试样性能进行表征。研究结果显示,随 Cl^-浓度增加,腐蚀电位 E_corr负移,腐蚀电流密度 I_corr增加,极化电阻 R_p 减小,且施主密度 N_D和受主密度 N_A增加,材料的耐蚀性降低。2507 双相不锈钢在酸性高氯（pH 为 3、120 g / L） 腐蚀液中浸泡 35 d 的平均腐蚀速率为 2.51 μm / a。试样表面蚀孔数量较少,蚀孔外径在 70~100 μm,平均点蚀深度为 20.493 μm,最大点蚀速率为 0.275 mm / a,属于轻度腐蚀,体现了不锈钢在酸性高氯环境中良好的耐蚀性。由于目前关于高氯废水蒸发设备材料的腐蚀数据非常缺乏,因此 2507 双相不锈钢的腐蚀情况可以为选材提供数据支撑。     

304不锈钢在模拟循环冷却水中应力腐蚀破裂的临界Cl^-浓度

采用慢应变速率法和恒应变原位电化学测试法研究了304不锈钢在60℃的模拟循环冷却水中,氯离子对其耐蚀性能的影响.结果表明:Cl-浓度小于600 mg/L时,随着Cl-浓度的增加,膜破裂电位迅速负移,点蚀敏感性增大,未发生应力腐蚀破裂;Cl-浓度大于600 mg/L时,随着Cl-浓度的增加,膜破裂电位较负且变化缓慢,应力腐蚀破裂敏感性增大.     

短时固溶处理温度对SAF2507超级双相不锈钢点蚀行为的影响

利用恒电位临界点蚀温度测试法和微观形貌观察法研究了短时固溶处理温度对SAF 2507超级双相不锈钢的微观形貌演变和点蚀行为的影响。结果表明,当固溶温度从1020℃提高到1150℃时,样品的铁素体的体积分数明显增加,而铁素体中的铬、钼等元素含量逐渐降低。SAF 2507超级双相不锈钢的临界点蚀温度(CPT)随着短时固溶处理温度的增加先升高后降低,在1100℃达到最大值。     

2205双相不锈钢在模拟油田采出液中的点蚀行为

采用动电位和恒电位扫描方法研究了2205双相不锈钢在不同温度、不同极化电位和不同Cl-含量情况下的点蚀行为.结果表明:随着温度升高,2205双相不锈钢的点蚀击穿电位下降,钝化区间变窄;2205双相不锈钢在6％NaCl溶液中的临界点蚀温度约为56 ℃;当Cl-质量分数为6％?24％时,随Cl-含量增大,临界点蚀温度降低,...     

双相钢和镍基合金腐蚀试验对比分析

针对H2S、CO2、Cl-同时存在的高温、高压腐蚀环境,选择22Cr、25Cr双相不锈钢和028铁-镍基合金、G-3镍基合金进行对比试验,分析Cl-质量浓度、温度、液体流动等因素对各种耐蚀合金管材发生均匀腐蚀与点蚀的腐蚀速率影响。结果表明:在Cl-质量浓度小于120g/L时,双相钢具有较好的耐腐蚀性能,可作为油管和油层套管广泛使用;当Cl-质量浓度大于120g/L时,铁-镍基合金与镍基合金具有良好的耐腐蚀性能,此时双相钢仅可作为油管进行有限寿命设计使用。     

2507双相不锈钢在含硫酸盐还原菌冷却水中的腐蚀

采用电化学测试、失重法、扫描电镜及能谱分析等方法研究了2507双相不锈钢在含体积比为0.5%、1%、2%硫酸盐还原菌(SRB)冷却水模拟溶液中浸泡30d后的腐蚀行为。结果表明:当浓度低于1%SRB时,钢表面生长缓慢,对于钢腐蚀影响相比于未添加SRB的基本没变化。而浓度达到2%SRB时,钢表面生长活动明显旺盛,对于钢的腐蚀倾向性显著增加,相比于不添加SRB的钢腐蚀速率增长了4倍多,钢表面多处生成斑状黑褐色腐蚀产物FeS。但2507双相不锈钢在含SRB冷却水中腐蚀程度均属于轻度腐蚀,且点蚀电位高达约1.2 V。     

2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀行为

为了研究2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的耐腐蚀性能，利用开路电位、电化学阻抗谱、动电位极化法、恒电位极化法、Mott-Schottky曲线和扫描电镜等研究了2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀行为。结果表明：2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀形式为点蚀。随着NaHSO₃浓度的增大，2507双相不锈钢的开路电位、自腐蚀电位E_corr和点蚀击穿电位E_b负移，钝化膜电阻R_ct减小，腐蚀电流密度I_corr增大，耐腐蚀性能下降。HSO^-₃与Cl^-的竞争吸附对点蚀具有协同促进作用，HSO^-₃参与钝化膜的钝化过程并形成金属硫酸盐，钝化膜点缺陷密度增大，载流子密度增大，导电性提高，钝化膜屏蔽作用下降。     

H2S和CO2分压及Cl-浓度对L360QCS钢腐蚀行为的影响

通过高温高压反应釜模拟普光气田集输环境,研究H2S和CO2分压及Cl-浓度对普光气田用集输管线钢L360QCS钢腐蚀行为的影响。采用失重法测试腐蚀速率,用四点弯曲法进行应力腐蚀试验,结合宏观形貌观察和扫描电镜(SEM)微观观察及能谱(EDS)分析,进行了综合研究。在H2S和CO2分压比固定的情况下,随着H2S压力升高,腐蚀速率先降后升。压力较低时,L360QCS应力腐蚀试样表面均出现不同程度的氢鼓泡,当压力升高时,氢鼓泡减少或者消失。腐蚀速率随着Cl-浓度的升高而增大,达到临界值后,腐蚀速率随着Cl-浓度的升高而降低;在低浓度条件下,Cl-浓度的增加会促进点蚀的发生,进而诱发裂纹的产生;而当Cl-浓度增加到临界值时,腐蚀产物的沉积可以抑制点蚀的生成,从而使材料的应力腐蚀开裂敏感性降低。     

Cl~-浓度对双相钢和镍基合金腐蚀速率的影响

针对H2S、CO2、Cl-同时存在的高温、高压腐蚀环境,选择22Cr、25Cr双相不锈钢和028铁-镍基合金、G3镍基合金进行对比试验,在其它条件相同的情况下(H2S/CO2分压、温度、液体流动等条件一致,仅Cl-浓度变化),分析Cl-含量对各种耐蚀合金管材发生均匀腐蚀与点蚀的腐蚀速率的影响。结果表明,在温度为160℃,CO2分压为4.13MPa,H2S分压为2.66MPa,流速为3m/s的条件下,随着Cl-浓度增加(25g/L、100g/L、120g/L、250g/L),UNS S32205和UNS S32750两种双相不锈钢的均匀腐蚀速率和局部腐蚀速率增加;028和G3两种镍基合金的均匀腐蚀速率变化不大,且无局部腐蚀发生。UNS S32205、UNS S32750双相不锈钢试样表面钝化膜的主要成分为Cr2O3和/或Cr(OH)3;028和G3镍基合金试样表面钝化膜的主要成分为NiO、Cr2O3和/或Cr(OH)3。     

沿海核电站三种典型金属材料的常温腐蚀电化学行为

采用电化学方法研究了用于压水堆(PWR)核电站的三种典型金属结构材料,即低合金钢16MND5、不锈钢管材Z2CND18-12N和不锈钢焊缝金属308L在30℃模拟PWR一回路水溶液、掺入10mg/L Cl-的模拟PWR一回路水溶液和3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为。对比分析了溶液介质、氧和材料因素对腐蚀行为的影响。结果表明:在模拟PWR一回路水溶液中,三种材料都显示出钝化特征,腐蚀敏感性较小;在溶液中加入10 mg/L Cl-后,两种不锈钢的腐蚀行为没有显著变化,低合金钢16MND5的腐蚀速率明显提高,呈现活化极化控制的活性溶解特征。在3.5%NaCl溶液中,三种材料的腐蚀敏感性显著增强,其中低合金钢16MND5的全面腐蚀速率增大,两种不锈钢的钝化区缩小即点蚀敏感性显著增大,不锈钢Z2CND18-12N的点蚀抗力明显高于不锈钢308L,不同位向的不锈钢308L焊缝的点蚀抗力没有明显差别。空气饱和条件下溶液中充入丰富的氧后,三种材料的腐蚀敏感性增强,特别是低合金钢16MND5的腐蚀敏感性增强显著。     

固溶温度对2507双相不锈钢组织与耐蚀性能的影响

通过定量金相法、电化学试验和慢应变速率拉伸试验研究了固溶温度对2507双相不锈钢组织和耐腐蚀性能的影响,通过超景深观察了拉伸断口裂纹在2507双相不锈钢两相组织中的分布。结果表明,随着固溶温度的升高,2507双相不锈钢中铁素体相含量升高奥氏体相含量降低,1050℃时两相分布比较均匀相比例接近1∶1,有较好的抗点蚀和应力腐蚀性能;1000℃时有少量σ相在铁素体与奥氏体相界析出;此外2507双相不锈钢拉伸断口裂纹优先在铁素体中产生和传播,并终止于奥氏体。     

316L不锈钢在吸收式热泵中耐蚀性能的研究

通过电化学动电位扫描技术,采用正交试验法,研究了溴化锂(LiBr)吸收式热泵用管材316L不锈钢在热网水中的耐蚀性,建立了316L点蚀电位关于热网水温度、Cl-浓度和p H值三因素数学模型。通过腐蚀失重和电化学极化法进行了316L不锈钢在吸收器LiBr溶液中的点蚀性能研究。结果表明:温度与Cl-浓度对316L点蚀电位影响负相关,而p H值对其影响正相关,且各因素影响的显著程度为p H值温度Cl-浓度。吸收器条件下316L不锈钢的腐蚀速率仅为0.78μm/a,其表面点蚀坑多但较浅,且分布较均匀;但是316L点蚀电位Eb低于其氧平衡电位φ较多,点蚀仍可能发生。     

2205双相不锈钢在不同Cl~-含量的饱和H_2S/CO_2溶液中的腐蚀行为

采用全面腐蚀实验及SEM,EDS等表面分析技术研究了2205双相不锈钢在不同Cl-含量的饱和H2S/CO2溶液中腐蚀速率、腐蚀形态以及腐蚀表面膜层成分,并建立腐蚀过程机制模型。结果表明:随着温度与Cl-浓度的变化,腐蚀速率发生变化的转折点在Cl-浓度为(57-100)×10-6时,p H=4时,Cl-为170×10-6,温度50℃时的腐蚀速率最大,p H=6时,Cl-为170×10-6,温度80℃时的腐蚀速率最大,其最大腐蚀速率不超过0.004 mm/a;腐蚀表面形成较为致密的钝化膜,随着温度与氯离子浓度的升高,表面出现3~5μm的不稳定点蚀核。     

四种不锈钢在含不同浓度Cl~-的高炉煤气管道冷凝模拟液中的腐蚀行为

采用电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化曲线、循环极化曲线(CP)研究了316L,2205,254SMo和2507不锈钢在含不同浓度Cl-的高炉煤气管道冷凝模拟液中的腐蚀行为。结果表明,随着Cl-浓度的增加,该四种不锈钢电极的电荷转移电阻均逐渐减小,其中2507不锈钢电极的电荷转移电阻最大,其次为254SMo不锈钢,而316L不锈钢的最小。316L不锈钢电极的极化曲线没有钝化区,腐蚀电流密度较大;254SMo和2507不锈钢电极的极化曲线存在明显的钝化区,显示较好的耐蚀性。254SMo和2507不锈钢电极的循环极化曲线中的折回段几乎沿原曲线逆向变化,显示其表面钝化膜破坏后的修复能力强;2205不锈钢回扫电流始终大于正扫电流,其钝化膜修复能力相对较差。     

固溶处理对双相不锈钢耐腐蚀性能的影响

研究了固溶处理对双相不锈钢组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,经固溶处理后,双相不锈钢钢组织主要为黑色铁素体和板条状、岛状的奥氏体。随着固溶时间(固溶温度1120℃)的延长,双相不锈钢中铁素体含量增加,奥氏体含量减少。随固溶温度(保温4 h)的增加,双相钢点蚀速率先减小后增大,耐应力腐蚀性能由好变差。随固溶时间(固溶温度1120℃)的延长,双相钢点蚀速率先增大后减小,在4 h时达到最小值0.05 g/(m~2·h);耐应力腐蚀性能增加,在4 h时最佳,腐蚀断裂时间为39 h。     

垃圾焚烧电站低温烟气侧腐蚀环境中几种金属材料的耐蚀性

采用极化曲线、微区电化学测试和表面微观形貌观察等方法研究了两种双相不锈钢2205 DSS和2507 DSS、两种钛合金TA2和TA10在垃圾焚烧电站低温余热利用段换热器烟气侧灰水混合液中的腐蚀行为，比较了这4种金属材料的耐蚀性。结果表明：两种双相不锈钢的耐蚀性均随浸泡时间的增加而下降，浸泡3 d后表面均出现电流密度突增的活性位点，表面发生点蚀；2205 DSS在浸泡8 d后出现了全面腐蚀，其耐蚀性最差；在试验过程中，两种钛合金未见明显腐蚀，其耐蚀性能明显优于两种双相不锈钢。     

加氢装置脱H_2S汽提塔塔顶系统的腐蚀评价及选材

模拟脱H2S汽提塔塔顶系统现场工况,采用浸泡腐蚀挂片、恒电位阳极极化法、U型弯曲应力腐蚀等方法对20号钢、304L、321、316L及2205不锈钢在湿硫化氢环境中的均匀腐蚀、点蚀和应力腐蚀开裂敏感性进行了研究,并利用体视显微镜和SEM对金属试样的微观腐蚀形貌进行了观察。结果表明:20号钢耐蚀性较差,易在低温下发生氢鼓泡,奥氏体不锈钢304L、321、316L及双相不锈钢2205的腐蚀速率较小,耐蚀性好,其中304L和321不锈钢耐点蚀性能稍差,表面出现了轻微点蚀造成的蜂窝状的局部腐蚀;H2S的存在明显提高了奥氏体不锈钢在Cl-环境中的点蚀敏感性;304L、321及316L不锈钢焊接试样均具有较好的耐应力腐蚀开裂性能。