碳钢在管流体系中的流动腐蚀动力学模型

针对管流体系 ,根据动量、能量和质量守恒原理 ,应用壁函数、k -ε湍流运动模型确立了管流体系中的计算流体力学模型和质量传递模型 ;结合必要的实验分析碳钢流动腐蚀过程中的主要控制因素及其影响程度 ,建立了碳钢在流动的 3.5 %NaCl溶液中的流动腐蚀动力学模型 .同时 ,采用数值计算方法计算了流动腐蚀速度 ,并与实验结果进行了验证 .揭示出腐蚀电化学因素在碳钢流动腐蚀过程中起着主导的作用.     

双相不锈钢管固液两相流动腐蚀的数值模拟

在碳钢流动腐蚀数值模拟的基础上,针对管道流动体系,对固液两相流条件下双相不锈钢的流动腐蚀进行了数值模拟.模拟了固液两相流体动力学过程和双相不锈钢腐蚀动力学过程,模拟计算得到的腐蚀速率与实测值基本一致,表明建立的两相不锈钢流动腐蚀的综合数学模型是正确的,揭示了两相流中双相不锈钢的流动腐蚀机理,并进行了实验验证.两相流中双相不锈钢流动腐蚀的加剧主要是由于颗粒相的存在会大大强化液相流体的流体力学因素,导致钝化膜内传质速度加快所致.计算结果同时也表明,对于表面覆盖有钝化膜的材料的数值模拟,建立合理的流动腐蚀动力学模型是数值计算方法应用成功与否的关键.     

流动腐蚀介质中双相不锈钢的电化学阻抗谱

测定了流动氯化物体系中双相不锈钢电极的电化学阻抗谱,发现在单相流中,当流速低于临界值时,阻抗谱为直径较大的容抗弧;一旦流速超过临界值,阻抗谱特征为2个容抗弧.流动介质中加入固体颗粒之后,阻抗谱在低流速下高频区为容抗弧,低频区为直线段,而高流速下低频区则出现实部收缩现象.根据腐蚀电化学理论,提出了流动体系中双相不锈钢电极反应过程动力学模型,较好地解释了流动体系中双相不锈钢电极的电化学阻抗谱,进一步揭示了电化学腐蚀在双相不锈钢流动腐蚀过程中的主导作用机理.     

热处理与加工成型工艺对双相不锈钢流动腐蚀的影响

研究了热处理与加工成型工艺对双相不锈钢在流动 3 .5 %NaCl溶液中流动腐蚀的影响。结果表明 ,随着固溶处理温度Ts 的升高 ,锻压双相不锈钢的耐蚀性降低 ;随着时效强化时间的延长 ,锻压双相不锈钢的硬度增大 ,耐蚀性有所提高 ,但是锻压双相不锈钢的耐流动腐蚀性能与它的硬度并不存在一致对应的关系。铸造双相不锈钢在流动 3 .5 %NaCl溶液中的腐蚀速度随着介质流速的增大而缓慢上升 ,高流速条件下 ,其表面发生了严重的坑、点等局部腐蚀。固体颗粒的加入 ,促使其流动腐蚀加剧 ,且存在一个使腐蚀速度急剧上升的临界流速值 ,其流动腐蚀过程主要受阳极过程控制     

衣康酸介质中杂质离子对两种不锈钢腐蚀行为的影响

针对发酵法生产衣康酸过程中的腐蚀问题研究了两种不锈钢在衣康酸工况介质（发酵液）中的腐蚀行为,探讨了介质中杂质离子Ｃｌ－、Ｆｅ３＋、ＳＯ２－４等对腐蚀的影响。结果表明,随衣康酸介质中Ｃｌ－含量增加,不锈钢的腐蚀速率也增大,而其点蚀电位则随Ｃｌ－浓度的对数值增加呈线性下降;Ｆｅ３＋浓度的增大可使不锈钢／发酵液由活化体系转变成活化 钝化体系;ＳＯ２－４对不锈钢稍有缓蚀作用;在含杂质的衣康酸介质中,Ｒ１双相不锈钢的耐全面腐蚀和耐点蚀性显著优于３１６Ｌ奥氏体不锈钢。     

2205双相不锈钢在H2SO4溶液中的电化学腐蚀行为

采用微观组织观察法和电化学测试法,研究2205双相不锈钢的显微组织及在H2SO4溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明：2205双相不锈钢的组织由铁素体和奥氏体构成,其中铁素体相的体积分数为43%。在不同浓度H2SO4溶液中2205双相不锈钢均发生明显的钝化现象,5%H2SO4溶液中,2205双相不锈钢钝化膜的击穿电位较高,...     

金属管材在模拟地热水中腐蚀结垢行为及动力学研究

通过液态腐蚀试验,采用扫描电镜(SEM)观察、XRD分析仪及电化学腐蚀实验等分析测试方法研究304不锈钢和1050A铝合金在模拟地热水中的腐蚀结垢行为,并对腐蚀反应进行动力学分析.研究表明:304不锈钢的腐蚀程度随时间增加而增加,腐蚀后期电流密度显示增加了一个数量级;1050A铝合金主要为点腐蚀,表面钝化膜在腐蚀过程中逐渐被溶解破坏,后期由于腐蚀产物附着又会形成致密氧化膜起到保护基体的作用,且XRD显示氧化膜主要成分为Al2O3,所以整体的腐蚀趋势与304不锈钢相异,为先严重后减轻,在浸泡30 d后的容抗弧半径最大,表现出较强的返钝化耐腐蚀性能.腐蚀动力学结果显示,两种管材的腐蚀层厚度与时间均为幂函数关系.     

苯甲酸钠对双相不锈钢在草酸溶液中腐蚀行为的影响

定期对热交换器管道内部结垢物进行有效去除是提高换热效率和减少腐蚀发生的重要措施.草酸是一种很有效的清洗成分.通过开路电位、动电位极化、电化学阻抗等测试方法,考察了2205双相不锈钢在1％～6％草酸溶液中的腐蚀行为,以及苯甲酸钠对2205双相不锈钢在草酸溶液中的缓蚀作用.结果表明:随着草酸浓度的逐渐增大,草酸对2205双相不锈钢的腐蚀性逐渐增强,但当草酸溶液中加入适量的苯甲酸钠以后,可以减缓2205双相不锈钢的腐蚀速度.     

1Cr13不锈钢应力腐蚀裂缝内的电化学机制研究

模拟1Cr13不锈钢在0.5mol/L NaCl溶液中应力腐蚀裂缝尖端的环境变化和受力状态,进行腐蚀及电化学测试,绘制了描述该体系应力腐蚀裂缝内各阶段热力学和动力学行为的实验电位～pH图.腐蚀率～pH曲线、电位～时间曲线和电位～pH图等均表明上述体系应力腐蚀裂缝内存在1个临界pH值(90℃时约为4.1).低于临界值,裂缝尖端发生钝态向活态的转变,腐蚀速度骤增,电位下降.应力和微区酸化都使裂缝内的钝化效果变差,腐蚀率增大.应力使裂缝尖端开始加速腐蚀的临界pH值升高.     

流体动力学过程在流动腐蚀行为中的作用机制

在流动体系中,流场作用对腐蚀行为中的力学、离子传质以及界面反应等过程有着复杂的耦合影响,不同金属材料、不同溶液环境下流体流动发挥的作用也复杂多变,这些因素加剧了流动环境下的腐蚀机理研究的困难性。本文综述了流动腐蚀的研究现状,包括流动对腐蚀过程的影响机制、流动腐蚀研究的实验装置以及流动腐蚀中的关键影响因素,着重分析了流动通过改变腐蚀反应物/产物的质量传输速率对腐蚀反应动力学的影响机制,以及流动的剪切力作用对壁面产物膜的形成/破坏动力学过程的影响。提出了流动腐蚀在腐蚀界面演化与流场的交互作用、时空尺度跨度、流场-离子传质-界面反应的多场耦合联系以及不同流体力学参数匹配性等方面有待解决的问题,展望了流动腐蚀的发展方向。     

碳钢在固/液两相流条件下流动腐蚀的数值模拟

在单相流数值计算的基础上,引入固相颗粒运动理论,对双相流中的碳钢磨损腐蚀进行了数值模拟.结果表明：在0～18m•s^-1流速范围内,固体颗粒与材料壁面的碰撞角度、碰撞频度和碰撞速度等颗粒相力学参数对表面切应力、传质系数影响强烈,导致碳钢磨损腐蚀加剧,但对碳钢的切削磨耗作用不大.腐蚀速度的模拟计算值与实测值基本一致,验证了碳钢在两相流加剧腐蚀的协同效应中腐蚀电化学作用仍占主导地位.随着流速进一步增大,磨耗量虽小,但会有所增加.     

2205双相不锈钢在醋酸环境下的点蚀行为研究

2205双相不锈钢由于其具有良好的力学性能,耐腐蚀性能被广泛地应用石油化工设备和管道用材料和选材设计中。本文主要利用电化学极化曲线及交流阻抗技术研究了22Cr双相不锈钢在醋酸以及氯离子条件下耐点蚀行为。结果表明,22Cr双相不锈钢在醋酸环境下有良好的耐腐蚀性能,由于氯离子的存在,增大了该材料的腐蚀倾向,同时也进一步加大了发生点蚀的几率。     

The tribocorrosion behaviour of YSZ coating deposited on stainless steel substrate in 3.5 wt% NaCl solution

The YSZ coating was applied to 304 stainless steel substrate by atmospheric plasma spraying technology, and its electrochemical and tribological properties in 3.5 wt% NaCl solution were studied. In electrochemistry, under the action of cathode and anode potential, observe the changes of corrosion current density and EIS before and after wear. The results show that the YSZ coating has a very low corrosion current density during wear and corrosion compared to 304 stainless steel, and after the condition of the anode potential is applied, the effect of friction on the electrochemical impedance of the YSZ coating is very low, while the 304 stainless steel Impedance performance decreases; In terms of tribology, the friction coefficient of 304 stainless steel in 3.5 wt% NaCl solution is easily affected by potential, and the friction coefficient of YSZ coating relative to 304 stainless steel only changes under high potential. As the potential increases, the material volume loss of 304 stainless steel and YSZ coating increases linearly. From the data, the volume loss caused by the corrosion and wear of 304 stainless steel is much higher than that of YSZ coating.     

CD-4MCu双相不锈钢在稀硫酸介质中的腐蚀磨损行为

用失重法测定了固溶处理态和固溶+时效处理态CD-4MCu双相不锈钢在稀硫酸介质中的腐蚀磨损速率。结果表明,CD-4MCu在固溶态时硬度低,耐腐蚀磨损性能差;在固溶+时效处理态时硬度高,耐腐蚀磨损性能好。介质温度和浓度升高,CD-4MCu双相不锈钢腐蚀及磨蚀增加,腐蚀磨损交互作用增大。     

Development of a galvanic sensor system for detecting the corrosion damage of the steel embedded in concrete structures: Part 1. Laboratory tests to correlate galvanic current with actual damage

The correlation between sensor output and corrosion rate of reinforcing steel was evaluated by laboratory electrochemical tests in saturated Ca(OH)₂ with 3.5 wt.% NaCl. In this paper, two types of electrochemical probes were developed: galvanic cells containing of steel/copper and steel/stainless steel couples. The corrosion behavior in saturated Ca(OH)₂ solution with and without 3.5 wt.% NaCl addition for the different electrodes was investigated by potentiodynamic test. Weight loss measurement and galvanic corrosion test were conducted to obtain the corrosion rate of reinforcing steel and the charge of sensor in saturated Ca(OH)₂ solution with 3.5 wt.% NaCl addition, respectively.

The results of the potentiodynamic test indicated the possibility of detecting an ingress point of chlorides by measuring the galvanic current. In galvanic corrosion tests, the galvanic current of steel/copper couple was higher than that of steel/stainless steel couple, i.e., the steel/copper sensor is more suitable for high resistance environment. The steel/stainless sensor showed a better linear correlation than the steel/copper sensor. Through the relationship between the sensor system output and the weight loss (mg/cm²) of steel, real corrosion damage of the steel embedded in concrete can be detected.     

不锈钢管在聚酯生产行业中的选用

采用慢应变速率拉伸试验、扫描电镜断口分析以及金相显微组织分析检测等方法对0Cr13Al铁素体不锈钢及2205双相不锈钢在酸性介质中应力腐蚀开裂行为进行了研究。并评定不锈钢管在腐蚀性介质中应力腐蚀开裂的敏感性。为在聚酯生产行业中选择容器用钢提供依据。结果表明,拉伸试样全部断裂在焊缝或热影响区。试样断口形貌呈准解理断裂和韧性断裂。2205双相不锈钢的应力腐蚀敏感性比0Cr13Al铁素体不锈钢低。