Cl~-和应力对X80管线钢电化学腐蚀行为的影响

目前,对于Cl~-和应力同时作用时钢铁腐蚀行为及机理的研究不多。采用动电位极化和交流阻抗谱,研究了Cl~-和应力对X80管线钢在高pH值溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:Cl~-对X80管线钢的钝化行为有显著影响,当Cl~-浓度小于0.10 mol/L时,X80管线钢表面会形成稳定的钝化膜,当Cl~-浓度大于0.10 mol/L时,则不会形成稳定的钝化膜。在自腐蚀电位下,少量的Cl~-可增加X80管线钢的腐蚀倾向,但大量Cl~-可降低其腐蚀倾向。外加应力使交流阻抗谱低频区出现第二段容抗弧,并且提高自腐蚀电位下X80管线钢的溶解速率。     

X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为

X80管线钢在油气输送中广泛使用,而对其在土壤溶液的腐蚀情况研究尚不够系统、深入.为此,采用电化学测试、扫描电镜观察、表面能谱分析及X射线衍射等方法,研究了原始态与退火处理态的X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为与机理,分析了热处理和腐蚀时间等因素对X80钢极化曲线的影响.结果表明,退火态X80钢的耐蚀性低于原始态,这主要与X80钢的组织因热处理而发生改变有关;随浸泡时间的延长,两种状态X80钢总的腐蚀倾向均增加,但原始态时的腐蚀速率呈增大-减小-增大趋势,退火态时的腐蚀速率则呈增大趋势;腐蚀产物主要由FeOOH(表层)和Fe3O4(内层)组成,而腐蚀产物膜的完整性和致密性影响了X80钢表面的腐蚀行为与过程,使管线钢表面的局部腐蚀破坏程度增加.研究还发现Clˉ对X80钢的腐蚀起主导作用.     

X80管线钢在CO_3~(2-)、HCO_3~-及Cl~-协同作用下的腐蚀行为

目前,有关土壤介质中管线钢腐蚀的研究仅局限于单一环境因素的影响,环境因素协同作用的报道较少。通过正交试验法和动电位扫描技术对X80管线钢在高p H值模拟溶液中CO_3~(2-)、HCO_3~-及Cl~-等因素协同作用下的腐蚀行为进行研究。结果表明:CO_3~(2-)、HCO_3~-及Cl~-等因素的共同作用对X80钢腐蚀行为的影响较大;当CO_3~(2-)浓度由0.03 mol/L增大到0.09 mol/L时,X80钢的腐蚀电流密度逐渐增大,当CO_3~(2-)浓度为0.09 mol/L时,试样的腐蚀电流密度达到55.69μA/cm~2;随Cl~-浓度的不断降低,试样的腐蚀电流密度明显减小;随HCO_3~-浓度的升高,试样的腐蚀电流密度呈逐渐增大的趋势;HCO_3~-浓度对X80钢的腐蚀性影响最大,而CO_3~(2-)浓度对金属腐蚀性的影响最小。     

X60管线钢在模拟原油沉积水中的电化学行为

为弄清各因素下,原油输送管道在原油沉积水中的腐蚀机理,通过动电位扫描法和电化学阻抗谱分别研究了X60管线钢在模拟原油沉积水中的电化学行为,研究了Cl~-、HCO_3~-、SO_4~(2-)等的浓度对X60管线钢电化学行为的影响。结果表明:在试验浓度内,Cl~-浓度为25 000 mg/L时腐蚀速率最大,极化电阻最小,随着Cl~-浓度的继续增大,自腐蚀电流有所降低;随着HCO_3~-浓度的增大,自腐蚀电流密度先增大后减小,当HCO_3~-浓度为6 000 mg/L时,自腐蚀电流密度最大;SO_4~(2-)浓度的增大促进了X60管线钢在沉积水中的腐蚀。     

pH值对X90管线钢在模拟酸性土壤溶液中腐蚀行为的影响

目前,对X90等第三代管线钢在土壤中的腐蚀研究较少。采用动电位极化曲线、交流阻抗谱和腐蚀失重等研究了不同pH值下,X90管线钢在模拟酸性土壤溶液中的腐蚀行为。结果表明:pH值的变化不影响X90钢的阴阳极反应机理;当pH≤4时,交流阻抗谱低频区出现感抗弧,此过程存在吸附或点蚀形核,当pH≥4时,交流阻抗谱出现Warburg扩散阻抗,传质扩散为反应主要控制步骤;随着溶液pH值降低,腐蚀电流密度增大,溶液中总铁含量增加,试样表面腐蚀程度加剧,均表明X90管线钢的腐蚀速率增大。     

X80管线钢在模拟盐碱土壤介质中的电化学腐蚀行为研究

采用电化学测试、扫描电镜、表面能谱分析及X射线衍射等方法,研究了原始态与退火处理态的X80管线钢在模拟盐碱土壤介质中的电化学腐蚀行为与机理,分析了热处理和腐蚀时间等因素对X80钢极化曲线的影响.结果表明:退火态X80钢耐蚀性低于原始态,这主要与X80钢组织因热处理发生改变有关;随着浸泡时间的增加,两种状态X80钢总的腐蚀速率呈增大趋势,点蚀敏感性增加,阴极过程均为氧的活化控制;腐蚀产物主要由FeOOH(表层)和Fe3O4(内层)组成,而腐蚀产物膜的完整性和致密性影响了X80钢表面的腐蚀行为与过程,使管线钢表面的局部腐蚀破坏程度增加.研究还发现Cl-对X80钢的腐蚀起主导作用.     

温度对X80管线钢在0.5mol/L Na_2CO_3+1.0mol/L NaHCO_3溶液中电化学腐蚀性能的影响

目前,有关温度对CO_3~(2-)-HCO_3~-环境下X80管线钢腐蚀行为的影响规律尚无统一的认识。为了探究高强度钢在不同温度的0.5 mol/L Na_2CO_3+1.0 mol/L NaHCO_3溶液中的腐蚀行为,采用动电位极化、电化学阻抗技术,并结合金相显微镜观察研究了温度对X80管线钢在0.5 mol/L Na_2CO_3+1.0 mol/L NaHCO_3溶液中电化学腐蚀行为的影响规律,并通过Mott-Schottky曲线对不同温度下钝化膜的半导体性质进行探讨。结果表明:温度从30℃上升至75℃时,X80钢的点蚀电位和电荷转移电阻均逐渐减小,腐蚀现象越明显;当温度达到90℃时,点蚀电位和电荷转移电阻反而增大,腐蚀程度有所减缓;在0.3~0.7 V内,钝化膜呈现出典型的n型半导体特征;随着温度的升高,钝化膜内的施主电流密度和平带电位呈现先降低后增加的趋势,钝化膜稳定性先减弱后增强;在75~90℃之间存在一个临界温度,此温度下钝化膜的缺陷密度最大,保护性最差。     

温度、HCO_3~-和pH值对X70钢在成都土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

为了探究高强度管线钢在不同环境因素下的腐蚀行为,采用极化曲线和电化学阻抗技术,结合腐蚀形貌观察研究了X70钢在成都土壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:温度、HCO_3~-和pH值都对X70管线钢在成都土壤模拟溶液中的腐蚀电流密度影响较大;在30~80℃过程中,随着温度增加,X70钢腐蚀电流密度呈现先增大后减小的趋势,在温度达到70℃时,极化电阻RP出现临界值,此时X70钢腐蚀速率达到最大值。在不同质量分数HCO_3~-的成都土壤模拟溶液中,X70钢的极化曲线表现为典型的活化溶解特征,随着HCO_3~-质量分数的增大,腐蚀速率规律不明显,呈现先增大后减小再增大再减小的趋势,且在HCO_3~-质量分数为1.0%时,腐蚀现象最严重。在不同pH值条件下,腐蚀速率随着pH值的增大呈现逐渐降低的趋势,腐蚀现象逐渐减弱。     

X80钢母材和焊缝在高pH值土壤模拟溶液中的点蚀行为

目前,对管线钢焊缝应力腐蚀行为研究较多,而针对其点蚀行为的研究很少。采用动电位极化和电化学阻抗谱研究了X80钢母材和焊缝在高pH值土壤模拟溶液(0.50 mol/LNaHCO_3+0.02 mol/LNaCl)中的点蚀行为,通过金相显微镜观察了母材和焊缝的显微组织和极化后的点蚀形貌,借助Mott-Schokkty曲线分析了钝化膜的半导体特性。结果表明:X80钢母材和焊缝在高pH值土壤模拟溶液中都能够发生钝化,但母材的钝化区间范围更宽,击穿电位更高。母材和焊缝表面所成的钝化膜都呈n型半导体特征,但母材表面的钝化膜致密性和均匀性更好,膜电阻和电荷转移电阻更大,钝化膜内的缺陷密度也更低,这是导致母材抗点蚀性能优于焊缝的一个原因。此外,焊缝组织中高含量的贝氏体组织是造成其点蚀性能下降的另一个因素。     

低含水率和温度对X80管线钢在沈阳土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

为探究低含水率和温度对X80管线钢在沈阳草甸土土壤模拟溶液中对电化学腐蚀行为的影响，利用失重试验、交流阻抗技术、动电位极化技术方法测定其阻抗谱、极化曲线等数据并结合扫描电子显微镜(SEM)进行分析。结果表明随着含水率由10%升高至30%过程中，产物膜被破坏，从而逐渐加剧了X80管线钢的腐蚀，生成大腐蚀坑。含水率为30%时腐蚀最为严重。以极致腐蚀性含水率(30%)进行不同温度的电化学试验发现，随着温度的升高会加速X80钢在沈阳土壤中的腐蚀速率.室温(16℃)下，X80钢的产物膜较为致密，完整性较好，覆盖均匀，对试样起到保护作用，腐蚀程度较轻；当温度逐渐升高至异常温度(65℃)时，试件腐蚀速率明显加快，试样表面的产物膜破损严重，完整性和均匀性都较差，腐蚀产物大面积脱落，腐蚀行为加剧。     

腐蚀产物膜对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用扫描电镜和X射线衍射对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中浸泡1个月后的表面腐蚀产物膜进行观察和测试,通过动电位极化和交流阻抗等电化学方法研究了腐蚀产物膜对X80钢腐蚀行为的影响。结果表明:腐蚀产物膜明显加速了X80钢在模拟溶液中的阴极还原过程,腐蚀也由原来的活化控制转变为扩散过程控制。腐蚀产物膜可分内外两层,外层产物膜由Fe2O3,Fe(OH)3和FeO(OH)组成,疏松,易脱落,没有保护作用。内层产物膜为Fe3O4,与基体结合得虽然较为紧密,但存在着微裂纹和微小孔洞等缺陷,这些缺陷增大了阴极还原的有效面积,减少了荷电离子的传输阻力,促进了腐蚀微电池的形成,从而使覆盖有腐蚀产物膜的X80钢表现出更大的腐蚀速率。     

拉应力对X80钢原始及水淬组织在酸性土壤中腐蚀电化学行为的影响

目前,对拉应力作用下X80管线钢原始及水淬组织在酸性土壤模拟溶液中的电化学行为研究较少。采用电化学阻抗谱、动电位极化曲线和扫描电镜等方法对此进行了研究。结果表明:在拉应力作用下,2种组织X80钢的自腐蚀电位下降,反应活性增大,水淬组织表面有更多的位错线,对力学因素更加敏感;随拉应力增大,2种组织在酸性土壤模拟溶液中的反应电阻减小,反应活性增大,水淬组织的更加显著,原始组织腐蚀产物膜电阻先增大后减小,水淬组织的不断减小;2种组织X80钢的极化电阻、腐蚀速率随拉应力的变化规律与腐蚀产物膜电阻的相对应。     

SRB对X70管线钢在喷气燃料中腐蚀行为的影响

目前,关于油水体系中微生物的腐蚀形成过程、腐蚀机理、检测和评价手段、影响因素以及腐蚀控制方法等研究尚不成熟。采用失重法、线性极化曲线和电化学阻抗谱技术,结合扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)研究了X70管线钢在含硫酸盐还原菌(SRB)的喷气燃料中的腐蚀行为。结果表明:X70管线钢在无菌介质中的腐蚀类型为局部腐蚀;在有菌介质中腐蚀比较严重,出现大面积溃疡状腐蚀区域并伴有大量鼓泡现象,浸泡初期腐蚀速率最大,随着浸泡时间的延长,腐蚀仍然在进行,但腐蚀速率有所下降,SRB参与并促进了X70管线钢的腐蚀,加速阴极反应,增大了X70管线钢的腐蚀倾向。     

Cl~-浓度对硫酸盐还原菌体系中316L不锈钢腐蚀行为的影响

油田采出水中Cl-含量是影响材料微生物腐蚀的重要因素,以往对此研究较少。通过电化学阻抗谱(EIS)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及荧光显微镜等研究了Cl-浓度分别为200,150,100,30,6 g/L的模拟油田采出水介质中硫酸盐还原菌(SRB)对316L不锈钢腐蚀行为的影响。结果表明:在30 g/L Cl-时316L不锈钢表面细菌附着量明显高于其他盐度,Cl-浓度高于100 g/L时不锈钢表面基本无细菌附着;在低盐度含SRB介质中,试样电荷转移电阻(Rct)较小,耐腐蚀性能较低;在低盐度下试样表面生物膜疏松多孔,有胞外聚合物、腐蚀产物和代谢产物形成,表面的Fe含量明显低于高盐度介质,而C含量较高,SRB的存在增大了试样的腐蚀溶解速度。     

CO2饱和NaCl溶液中Cl-浓度对2Cr13不锈钢腐蚀行为的影响

Cl-对金属及合金有强烈的点蚀作用,易引起局部腐蚀失效,造成严重的经济损失。探究其腐蚀机理有利于预防Cl-对金属的腐蚀。通过极化曲线、交流阻抗等电化学测试方法,结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等检测手段,研究了60℃下CO2饱和NaCl溶液中Cl-浓度对2Cr13不锈钢腐蚀行为的影响,并讨论了其腐蚀机理。结果表明:在CO2饱和NaCl溶液中,Cl-存在多种影响作用,如腐蚀催化、增大H+活度、降低CO2溶解度等;随着Cl-浓度的增大,2Cr13不锈钢的再钝化能力变差,点蚀诱发敏感性增强,腐蚀速度呈现先增大后减小的变化趋势,NaCl浓度为60 g/L时,2Cr13不锈钢的腐蚀速率最大。     

pH值和温度对镀锌钢在模拟锈层溶液中电化学腐蚀行为的影响

应用极化曲线和电化学阻抗技术,结合扫描电子显微镜方法,测试镀锌钢在模拟锈层溶液中pH值和温度对镀锌钢电化学腐蚀行为的影响作用。结果表明,镀锌钢在强碱性的模拟锈层溶液中处于钝态,其耐蚀性能随着pH值的升高而增大。温度为0～40℃时,镀锌钢的腐蚀速率变化不大,当温度升高到60℃时,腐蚀速率急剧增大。     

高Cl~-环境对M152和17-4PH高强钢应力腐蚀开裂行为的影响

利用中性盐雾实验、慢应变速率拉伸实验研究M152和17-4PH高强钢在高Cl~-环境中的应力腐蚀行为和机理。结果表明:M152和17-4PH钢在高Cl~-环境中均有一定的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性,且随着前期中性盐雾时间的延长,其伸长率逐渐降低,SCC敏感性逐渐升高;通过扫描电子显微镜对试样的断口和侧边裂纹进行观察比较发现,中性盐雾时间的延长会使M152和17-4PH高强钢的断裂机制由韧性断裂向脆性断裂转变。分析得出M152和17-4PH钢在高Cl~-环境中发生SCC是阳极溶解(AD)和氢脆(HE)的协同作用,Cl~-会加速AD过程。经过不同时间中性盐雾后17-4PH钢的SCC敏感性均比M152钢要高,HE作用也越明显。高Cl~-环境中,17-4PH高强钢相对M152钢更易发生SCC。     

交流电对X80钢在酸性土壤环境中腐蚀行为的影响

通过电化学测试、浸泡实验和表面分析技术研究了交流电流密度(0～1000A/m2)对X80钢在鹰潭酸性土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响.结果表明:随交流电流密度的增加,X80钢的腐蚀速率逐渐增加.当交流电流密度小于100A/m-2时,其腐蚀速率缓慢增大,X80钢腐蚀电位随交流电流密度增加而快速负移;当交流电流密度大于100A/m2时,其腐蚀速率快速增加,其腐蚀电位接近.随交流电流密度的增大,X80钢的腐蚀形态由均匀腐蚀演变为点蚀,阴极极化曲线上的电流波动愈明显,阳极电流密度增大.交流电作用下X80钢生成的腐蚀产物疏松,裂纹多,对基体的保护性很差.