HCO3-浓度对X70钢阳极反应过程的影响

采用循环伏安法研究了X70钢在NaHCO3／Na2CO3溶液中的阳极反应过程，探讨了HCO3^-浓度变化对氧化过程的影响。用X一射线衍射和红外光谱分析证实钢表面预钝化膜的双层结构和组成。     

pH值对X80管线钢土壤腐蚀行为的影响

利用电化学阻抗谱(EIS)技术及Mott-Schottky测试方法研究了pH值对X80管线钢土壤腐蚀行为的影响.结果表明:X80管线钢在土壤环境中会形成一层保护性好的钝化膜,其中,钝化膜的膜电阻、离子的传递电阻及扩散电阻随着介质pH值的增加而增大,表明钝化膜对基体的保护作用随介质pH值的增加而增强.Mott-Schottky分析表明,钝化膜呈现n型半导体特性,随着介质pH值的增加膜内的施主密度增加,平带电位与介质pH值具有良好的线性关系,其拟和斜率约为74.14mV/pH.     

X70管线钢点蚀行为研究

对X70管线钢的凹坑进行了SEM观察,并对控轧控冷工艺以及层流冷却水进行了分析研究。实验结果表明,X70管线钢凹坑是由于点蚀腐蚀所引起,而点蚀产生的原因是由于层流冷却水中的氯离子浓度偏高。另外,对X70管线钢的点蚀形成机理进行了讨论。     

正交试验法研究X90管线钢在CO_2环境中的腐蚀行为

通过正交试验法研究了CO_2环境中各因素对X90管线钢腐蚀行为的影响。结果表明:各因素对X90管线钢在CO_2环境中腐蚀速率的影响按大小顺序是原油含水率、温度、CO_2分压、流速;X90管线钢腐蚀产物膜表面布满网状裂纹,呈鳞片状,产物膜结构疏松,对基体保护作用较弱,表面点蚀坑较多,点蚀严重,X90管线钢抗CO_2腐蚀性能较差;产物膜成分随腐蚀环境变化而不相同,所有产物中都含有FeCO_3和Fe,部分试样产物膜中还有腐蚀介质析出的碳酸盐。     

温度对X80管线钢钝化膜电化学性能的影响

应用电化学阻抗谱（EIS）技术研究了温度对X80管线钢在模拟土壤环境中所成钝化 膜电化学性能的影响,同时应用点缺陷(PDM) 模型分析了温度对钝化膜电化学性能的影响。结果表明：随着成膜温度的升高,钝化膜的稳态电流增大,膜内施主密度增加,膜电阻、传递电阻及离子在膜内的扩散系数$D$减小,其原因在于温度升高,钝化膜内的氧空位数量增加。     

热处理对建筑用X90管线钢组织及力学性能的影响

以热处理后的建筑用X90级第三代管线钢为研究对象,分析了热处理对其组织和力学性能的影响。结果表明,经热处理后试验钢组织由板条和粒状贝氏体、M/A以及准多边形的铁素体的多相组织构成。低密度的准多边形铁素体能够提高钢基体的韧性;含Nb析出物可抑制位错的滑移;夹杂在位错之中的极硬M/A可以提高钢的强度。经热处理后,试验钢具有较低的屈强比,较高的延展性能,能有效减少裂纹和开裂的产生,提高材料的安全性能。     

X100管线钢在酸性土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为

采用慢拉伸(SSRT)、动电位极化和SEM观察等方法,研究了在不同的阴极保护电位条件下X100钢在酸性土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为.结果表明,X100钢发生穿晶裂纹的应力腐蚀,裂纹的萌生和发展与阴极保护电位有关.完全阳极过程控制时,X100钢无裂纹出现,但出现晶间腐蚀;在混合过程控制时,应力腐蚀敏感性较低,裂纹发展缓慢;在完全阴极过程控制时,氢脆机制起主要作用,裂纹扩展迅速.     

温度对X65和3%Cr管线钢CO2腐蚀行为的影响

利用高温高压反应釜对X65及新研制开发抗CO2腐蚀的含3%Cr低合金管线钢在不同温度下的CO2腐蚀行为进行研究。结果表明,X65管线钢腐蚀速率随温度升高呈先增大后减小的规律,在80℃附近达极大值,含3%Cr低合金管线钢的腐蚀速率随温度升高呈单调增加趋势。X65管线钢腐蚀产物膜以FeCO3晶体堆垛为主要特征,含3%Cr低合金管线钢腐蚀产物膜主要由FeCO3和Cr(OH)3组成,随温度升高腐蚀产物中的Cr含量显著提高,Fe含量明显下降。含3%Cr低合金管线钢表面形成的富Cr腐蚀产物膜结构致密无孔洞,显著降低均匀腐蚀速率和有效抑制局部腐蚀发生。     

西北土壤环境下X100管线钢的腐蚀行为分析

研究不同溶氧含量的西北土壤环境中,建筑X100管线钢的腐蚀行为。结果显示:随着土壤中溶解氧含量减少,金相组织中腐蚀坑明显变浅变少;管线钢的腐蚀电流密度也随之下降;在腐蚀后的产物分析中发现氧含量越低,产生的FeCO_3越多,从而覆盖在电极上,对其腐蚀速度起到了阻碍作用,腐蚀速率也随之降低。     

HCO3-对J55钢在1%NaCl溶液中腐蚀行为的影响

用动电位极化曲线、扫描电镜(SEM)和电化学阻抗谱技术(EIS)研究了HCO3-对J55钢在1%NaCl溶液中的腐蚀行为的影响.结果表明,HCO3-浓度越大阳极反应速率越小.当HCO3-浓度高于0.060 mol/L时HCO3-呈现出钝化特征.随着NaCl溶液中HCO3-量的增加,Rt增大,腐蚀速度减小.J55钢在含NaHCO3为374 mg/L的溶液中腐蚀的电化学阻抗谱中出现了感抗,在含NaHCO3为30 g/L的溶液中腐蚀的的电化学阻抗谱出现了Warburg阻抗,在含NaHCO3为1、5和8.4g/L的溶液中腐蚀的电化学阻抗谱仅出现单容抗弧特征.随着HCO3-浓度的增大阴极反应速率越来越大.极化电位为-0.9 V附近,随着极化电位的增大极化电流出现了突增.     

X70管线钢硫化氢应力腐蚀

测试了在含硫化氢(H2S)的介质中不同成分X70管线钢母材、焊缝及焊缝消除残余应力退火后的H2S应力腐蚀性能。在此基础上,讨论了成分及焊后退火处理对管线钢H2S应力腐蚀的影响。试验结果表明,对X70管线钢由H2S引起的应力腐蚀开裂SSCC(Sulfide Stress Corrosion Cracking)的主要影响因素是Mn、P元素,而不是C元素。相对母材而言,焊缝的抗SSCC的能力有所降低,这是由于在焊接过程中,焊缝的成分,组织及性能等发生了一系列变化。同时,焊缝中存在的焊接缺陷也会导致焊缝的SSCC抗力降低。此外,通过消除残余应力退火处理可提高管线钢SSCC抗力。     

表面纳米化对X80管线钢应力腐蚀开裂行为的影响

通过超声表面滚压(ultrasonic surface rolling processing,USRP)方法对X80管线钢进行表面纳米化处理,利用金相显微镜和透射电镜对材料表面的微观组织进行了分析.采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)和扫描电镜观察研究USRP对X80管线钢在NS4溶液中的应力腐蚀行为.结果表明,USRP处理使X80管线钢表层晶粒细化至纳米量级,X80管线钢随着外加电位的负移,断裂时间、断面收缩率、应变量都明显缩短,X80管线钢的SCC敏感性增加,应力腐蚀断口呈穿晶准解理特征,表面纳米化延长了X80管线钢的断裂时间,增加了应力腐蚀抗力.     

X70管线钢焊接接头慢拉伸应力腐蚀行为

利用金相显微镜观察了X70管线钢焊接接头组织结构,通过慢拉伸试验分析了X70管线钢焊接接头在NACE溶液中应力腐蚀行为,测试了X70管线钢焊接接头在不同H2S浓度下电化学腐蚀电位,讨论了X70管线钢焊接接头自腐蚀电位形成机理。结果表明,X70管线钢焊接接头熔合区中M-A组元所产生的微裂纹是焊接接头应力腐蚀产生裂纹的主要来源,使得其耐腐蚀性能下降;焊接接头在腐蚀初期主要表现为典型的点腐蚀特征,点蚀坑相互连接不断扩展,点蚀坑被生成的腐蚀产物所覆盖;焊接接头自腐蚀电位随着H2S浓度的增加而发生负移,应力腐蚀敏感性增加,在含饱和H2S NACE溶液中具有明显的应力腐蚀倾向。     

电化学充氢对X80管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用电化学技术、慢应变速率拉伸实验和扫描电镜(SEM)对电化学充氢后的X80管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为进行了研究。结果表明：X80管线钢静态充氢后在鹰潭土壤模拟溶液中具有较高的应力腐蚀(SCC)敏感性,其断口模式为穿晶断裂;随着电化学充氢时间的延长,氢致塑性损失不断增加,拉伸断口由韧窝状韧性断口向脆性解理断口发展,SCC敏感性增大;电化学充氢促进了点蚀坑的萌生,点蚀坑和第二相夹杂是SCC裂纹萌生的重要原因。     

应变速率对X80管线钢在库尔勒土壤环境中应力腐蚀开裂的影响

利用慢应变速率拉伸试验(SSRT)、动电位扫描及扫描电镜(SEM)技术研究了X80管线钢在库尔勒模拟溶液中应力腐蚀开裂(SCC)行为.结果表明,随着应变速率的增加,X80管线钢在模拟溶液中的腐蚀速率先增大后减小.当应变速率为5×10-7/s时,试样腐蚀较为缓慢,此过程电化学腐蚀起决定性作用;当应变速率为5×10-6/s时,试样的腐蚀情况最为严重,此时力学作用占主导地位.     

锈层对X80管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

将X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中浸泡一周使其表面生成锈层,采用扫描电镜观察了锈层的微观形貌,采用极化曲线和电化学阻抗谱研究X80裸钢和带锈X80钢在模拟溶液中的电化学行为。SEM观察表明,锈层较均匀地覆盖在试样表面,但疏松多孔易脱落。电化学试验分析表明,与X80裸钢相比,带锈X80钢在模拟溶液中的自腐蚀电流密度增大,电极反应时电荷转移电阻明显减小。这主要是因为缺陷较多的锈层增大了X80钢腐蚀时电极反应的真实面积,因而短期形成的锈层对X80钢并未起到保护作用,反而促进了腐蚀的发生。     

HCO3–对超级13Cr马氏体不锈钢钝化行为及点蚀行为的影响

目的研究在0.1 mol/L NaCl硼酸缓冲溶液中,研究HCO_3~–对超级13Cr马氏体不锈钢的钝化及点蚀行为的影响。方法采用动电位极化、恒电位极化、Mott-Schottky曲线、电化学阻抗谱等电化学测试手段,并结合3D超景深显微镜进行点蚀形貌观察,研究超级13Cr马氏体不锈钢的电化学腐蚀行为。结果随着HCO_3~–浓度的增加,超级13Cr的钝化区间变宽,点蚀电位向正向移动,稳态点蚀发生的敏感性降低。HCO_3~–减少了超级13Cr亚稳态点蚀数量,降低了亚稳态点蚀电流密度峰值的平均值。随着HCO_3~–浓度的增大,超级13Cr钝化膜电阻Rf升高,电荷转移电阻Rct升高,钝化膜电容Cf逐渐减小。HCO_3~–使得超级13Cr钝化膜半导体特性由n型转变为n+p型双极性,且随着溶液中HCO_3~–浓度的增大,钝化膜中的施主密度ND和受主密度NA减小。结论 HCO_3~–的加入使得超级13Cr不锈钢钝化膜厚度增大,钝化膜内点缺陷密度降低,对基体的保护作用增强,抑制了超级13Cr的亚稳态和稳态点蚀发生。     

温度对X80管线钢酸性红壤腐蚀行为的影响

使用电化学阻抗谱(EIS)研究X80管线钢在不同温度酸性红壤中的腐蚀行为,应用动力学和过渡态理论分析X80管线钢腐蚀过程的反应动力学特征。结果表明,X80钢在红壤中的EIS由高频区的土壤容抗弧和低频区的界面过程容抗弧组成。环境温度对X80钢红壤腐蚀影响显著:随温度的升高,土壤电阻和电荷转移电阻均呈减小趋势,腐蚀速率增大。反应动力学分析表明,X80钢在酸性红壤中的腐蚀是体系混乱度减小的吸热反应。     

热处理对X80管线钢CO2腐蚀行为的影响

分析了热处理对X80管线钢显微组织的影响,采用失重法研究了试样在模拟地层水中的CO2腐蚀情况,观察试样的宏观腐蚀形貌,综合分析组织对X80管线钢CO2腐蚀行为的影响.结果表明:X80钢经调质处理后得到索氏体,正火得到珠光体.调质处理后,试样较原始硬度都有所提高,850℃淬火+ 550℃回火试样的耐CO2腐蚀性能最好,腐蚀速率为0.5285 mm/a.X80管线钢的原始组织的腐蚀情况主要为点蚀,调质处理试样出现均匀腐蚀,而正火试样只是局部存在明显点蚀.     

氢在X90管线钢中的扩散特性

利用电化学渗透技术对X90高强度管线钢在0.5mol/L H_2SO_4中的氢渗透特性进行了研究。获得了不同充氢电流密度、溶液温度和试样厚度条件下X90管线钢的氢扩散规律。结果表明:随着电流密度和试样厚度增大,氢在X90管线钢中的有效扩散系数均逐渐增大,而氢含量则逐渐减小;随充氢溶液温度的升高,有效扩散系数也逐渐增大;并分别获得了有效扩散系数和氢含量与试样厚度的拟合关系式。