模拟宋代银制品在NaCl溶液中的腐蚀行为研究

研究了2008年南京长干寺出土的北宋七宝阿育王塔鎏金银基体和腐蚀产物成分,并根据银基体成分自行冶炼、加工出模拟的银试样。用电化学、XRD、XRF、SEM-EDS技术研究并比较了银试样在不同浓度NaCl环境中的腐蚀电位与电流,腐蚀产物成分、形貌、尺寸等。结果表明:NaCl浓度由较小的0.1%(质量分数,下同)升高到较大的3.5%时,自腐蚀电位φc负移47.5mV,自腐蚀电流密度ic升高0.0015μA/cm2,腐蚀热力学倾向和动力学速度没有大幅度增加。腐蚀活化区电流密度迅速升高,致钝电流密度ip为ic的7.2×103~7.6×104倍,钝化区的银试样以71.2~308.8mm/a的腐蚀速率维持钝态。在0.1%、3.5%NaCl溶液中分别恒电位+0.12VSCE极化不同时间后,腐蚀产物为AgCl,且基体发生了孔蚀,随着NaCl溶液浓度由0.1%增大到3.5%,试样表面Cl-腐蚀活性中心增多,AgCl晶体生长速度增大,生成的颗粒尺寸由1~2μm减小到100nm;腐蚀产物层的颜色逐渐由灰白色变为黑色;在0.1%NaCl中可清晰观察到AgCl颗粒主要为棱柱状五面体结构,且随着极化时间延长,颗粒逐渐长大。     

Ni-Fe-P镀层在H2S/CO2腐蚀环境中的腐蚀电化学研究

在油管常用钢N80钢表面制备了Ni-Fe-P化学镀层,采用SEM、EDS、XRD等分析手段,对所制备镀层的成分、微观形貌、结构等性能进行了分析研究;采用电化学方法评价了Ni-Fe-P镀层在H2S/CO2溶液中的耐蚀性。结果表明,N80钢表面经过化学镀Ni-Fe-P处理后,其耐蚀性得到很大的提高,镀层结构为非晶态;电化学测试结果表明该镀层在H2S/CO2溶液中具有极强的钝化倾向和很好的耐酸性,结果均证明Ni-Fe-P镀层具有良好的抗H2S/CO2腐蚀性能。     

碳钢在油水混相介质中的CO2/H2S腐蚀行为

采用极化曲线和电化学阻抗测试,研究了N80钢在50℃的3%NaCl盐水与凝析油混相溶液中,不同CO₂、H₂S分压比(θ=P_CO2/P_H2S)条件下的腐蚀规律;采用SEM、XPS等分析了N80钢表面腐蚀产物的形貌和组成。结果表明：在饱和CO₂溶液中,随着H₂S含量的增加,碳钢电极的腐蚀减弱;当θ<20时,随着θ增大,腐蚀电流密度逐渐减小,腐蚀主要由H₂S控制,在N80钢表面生成了均匀致密的针状晶型腐蚀产物,主要是FeS和FeS_1-x膜;当20<θ<500时,随着θ的增大,腐蚀电流密度先增大后减小,腐蚀由CO₂和H₂S共同控制,钢片表面生成了多种晶型腐蚀产物,主要是FeCO₃和FeS_1-x膜;当θ>500时,随着θ的增大,腐蚀电流密度增大,腐蚀反应由CO_...     

基于人工神经网络的CO2/H2S腐蚀速率预测模型

探索对油气管线CO2/H2S腐蚀速率的预测,应用LabVIEW软件中的MATLAB Script节点,通过Lab-VIEW与MATLAB混合编程构建了虚拟仪器程序,建立了油气管线腐蚀速率预测的BP神经网络模型。数值仿真试验结果表明,建立的模型稳定性好,预测精度高,使用效果良好。     

含硫天然气管线H2S/CO2腐蚀发展规律

在模拟川渝地区天然气管线含H2S/CO2介质环境中进行腐蚀实验研究,分析了X52钢在含H2S/CO2溶液介质中暴露时间对管线钢腐蚀速率、腐蚀产物膜形貌及组成的影响。结果表明,随暴露时间延长,腐蚀产物膜层对基体产生一定保护性,减缓了腐蚀进程。腐蚀产物由马基诺矿型、硫化亚铁和陨硫铁发展成马基诺矿、硫化亚铁、陨硫铁和黄铁矿。     

油气田H2S腐蚀体系模拟方法探究

通过两种方法向反应釜内引入H2S气体模拟含H2S油气田腐蚀体系:一是使用钢瓶直接通入H2S,二是通过化学反应间接生成H2S。在高压釜内研究了20#钢在这两种不同方法引入H2S体系中腐蚀情况的差异。通过失重法和电化学法研究了两种方法下20#钢的腐蚀速率及腐蚀机理;通过SEM观察腐蚀形貌;并利用EDS分析腐蚀产物的组成。结果表明:20#钢在由化学反应产生H2S模拟油气田环境中的腐蚀速率为0.1077 mm/a,腐蚀产物膜粗糙、疏松。而其在直接导入H2S模拟油气田环境中的腐蚀速率为0.0518 mm/a,腐蚀产物膜均匀、致密、平整,接近现场实际情况。即H2S的导入方法对油气田模拟腐蚀体系的建立有重要的影响。从科学研究角度看,直接通入H2S法能更好地模拟含H2S油气田腐蚀体系。     

几种常用管线钢在CO2及H2S/CO2环境中的腐蚀行为

对带状组织级别不同的管线钢在CO2及H2S/CO2饱和的NACE溶液中的腐蚀速率和腐蚀形貌进行了比较分析。结果表明,在CO2饱和的NACE溶液中,带状组织级别越低的材料,发生均匀腐蚀的特征越明显,通过生成保护性膜抵抗腐蚀的能力越强。而带状组织级别越高的材料,发生局部腐蚀,尤其是点蚀的特征越明显。在H2S/CO2饱和的NACE溶液中,带状组织级别越低的材料,越不易发生氢致开裂现象。为了提高管线钢抗CO2及H2S/CO2腐蚀的性能,应控制其带状组织。     

银纪念币表面滋生白斑机理研究

采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、X射线衍射、XPS等方法对银质纪念币在大气中放置出现的白斑的成份、结构进行了宏观和微观的分析检查,并结合湿热加速试验及银币生产现场情况,综合分析白斑的生成机理.结果表明:在湿润环境中,Cl-、O2、H2S是导致银币表面产生白斑的主要物质;银币表面白斑腐蚀产物主要由AgCl、Ag2O和...     

L360钢在H2S/CO2环境中腐蚀的预测

运用BP人工神经网络技术建立了预测L360钢在H₂S/CO₂环境中腐蚀的模型,神经网络拓扑结构为5-4-1,网络模型训练成功以后,应用它预测L360钢在H₂S/CO₂中的腐蚀速度.结果表明,人工神经网络模型预测的结果与实验数据相当符合,误差在14%以内.由此可见,BP神经网络模型可以作为预测H₂S/CO₂环境致集输管线腐蚀速率的工具.     

2Cr-1Ni-1.2Mo-0.2V钢在NH4H2PO4溶液中的电化学腐蚀行为研究

通过激光共聚焦显微镜、扫描电镜 (SEM)、能谱仪 (EDS)、X 射线衍射仪 (XRD)、X 射线光电子能谱(XPS)、开路电位、极化曲线、电化学阻抗谱等研究了 NH₄H₂PO₄溶液浓度对2Cr-1Ni-1.2Mo-0.2V钢电化学腐蚀行为的影响。结果表明,随着NH₄H₂PO₄溶液浓度的增大,2Cr-1Ni-1.2Mo-0.2V钢的腐蚀速率先快速增大后缓慢增大;2Cr-1Ni-1.2Mo-0.2V钢仅在低浓度NH₄H₂PO₄溶液中萌发点蚀,一旦溶液浓度大于或等于30 mmol/L,材料腐蚀形态仅表现为均匀腐蚀;2Cr-1Ni-1.2Mo-0.2V钢表面腐蚀产物膜为双层结构,外层膜主要由Fe₃(PO₄)₂、FePO₄组成,内层膜主要由Fe₃O₄构成;随着NH     

镍基合金718在H2S/CO2环境中的腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和电化学测量技术,研究了镍基合金718在模拟苛刻油田环境中的H₂S/CO₂腐蚀行为。结果表明,在模拟高温高压H₂S/CO₂腐蚀环境中,718合金腐蚀轻微,表现出良好的抗均匀腐蚀和局部腐蚀能力。电化学测试结果表明,在模拟CO₂腐蚀环境中,718合金的阳极极化曲线存在明显的钝化区,而在模拟H₂S/CO₂腐蚀条件下的阳极极化曲线呈现多次活化-钝化转变现象,表明腐蚀产物膜的稳定性降低;EIS表明阻抗谱均有明显的容抗弧特征,不含H₂S时材料显示单一的容抗弧,加入H₂S时低频显示扩散阻抗控制,饱和CO₂溶液中718合金具有相对较大的极化电阻。     

模拟油田工况条件低Cr钢抗H2S应力腐蚀开裂行为研究

    运用四点弯曲试验方法,参照NACE 0177-2005标准研究了低Cr钢在模拟塔里木油田工况条件下的抗H₂S应力腐蚀开裂（SSC）行为.结果表明：经720小时试验后,0.5 Cr试样表面未发现宏观及微观裂纹,表现出良好的抗SSC能力,而普通3 Cr、5 Cr试样表面均发现宏观及微观裂纹,没有通过抗SSC性能检测;应从成分设计及适当的热处理等方面着手,获得理想的显微组织,来提高3 Cr、5 Cr钢的抗SSC性能.     

Cu—Cr合金在H2—H2S混合气中的腐蚀行为

研究了Cu-Cr合金及纯铜、纯铬在500－600℃,硫分压为10^-5Pa时的硫化腐蚀。两种Cu-Cr合金的腐蚀速度均介于两种纯金属之间,并随温度的升高而增大,但在两种Cu-Cr合金的表面均形成了复杂的腐蚀产物膜,外层为Cu2S层,有时不连续甚至剥落,中间层为二元Cu-Cr硫化物CuCrS2,内层为二元Cu-Cr硫化物CuCr2S4和CrS的混合物,有时也包含未被腐蚀的金属铬颗粒。在腐蚀区以下的合金基体中没有铬的贫化现象发生。这种腐蚀膜结构的形成是合金中存在两相的结果。     

暂态技术研究高含H2S和CO2近中性溶液中套管钢的界面反应

采用电位阶跃技术研究在H2S和CO2共存的近中性溶液中套管钢/溶液界面和反应过程。应用数学模型分析界面反应中氢吸附过程、负离子脱附过程和氢吸收过程的变化规律。当阶跃电位为50mV,界面反应由氢吸附过程控制,当阶跃电位超过50mV,界面反应由负离子脱附过程控制。研究显示,在含50%H2S(pH=5.9)环境中,加入CO2提高了界面负离子脱附、氢吸附和氢吸收反应速率。     

改性咪唑啉缓蚀剂抗H2S/CO2腐蚀性能研究

本文在合成1-(2-氨乙基)-2-十五烷基咪唑啉(A)的基础上,利用硫代氨基脲对其进行改性,制备了一种1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-十五烷基咪唑啉(B)新型缓蚀剂。通过失重法和电化学方法研究了A、B两种缓蚀剂在H2S、CO2共存条件下对Q235钢的缓蚀性能,探讨了其在Q235钢表面的吸附行为。结果显示,改性后的缓蚀剂B具有更优的抗H2S、CO2腐蚀的缓蚀性能,最高缓蚀效率在92%以上。两者在Q235钢表面均是单分子层吸附,属于以化学吸附为主的混合吸附。最后采用量子化学方法对两种缓蚀剂的缓蚀机理进行了分析。     

H2S/CO2环境中L360钢点蚀行为研究

利用静态挂片失重法研究了含H₂S/CO₂模拟油田水溶液中, 温度及Cl^-浓度对L360管线钢点蚀的影响, 并利用Gumbel第一类近似函数分析了最深蚀孔概率. 结果表明, 在40℃~70℃之间, Cl^-浓度为10 g/L条件下, 点蚀的严重程度随温度增高而增大. 恒定温度下, Cl^-浓度对点蚀发生也有明显的影响, 当Cl^-在10×15 g/L范围时, 腐蚀试样发生明显的点蚀; 当Cl^-浓度大于20 g/L时, 试样主要发生均匀腐蚀, 随着Cl^-浓度的增大, 腐蚀产物膜变得更加疏松, 保护性能下降, 均匀腐蚀速率增大. 最深点蚀分布服从Gumbel第一类近似函数.     

热氧化TC4合金在CO2饱和模拟油田采出液中的电化学腐蚀行为

借助热氧化技术对TC4合金进行表面处理,以提高其表面性能。借助扫描电镜,辉光放电光谱分析仪,X射线衍射仪和X射线光电子能谱分析热氧化TC4合金的特征,采用电化学测试技术研究了热氧层和TC4合金基材在CO2饱和模拟油田采出液中的电化学腐蚀行为。结果表明:热氧化处理后,TC4合金表面生成连续、均匀的热氧化层,主要由金红石相组成。热氧化处理显著提高了TC4合金在模拟油田采出液中的耐腐蚀性能。     

H2S浓度对35CrMo钢应力腐蚀开裂的影响

用电化学技术研究了35CrMo钢在含有不同浓度H₂S溶液中的腐蚀行为,通过慢应变速率拉伸实验研究了35CrMo钢在不同浓度H₂S介质中的应力腐蚀开裂 (SCC) 行为与机理。结果表明：35CrMo钢在pH值为5的H₂S环境下存在SCC敏感性,H₂S浓度升高,SCC敏感性增加,H₂S浓度为200 mg/L时有明显的SCC敏感性。H₂S浓度达到200 mg/L时,能明显促进35CrMo钢腐蚀电化学过程进行。在pH值为5的H₂S环境下,35CrMo钢的SCC机制是以氢脆 (HE) 为主,阳极溶解(AD)为辅的协同机制。