带锈碳钢在流动海水中的长期腐蚀行为

将Q235碳钢在流动海水中浸泡280 d,利用失重法和多种腐蚀电化学方法研究了其在浸泡过程中的腐蚀规律.结果表明,与静止海水浸泡相比,在流动体系长时间浸泡后,电极表面几乎不存在疏松的黄色锈层,而被一层致密的黑色腐蚀产物所覆盖;失重法测得的腐蚀速率随腐蚀时间延长呈现减小的趋势,并最终趋于稳定,与静止海水相比,流动海水中的腐蚀速率高出约1倍;电化学方法测得的腐蚀速率则随浸泡时间的延长而增大,与失重法的结果之间存在较为明显的偏差,并且浸泡时间越长,这一偏差越明显.长期浸泡后,碳钢表面的锈层对电化学测试结果产生影响,是导致电化学方法不能准确评估腐蚀速率的原因.     

海水中碳钢短期腐蚀行为的电化学研究方法

研究了海水中碳钢7周内短期腐蚀行为的电化学测试结果(包括极化曲线、线性极化法、电化学阻抗技术和恒电位阶跃法)的可靠性.结果表明,碳钢在海水中小于2个月的短期浸泡条件下,电化学方法和失重法测定的腐蚀速度均随时间逐渐减小,变化趋势相同,数值基本一致.这表明短期浸泡碳钢表面生成的腐蚀产物虽然阻碍了溶解氧的扩散,降低了腐蚀速度,但没有参加测试过程中的电化学反应.在各种电化学方法中,线性极化法和电化学阻抗技术测定的腐蚀速度与失重法最为接近,误差小于5%,可以用于2个月内短期海水浸泡碳钢的腐蚀速度监测和腐蚀行为评价.     

电化学方法研究锈层覆盖下碳钢的腐蚀规律

分别采用失重法与电化学方法(包括极化曲线、线性极化法和电化学阻抗技术)研究了碳钢在海水中浸泡48周的腐蚀规律。结果发现,短期浸泡在海水中的碳钢,表面生成的腐蚀产物薄且疏松,长期浸泡后,锈层逐渐分为两层:外锈层薄且疏松,内锈层厚且致密。短期浸泡,失重法与电化学方法得到的腐蚀规律一致,腐蚀速度逐渐减小并且数值相近,此时电化学方法可以用来准确的估算碳钢的腐蚀速度。长期浸泡,电化学方法测定的腐蚀速度转为逐渐增大,偏离了失重结果,并且锈层越厚偏差越大,此时电化学方法会过高估算腐蚀速度。     

海水中带锈Q235钢腐蚀电化学参数测定

利用失重法和电化学方法对在海水中浸泡不同时间的Q235钢电极的腐蚀行为和腐蚀速率规律进行了研究。结果表明,对于长期浸泡的Q235钢电极,失重法和电化学方法得到的腐蚀速率结果存在很大差异。利用XRD测定了长期浸泡后锈层成分的变化,发现长期浸泡Q235钢电极锈层中的电化学活性成分β-FeOOH在测试过程中发生还原反应,导致利用电化学方法测得的Q235钢腐蚀速率大于失重法的结果,并且随浸泡时间的延长,这一偏差增大。对长期浸泡Q235钢电极进行电流密度为-25 μA/cm²阴极恒电流预极化处理后发现,随着浸泡时间的延长极化时间也延长,同时,经过预处理之后的Q235钢电极电化学方法测得的腐蚀速率与失重法的结果具有一致的变化规律,表明施加合适的阴极极化预处理能够减小电化学方法与失重法测试结果的偏差。     

供货态T91钢管内壁渗碳现象浅析

针对供货态T91小口径钢管内壁存在渗碳现象,采用化学法、金相法和显微硬度法对渗碳层进行了定性和定量分析,利用SEM、EDS和XRD分别对渗碳层组织进行观察,对元素组成及相组成进行分析,并提出相应预防措施。结果表明:采用金相法、化学法及显微硬度法可定性定量分析渗碳层碳含量及渗碳层深度。内壁渗碳层的主要组成为Fe_(2.5)C、Cr_7C_3及Cr_2C,这是由于T91钢冷成形制管过程内壁所用的润滑剂未去除干净,继而在气氛保护炉中正火热处理时,润滑剂燃烧不充分,残碳原子扩散到管子内壁,与其他元素结合形成了碳化物。对渗碳样品进行正火+回火处理可减轻或消除渗碳层,使用气氛保护炉热处理时,内壁渗碳有所减轻,但未能完全消除;而使用无气氛保护炉热处理时,可以消除渗碳层,但同时会产生较厚且易脱落的氧化皮。生产实践表明,在正火处理之前将润滑剂去除干净是防止钢内壁渗碳的关键所在。     

溶解氧浓度对船体钢在海水中腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗谱(EIS)和失重试验,研究了海水中的溶解氧对1~#、2~#船体钢海水腐蚀行为的影响。极化曲线及电化学阻抗试验结果表明,随着海水中氧含量的升高,这两种船体钢的自腐蚀电位逐渐升高,腐蚀电流密度逐渐增大,腐蚀速率增大;失重试验表明,1~#、2~#钢在海水中的腐蚀类型主要为均匀腐蚀,且其腐蚀速率随溶解氧含量的增加而增大。     

滨海电厂水系统碳钢管道的腐蚀控制

针对某滨海电厂海水及海水反渗透产水管道的腐蚀现象,采用失重法、扫描电镜、X射线衍射及电化学测试,对比研究了碳钢在其中的腐蚀差异。结果表明:在海水中锈层抑制氧的传递,对碳钢起保护作用;在反渗透产水中锈层起大阴极作用,加速基体腐蚀。实际工程中,海水反渗透产水比海水对碳钢管道更具侵蚀性。重新矿化反渗透产水是降低其腐蚀性的有效方法;另外,可考虑采用更耐蚀的不锈钢、碳钢衬塑管等作为管材。     

纯钛离子氮化层在人工唾液中的耐蚀性

用浸泡法和电化学法研究了纯钛（TA2）基体材料及其离子氮化层在人工唾液中的腐蚀行为。浸泡法研究表明,试样随着浸泡时间的延长而增重,而离子氮化层增重明显减缓,其腐蚀速率远小于TA2基材;电化学法研究表明,离子氮化层的自腐蚀电位较TA2基材提高,而腐蚀电流密度和腐蚀速度减小。由失重法和电化学法得出一致结论,离子氮化处理提高了TA2在人工唾液中的耐蚀性。     

AH32耐蚀钢显微组织对其腐蚀行为的影响

根据《油船货油舱耐蚀钢性能标准》规范,通过浸泡实验测量了AH32耐蚀钢在货油舱底部模拟环境中的腐蚀过程.采用失重测量、电化学极化与阻抗方法、扫描电镜和电子探针等手段,分析了AH32耐蚀钢显微组织对其腐蚀行为的影响.实验结果表明:模拟货油舱底板腐蚀实验中,AH32耐蚀钢的轧制面因珠光体所占面积分数小而腐蚀速率较低,其横截面则因珠光体面积分数大而造成腐蚀速度较快,而且二者的腐蚀速度均随浸泡时间的延长而加速.此外,轧制面表面有均匀腐蚀和因夹杂物溶解所形成的蚀坑,而横截面的腐蚀则沿条带状珠光体组织而有选择的进行.样品的珠光体区域在浸泡后有碳富集,这是造成腐蚀随浸泡时间延长而加速的原因.     

锰对球墨铸铁力学性能及耐腐蚀性能的影响

通过在球墨铸铁中添加少量锰元素,研究不同含量的锰对球墨铸铁组织和力学性能的影响。并在此基础上,通过对试样进行半浸泡和全浸泡来模拟静态海水腐蚀试验,采用失重法和电化学试验表征球墨铸铁的腐蚀速率和耐腐蚀性能,研究锰含量对球墨铸铁耐腐蚀性能的影响。结果表明:锰元素在一定范围内能够细化石墨、稳定珠光体和渗碳体,从而使球墨铸铁的硬度和抗拉强度得到改善,而当锰含量高于一定值时这种影响就很缓慢,甚至会恶化球墨铸铁的力学性能。此外,锰元素的添加能够提高球墨铸铁的耐腐蚀性能,半浸的腐蚀程度比全浸腐蚀更严重。     

低合金耐海水腐蚀钢在模拟腐蚀环境下的耐蚀性能研究

以普碳钢为对比样,采用模拟海水全浸和间浸、盐雾、湿热等加速腐蚀实验并结合电化学测试技术研究了Cu-Cr-Mo系低合金耐海水腐蚀钢Q345C-NHY3的耐蚀性能.结果表明：在各种模拟环境条件下与碳钢相比Q345C-NHY3钢都具有较好的耐蚀性能.     

Comparison of corrosion rates obtained from laboratory and field data

Generally, corrosion rates for sheet pile walls observed in nature and those obtained in the laboratory are different. In order to compare natural and laboratory corrosion rates, corrosion tests were carried out with an electrochemical corrosion cell. Various mild steel samples which were taken out from different sheet pile structures were examined with synthetic brackish water and synthetic seawater as immersion media. It was ensured that the electrical conductivity and the pH‐values were identical to those of the natural waters from which the sheet pile samples came from. The experimental results indicate that underwater corrosion rates in nature are only about one tenth to one eighth of the laboratory values. The corrosion rates in nature depend on the media and the corrosion zone. Furthermore, in laboratory test procedures, the initial corrosion is always tested whereas in nature a “protecting” layer of rust is formed, that lowers corrosion. Therefore, comparison of the values of the experiments with those from nature should be defined in accordance to age and zone of hydraulic steel structures. As a consequence, a corrosion coefficient with consideration of the age of structures was formed. The introduction of the coefficients's dependence on the lifetime of the construction allows improved corrosion rate predictions when the chemical composition of the immersion media is detected.     

应力应变下TC2钛合金在模拟海水环境中的腐蚀行为

目的研究TC2钛合金在模拟海水中的表面电化学及腐蚀行为,以及不同形变对其的影响。方法制备U形试样,进行模拟海水浸泡试验,采用电位测试、交流阻抗及极化曲线测试、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法进行分析。结果在240 d模拟海水中浸泡试验期间,无形变TC2钛合金表面钝化膜阻抗值随时间延长,先迅速增加,后缓慢增加,腐蚀电位持续升高,因此其表面电化学反应下降,腐蚀速率较低。45°形变TC2钛合金试样的表面钝化膜阻抗值先略微上升,后下降,最终低于初始阻抗值。90°形变试样的表面钝化膜阻抗值持续下降。经过240d浸泡后,无形变的试样表面出现微小的点蚀,45°形变试样表面点蚀密度增加,90°形变试样表面垂直压应力方向出现裂纹。XRD结果显示,形变处Ca~(2+)、Mg~(2+)等离子的吸附增加,这可能与表面粗糙度增大,TC2钛合金表面活性增加有关。结论在模拟海水环境中,无应变试样耐腐蚀性较强,应变导致TC2钛合金表面钝化膜破裂,点蚀增加,甚至出现裂纹,增加了TC2钛合金的应力腐蚀敏感性。     

Influence of deformation on corrosion of mooring chain steel in seawater

After chain making, proof load testing is used to evaluate if the chains are mechanically qualified. However, proof load testing may bring elongation in the chain links that may affect the corrosion performance of mooring chains in seawater. The influence of deformation and microorganisms on the corrosion properties of chain steel in seawater were investigated together with industry. As part of the Localized Mooring Chain Corrosion (LMCC) JIP project, chain links were prepared according to industrial standards. Some steel samples were elongated to a maximum of 6%. The steel samples were tested by immersion in artificial seawater with and without the addition of microorganisms. Their corrosion behavior was studied using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The corrosion morphology was investigated using three dimentional microscopy. The results indicate that elongation has an adverse effect on the corrosion resistance of the steel in seawater. With the addition of microorganisms localized corrosion is enhanced.     

利用EIS研究环氧防锈涂层实验室模拟实验和实海浸泡实验相关性

用电化学阻抗法 (EIS) 研究了环氧防锈涂层在实海浸泡实验及在3.5%NaCl溶液中浸泡实验和盐雾实验两种实验室模拟实验中的腐蚀失效行为,探讨了实海浸泡实验与2种实验室模拟实验的低频阻抗模值|Z |_{0.01 Hz}之间的对应关系。结果表明：3种腐蚀环境对所研究的涂层体系的破坏作用由小到大依次为：3.5%NaCl溶液<实海浸泡<盐雾;相对实海浸泡实验,盐雾实验对环氧涂层腐蚀失效的加速因子约为2.3。     

调整处理对17-4PH不锈钢耐海水腐蚀性能的影响

运用化学浸泡、极化曲线、循环极化曲线、电化学阻抗谱等方法研究了固溶后直接时效状态和调整＋时效状态的17—4PH不锈钢在人工海水中的耐蚀性能，并对显微组织作了观察和分析。结果表明，17—4PH不锈钢过调整处理后再进行时效处理，自腐蚀电位和点蚀电位升高而年腐蚀率下降，耐海水腐蚀性能全面优于直接时效态试样。其原因是17-4PH不锈钢经过调整处理后进行时效可避免贫铬区的形成，并使马氏体组织呈细小化特征，材料的组织均匀性提高。     

环氧铝粉涂层和氟碳涂层耐蚀性能的比较

采用电化学阻抗谱技术(EIS)研究了环氧铝粉涂层和FEVE氟碳涂层/碳钢体系在天然海水介质中的电化学腐蚀行为,通过对两涂层的涂层电容分析及腐蚀后表面形貌的观察,评价了两种有机涂层的防腐蚀性能。结果表明,随着浸泡时间的延长,两种有机涂层体系的保护作用都有所降低。环氧铝粉涂层在浸泡初期呈现单容抗弧特征,浸泡57天时出现了双容抗弧。氟碳涂层在浸泡周期内EIS曲线均呈现单容抗弧特征,浸泡110天时低频阻抗模值仍高于108Ω.cm2。在整个浸泡周期内,氟碳涂层的涂层电容基本维持在1.6×10-10～1.8×10-10 F.cm-2,约为环氧铝粉涂层电容的1/20,表现出低渗水性。     

冷喷涂铝涂层在海水中的腐蚀行为研究

利用电化学测试手段研究冷喷涂铝涂层在海水环境中的腐蚀行为,并研究了冷喷涂铝涂层在中性盐雾中腐蚀速度的变化规律.结果表明,海水环境中冷喷涂铝涂层表面覆盖致密稳定的腐蚀产物,有效阻止了腐蚀介质向涂层内部的渗透,腐蚀速度随腐蚀时间的增加迅速降低.     

Microbiologically Influenced Corrosion of Q235 Carbon Steel by Aerobic Thermoacidophilic Archaeon Metallosphaera cuprina

The effect of thermoacidophilic archaeon Metallosphaera cuprina (M. cuprina) on the corrosion of Q235 carbon steel in its culture medium was investigated in this work. In the sterile culture medium, the carbon steels showed uniform corrosion morphologies and almost no corrosion products covered the sample surface during 14 days of immersion test. In the presence of M. cuprina, some corrosion pits appeared on the surface of carbon steels in the immersion test, exhibiting typical localized corrosion morphologies. Moreover, the sample surfaces were covered by a large number of insoluble precipitates during the immersion. After 14 days, the thickness of precipitates reached approximately 50 μm. The results of weight loss test and electrochemical test demonstrated that the carbon steels in the M. cuprina-inoculated culture medium had higher corrosion rate than that in the sterile culture medium. The oxygen concentration cell caused by M. cuprina biofilms resulted in localized corrosion behavior, and the ferrous oxidation ability of M. cuprina accelerated the anodic dissolution of carbon steels, thus promoting the corrosion process of carbon steels.