钛合金脉冲阳极氧化膜抗电偶腐蚀性能及机理

为了有效提高钛合金阳极氧化膜抗电偶腐蚀的性能,在300～400 g/L H2SO4,50～120 g/L H3PO4溶液中,在电流密度2～3 A/dm2和温度0～10℃下,采用脉冲阳极氧化技术制备了一种抗电偶腐蚀的钛合金阳极氧化膜,并采用电化学技术对该阳极氧化膜的抗电偶腐蚀机理进行了讨论.结果表明:该阳极氧化膜为厚度2～3 um的多孔膜;阳极氧化后,TC6钛合金的开路电位从-207 mV(vs SCE)上升到132 mV(vs SCE),腐蚀电流密度从2.3×10-2uA/cm2下降到1.4×10-3uA/cm2,表面膜的极化电阻从2.647×105Ω上升到6.109×107Ω,表面膜的膜电阻从543.8 Ω上升到1 790.0 Ω;电偶腐蚀测量则表明,阳极氧化降低钛合金电偶腐蚀电流1/5以上,其电偶腐蚀的敏感性达到了B级.脉冲阳极氧化膜能有效提高钛合金抗电偶腐蚀性能.     

不同钢材在储罐沉积水中的电化学腐蚀行为

目前,鲜有多种钢材在储罐沉积水中腐蚀机制的研究报道。采用电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线测试技术研究碳钢Q235,管线钢X65、X80,不锈钢316L等4种钢材在原油储罐沉积水中的电化学腐蚀行为,并结合扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射谱(XRD)对钢材腐蚀形貌和腐蚀产物成分进行分析。结果表明:Q235钢、X65钢和X80钢浸泡24 d后表面生成疏松腐蚀产物,316L钢表面没有明显腐蚀现象发生;Q235(3.462μA/cm~2)、X65钢(4.122μA/cm~2)和X80钢(5.848μA/cm~2)在原油沉积水中极化曲线自腐蚀电流密度远大于316L(0.118μA/cm~2),316L钢极化曲线有明显的钝化区;随着浸泡时间延长,Q235钢、X65钢、X80钢的EIS谱阻抗模值缓慢增加,随后阻抗模值降低,而316L钢的阻抗模值没有明显变化。     

某凝析气田异种不锈钢偶对在不同NaCl溶液中的腐蚀行为

为了考察某凝析气田现场新投用的3种合金钢材316L、双相不锈钢2205以及Inconel 625在现场出现耦合后是否会发生电偶腐蚀,对Inconel 625/316L、Inconel 625/2205偶对在不同Cl~-浓度下的电偶腐蚀特性进行了电化学试验,研究了耦合前各自的开路电位随时间的变化、耦合后的耦合电流随时间的变化、耦合(闭路)电位随时间的变化、耦合电流及耦合(闭路)电位的稳定值大小。结果表明:不同影响因素(电偶、Cl~-浓度)下,电位差均为50 mV左右,电偶电流密度约为1×10~(-6)A/cm~2,由此计算出材料偶接后的均匀腐蚀速度为0.002 mm/a,按照腐蚀速度划分标准(NACE RP0775-2005),均属于轻度腐蚀,因此625/316L、625/2205异种不锈钢之间耦合不会引起明显的电偶腐蚀问题。本方法对在油气田上使用类似异种钢耦合后出现的腐蚀研究具有一定的指导意义。     

土壤盐浓差对碳钢/铝合金电偶腐蚀行为影响

利用砂土作为模拟土壤 ,通过失重法及电化学方法相结合 ,研究了土壤盐浓差( 2 0 %Cl-及 0 2 %Cl-)对A3钢 LC4铝合金电偶腐蚀的影响规律。结果表明 ,其电偶腐蚀主要取决于电偶对阴极A3钢所处的土壤条件 ,而与电偶对阳极所处的土壤条件关系不大。电偶对阴极处在高盐土壤中 ,其阴极保护效率较高 ,电偶对阳极LC4铝合金与同样试验条件下自然腐蚀相比 ,其腐蚀速率最大增加了 145倍。     

NiAl/AlBN封严涂层的电偶腐蚀行为

采用空气等离子喷涂工艺制备了NiAl/AlBN封严涂层。研究了NiAl/AlBN涂层在5%(质量分数)NaCl溶液中的电偶腐蚀行为。结合极化曲线、开路电位和微观形貌(SEM)观察,对封严涂层的腐蚀机理进行了探讨。通过计算出的平均电偶电流密度,评价了NiAl/AlBN封严涂层的电偶腐蚀敏感性。结果表明,AlBN涂层的腐蚀电位较NiAl涂层低,两者相差约70mV,电偶腐蚀过程中,腐蚀电位较低的AlBN涂层作为电偶对的阳极发生腐蚀,NiAl涂层作为阴极得到保护。NiAl/AlBN涂层的电偶电流密度为3.5331μA/cm2。电偶腐蚀后,电偶对的阳极、阴极的自腐蚀电位均降低了,阳极电位从-808mV负移到-883mV,阴极电位从-740mV负移到-800mV;电偶电位为-814mV。随着腐蚀时间的延长,AlBN涂层的防护性能逐渐减弱。     

超级13Cr和P110油管钢在NaCl溶液中电偶腐蚀行为的研究

采用电化学方法研究了超级13Cr-P110钢偶对在NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,测试了开路电位、电偶电流和电偶电位,采用SEM、EDS和XRD分别对腐蚀形貌和产物进行了表征。结果表明,超级13Cr和P110钢在NaCl溶液中存在明显的电位差,两者偶接时超级13Cr作为阴极被保护,而P110钢作为阳极被加速腐蚀,该电偶对产生的电偶电流密度会形成严重的电偶腐蚀,随着Sc/Sa的增大,电偶电流明显增大,阳极的腐蚀程度加重,腐蚀产物为氧化物,腐蚀破坏的形式由腐蚀产物疏松转变为腐蚀膜层开裂形成的片层状脱落。     

哈氏C-276合金与16MnR钢在盐酸中的电偶腐蚀行为

石化厂急冷塔中的哈氏C-276合金和16MnR钢易形成电偶对,在塔中HCl气氛下发生腐蚀。测定了哈氏C-276合金与16MnR钢在10%盐酸中的自腐蚀速率、电偶腐蚀速率和稳态极化曲线,探讨了偶接时间、阴阳极面积比、环境温度及腐蚀液流速对阳极电流密度的影响。结果表明:2种金属偶接后,阴极哈氏C-276合金腐蚀速率得到抑制,阳极16MnR钢腐蚀速率急剧增大;2种金属自腐蚀电位相差超过200 mV,电偶电位接近16MnR钢的自腐蚀电位;随偶接时间延长,电偶电流不断衰减,24 h后趋于稳定;阳极电流密度随阴阳极面积比增大、温度升高而增大,但呈非线性增长,一定程度后增长趋势变缓;流动的腐蚀液中的阳极电流密度大于静止腐蚀液中的。     

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.     

高温合金/NiAl封严涂层的电偶腐蚀行为研究

采用空气等离子喷涂工艺在高温合金基体上制备了NiAl封严涂层。研究了NiAl涂层/高温合金在5%(质量分数)NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,结合极化曲线、开路电位和SEM形貌检测,探讨封严涂层的腐蚀机理。结果表明,高温合金基体与NiAl涂层的电偶电流密度为2.1356μA/cm2,电位较负的NiAl涂层作为电偶对的阳极,腐蚀更严重,腐蚀产物疏松呈絮状覆盖在涂层表面。等离子喷涂的NiAl涂层含有较多的孔隙和氧化物,腐蚀容易在缺少氧化物覆盖的区域发生。NiAl涂层边缘的氧化物也容易优先溶解,形成腐蚀产物膜,堵塞涂层微孔,抑制腐蚀的进行。随着腐蚀时间延长,NiAl涂层的防护性能逐渐减弱。     

压铸镁合金在防冻液中的电偶腐蚀规律研究

研究了压铸AZ91D镁合金分别与A3钢、H62黄铜、LF21铝合金及356号铸铝偶接后在80 ℃汽车防冻液中的电偶腐蚀行为及规律.自然腐蚀电位、电偶电位和电偶电流的测量结果表明,压铸AZ91D镁合金在与上述4种材料构成的电偶对中始终是阳极,且电偶腐蚀的阳极过程在该体系中受到较大的阻滞.电偶腐蚀效应的分析结果表明AZ91D与4种材料偶接后其阳极溶解速度较其未偶接前上升不超过1个数量级,且4种电偶对的电偶腐蚀效应存在如下相对关系:γ356号铸铝＜γLF21＜γH62＜γA3.     

X80钢在不同土壤模拟溶液中的腐蚀行为

采用失重法、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法研究了X80钢在3种土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明:X80钢在鄯善和新洲模拟溶液中以均匀腐蚀为主;而其在樟树模拟溶液中以点蚀为主。X80钢在3种不同模拟溶液中的腐蚀速率满足:樟树新洲鄯善。在鄯善模拟溶液中,结晶盐CaSO4.2H2O随浸泡时间的增加不断析出并沉积在腐蚀产物层表面,一定程度上抑制了Cl-和溶解O对X80钢的侵蚀作用,减缓了X80钢的均匀腐蚀速率。在樟树模拟溶液中,X80钢表面难以形成保护性产物层,腐蚀随时间不断加剧,最终促进点蚀的发生。     

高pH值的硝酸铀酰溶液中碳钢腐蚀与沉积膜的特性

用均匀腐蚀法和电化学法研究了碳钢(A3)在pH值5.0的硝酸铀酰溶液中的腐蚀行为。均匀腐蚀试验结果表明，碳钢在PH值5．0硝酸铀酰溶液中发生非电化学腐蚀，使溶液酸度降低，导致铀酰离子水解，在碳钢表面形成了水合氧化铀沉积膜。动电位阳极极化试验结果显示，碳钢的腐蚀电位随扫描电位速率的增加向阴极方向移动，UO2^2 的沉积对碳钢的阴极反应有抑制作用。均匀腐蚀后的样品，经XRD、XPS分析证实，沉积膜主要为铀酰离子的氧化物沉淀。     

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。     

KH560处理对Al-Al2O3-硅烷复合涂层耐蚀性的影响

对热浸镀铝-阳极氧化后的45钢在6%(体积分数)KH560硅烷溶液中进行不同时间的封孔处理,在45钢表面形成Al-Al2O3-硅烷复合涂层,研究复合涂层的微观组织及其对45钢的耐蚀性能和45钢-30%(质量分数,下同)Cf/nylon6复合材料的电偶腐蚀的影响。结果表明:硅烷涂层密封了Al2O3涂层的孔隙,阻止腐蚀液侵蚀基体,提高了45钢的耐蚀性;同时Al-Al2O3-硅烷复合涂层良好的绝缘性能使45钢与30%Cf/nylon6之间的电偶腐蚀的驱动力减小,改善其电偶腐蚀抗力。经5 min最佳KH560工艺处理后,试样的自腐蚀电流密度较单一热浸镀铝试样下降了3个数量级,电化学阻抗提高了2个数量级,与30%C f/nylon6复合材料偶接的电偶电流密度下降了约75%。     

Ag/AgCl微电极束的制作及其原位检测焊缝局部腐蚀的效果

金属焊接件焊缝处易优先发生腐蚀,单个微电极难以测量焊接件同一时刻、不同位置的局部腐蚀行为。自制了Ag/AgCl微电极束,用其测试了X80钢焊接件在天然海水和模拟的咸淡水(0.1 mol/L NaCl溶液)中以及X65-316L焊接件在模拟的酸性海洋大气环境(0.1 mol/L,pH=2的NaCl溶液)中的电位分布,预测了焊材的局部腐蚀行为。结果表明:制作的Ag/AgCl微电极束性能稳定,用其测定X80焊接件和X65-316L焊接件在不同环境中的电位分布,可准确推测腐蚀发生的位置。     

高温高酸性环境下镍基合金718与异种金属偶接的电偶腐蚀行为

高温/高压高酸性腐蚀环境中镍基合金718常作为可靠的材料使用,但不可避免会与其他金属偶接使用,易产生电偶腐蚀。模拟150℃,H_2S分压1.0 MPa,CO2分压1.5 MPa,Cl~-浓度200 000 mg/L的高温高酸性腐蚀环境,采用高温高压电化学测试技术和浸泡腐蚀模拟试验,研究了镍基合金718分别与低合金钢35Cr Mo、C110和不锈钢13Cr偶接后的电偶腐蚀行为。结果表明:在模拟高温高酸性环境下,3种金属分别与718合金偶接后,均发生了一定程度的电偶腐蚀,其中C110电偶腐蚀速率最大,而不锈钢13Cr的电偶腐蚀速率最小。电偶腐蚀的驱动力是2种金属的自腐蚀电位差,异种金属偶接后的电偶效应与两偶接材料的电位差成正比,而阳极材料自身的极化特性决定了其与耐蚀合金偶接后的电偶腐蚀程度。     

不同液膜厚度下电偶腐蚀当量折算研究

搭建薄液膜厚度测量与控制装置,采用微距参比电极后置法组建三电极体系,测量了在3.5%(质量分数,下同)NaCl不同液膜厚度下2024铝合金和TA15钛合金极化曲线和电偶电流,得到了不同厚度液膜下两种材料的电化学动力学参数;建立了基于薄壳电流分布的Comsol腐蚀仿真模型,得出了不同液膜厚度下的电偶电流以及电偶腐蚀与无电偶腐蚀时的当量折算系数。结果表明,利用仿真模型得到的电偶电流值与试验值吻合较好,50μm液膜厚度下的电偶电流约是溶液状态的25倍,随着液膜厚度的增大,电偶电流的下降速度逐渐增大,当液膜厚度达到1 000μm时,电偶电流趋近于溶液状态;50μm和100μm液膜厚度下电偶腐蚀折算系数约为无电偶状态下的5倍,当液膜厚度超过100μm时,折算系数急剧下降,到1 000μm时无论有无电偶腐蚀其折算系数均基本趋于1。     

X65钢在高温高压CO2酸性溶液中的腐蚀行为

利用高温高压釜,通过失重法、SEM、XRD以及电子探针微观结构分析等方法,研究了X65钢在四种不同高温条件下及1 MPa分压的饱和CO2的NACE酸性溶液中的腐蚀行为。结果表明:(1)在所研究的温度范围内,X65钢在CO2腐蚀介质中表现出高的腐蚀速率;随着温度的升高,腐蚀速率呈先下降再升高的趋势,90℃时最小;(2)表面生成了FeCO3为主的腐蚀产物膜;(3)CO2腐蚀的作用形成了钢表面点蚀、坑蚀、台地腐蚀特征;(4)Cl-为点蚀的"激发剂",并且在点蚀坑内富集,导致局部Cl-浓度差不同,促进点蚀发生;(5)CO2腐蚀是各种因素相互作用的结果。