交流电对X70钢表面形态及电化学行为的影响

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、浸泡实验等方法研究了交流电流密度(0—100 A/m~2)对X70钢电化学行为的影响,采用OM和SEM观测了X70钢交流腐蚀产物及蚀坑形貌,探讨了交流电诱发金属腐蚀的机理.结果表明,在交流电影响下,X70钢的腐蚀电位向负向偏移,偏移量和腐蚀速率随着交流电流密度的增大而增大.低电流密度下,X70钢的EIS特征为容抗弧,没有出现明显的感抗特征及扩散特征,在低电流密度下X70钢表面发生了均匀腐蚀.当交流电流密度增大时,EIS低频区出现Warburg阻抗特征,表明试佯表面的腐蚀过程由扩散控制,局部腐蚀特征明显.交流电对金属极化作用产生重要影响,交流电正,负半周期内的极化效果不对称诱发了金属腐蚀.     

交流电流对X100管线钢在库尔勒土壤模拟液中腐蚀行为的影响

采用浸泡实验、表面分析及电化学测试技术研究了交流电流密度(0～500 A/m2)对X100管线钢在库尔勒土壤溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:X100钢的平均腐蚀速率随着交流电流密度的增加而增大。交流电流密度不大于100 A/m~2时,腐蚀形貌为均匀腐蚀,更大交流电流密度下腐蚀形貌为局部腐蚀。交流电干扰下的X100钢的腐蚀产物分为两层,表层为以FeOOH为主的疏松黄色产物,底层为以Fe_3O_4为主的存在大量裂纹的黑色产物,对金属基体缺乏保护性。在交流干扰开始瞬间,X100钢在模拟液中的腐蚀电位负偏移且交流电密度越大偏移量越大,但电流密度大于200/m~2的腐蚀电位随之又明显正偏移后再趋于稳定。动电位极化曲线显示,交流干扰下X100钢在测试溶液中为活动溶解,腐蚀电流密度随着交流电流密度增大而增大。     

交流杂散电流对X70管线钢3PE防腐层下腐蚀及剥离行为的影响

目的 明确交流杂散电流对埋地管线防腐层剥离和破损处防腐层下腐蚀的影响规律及其导致防腐层剥离的作用机理。方法 通过基于COMSOL Multiphysics有限元仿真、交流阻抗谱分析及三维体式显微镜观测等方法,研究在格尔木土壤模拟溶液中,交流杂散电流干扰下,X70钢表面3PE防腐层剥离处的防腐层下腐蚀及剥离机理。结果 由于防腐层破损点和剥离区域的存在,使得防腐层的防护性能明显降低,交流杂散电流在初始预留剥离处的X70钢表面呈不均匀分布,破损点处所分布电流密度明显高于剥离区边缘处。杂散电流引起的腐蚀反应主要集中在防腐层破损点处,而处于预留剥离区域下方的X70钢表现出缝隙腐蚀的现象。防腐层破损点处的腐蚀坑深度随电流密度的增加而逐渐变深,而当交流电流密度由0 A/m2增加到100 A/m2时,防腐层剥离面积明显增大,此后,当电流密度继续增大,剥离面积基本保持不变。当施加的交流电流密度相同时,随着防腐层剥离面积的减小,杂散电流造成的防腐层剥离面积增大,X70钢试样上的最大腐蚀坑略微加深。结论 造成防腐层剥离的交流杂散电流存在临界电流密度值,使得防腐层剥离面积达到最大且之后保持不变。防腐层初始剥离面积较小时,交流电所造成的X70钢腐蚀及防腐层剥离行为更为严重。     

X70和X80管线钢的电化学腐蚀行为

通过极化曲线和交流阻抗谱测试以及OM表面腐蚀形貌观察、SEM和TEM的组织观察,研究了Cl-和SO42-离子对X70和X80两种管线钢腐蚀过程的作用机理与规律。结果表明：Cl-有强穿透性,极易引起点蚀,两种钢的自腐蚀电流密度都随着Cl-浓度的增大而增大,点蚀和全面腐蚀也随之进一步加剧,X70钢在较低浓度的NaCl溶液中出现全面腐蚀和点蚀,X80钢仅在高浓度NaCl溶液中出现明显的点蚀,且在各种不同浓度溶液中腐蚀程度均没有X70钢严重。SO42-在金属表面吸附能力比Cl-强,少量SO42-在金属表面的吸附,造成Cl-的局部含量高,更易引起点蚀,而大量SO42-在金属基体表面覆盖,能阻碍Cl-的影响。X80钢比X70钢有更强的耐腐蚀性,X70钢对SO42-和Cl-的作用更为敏感。     

交流电对X70钢化学行为及表面形态的影响

金属极化是输电管线材料发生腐蚀的重要原因。本文以X70钢为研究对象,通过实验分析了不同交流电流密度下该材料的化学行为及表面形态,分析了交流电干扰对该材料腐蚀行为的深层机理,总结了X70钢发生腐蚀的根本原因。     

交流电对X80钢腐蚀行为影响研究

目的 明确交流电对X80钢的腐蚀电化学动力学参数、腐蚀发展历程和腐蚀速率的影响规律。方法 利用交流电流密度作用下X80钢试样的动电位极化测试,分析交流电对X80钢腐蚀电化学动力学参数的影响。搭建室内腐蚀质量损失模拟试验,并对试验过程中试样的阴极保护和交流干扰参数进行监测,分析交流电对X80钢试样腐蚀速率、扩散电阻和直流电流密度的影响规律。利用拉曼光谱测试和微观形貌相结合的方法,对交流电作用下X80钢试样的腐蚀形貌和腐蚀产物成分变化过程进行分析。结果 交流电使X80钢的自腐蚀电位负向偏移,交流电流密度小于100A/m²时,负移幅度随交流电流密度的增加而明显增大;交流电流密度大于100A/m²时,腐蚀电位则整体接近。自腐蚀电流密度呈现同样的规律,阴极和阳极塔菲尔斜率无明显变化。试样极化电位从–0.428 V（vs. SCE）负移至–0.928 V时,面积为6.5、1.0 cm²试样的扩散电阻分别从约0.063、0.048?·m²减小至0.051、0.036?·m²。交流电流密度从0...     

模拟海水中Cl-浓度对Q235和X70管线钢腐蚀行为的影响

采用交流阻抗和动电位极化技术研究在海水模拟溶液中Cl-浓度对Q235和X70管线钢腐蚀行为的影响,并利用金相显微镜观察不同Cl-浓度下的腐蚀形貌。结果表明：随着Cl-浓度的增加,Q235钢和X70钢的腐蚀速率均先增大后减小,当Cl-浓度为3.5％时,极化电阻Rp出现最小值,管线钢的腐蚀最严重;Cl-有强穿透性,不同Cl-浓度下,Q235钢和X70钢表面均出现腐蚀坑,但X70钢比Q235钢表现出更强的耐腐蚀性;Q235钢和X70钢在海水中的腐蚀行为是Cl-浓度与溶解氧含量共同作用的结果,Cl-含量的增加一方面加速破坏表面膜,促进腐蚀;另一方面减少了介质中溶解氧的含量,抑制了腐蚀。     

交流电对X70钢在大港土壤溶液中腐蚀行为研究

采用电化学测试技术、浸泡实验和表面分析技术研究了不同交流电密度(0~300A/m~2)对X70钢在大港土壤溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:随着交流电密度的增加,X70钢的腐蚀电位逐渐负移,耐腐蚀能力下降。随着交流密度的增加,X70钢的腐蚀速率增加,腐蚀电流密度增大,交流电密度增大到100A/m~2时的腐蚀速率大约为不施加交流电干扰时的两倍。当交流电密度大于100A/m~2时,X70钢内层的腐蚀产物越难用棉棒除去;在不加交流电和低交流电密度(小于30A/m~2)下X70钢的腐蚀形态为均匀腐蚀,当交流电密度大于30A/m~2时X70的腐蚀形态为局部腐蚀,腐蚀坑的深度和直径增大。     

交流杂散电流对涂覆3PE涂层的X70钢腐蚀及涂层剥离行为影响规律研究

基于电化学测试及金相显微镜等先进技术手段,研究了交流杂散电流对X70钢在3PE涂层缺陷处腐蚀及涂层剥离行为的影响。研究结果表明:随着电流密度的增大,X70钢遭受腐蚀的程度逐渐加剧。不同涂层缺陷面积的试样呈现出不同的电化学阻抗谱变化规律。小尺寸缺陷涂层试样的涂层阻抗与交流电流密度呈反比关系,大尺寸缺陷涂层试样的阻抗与交流电流密度呈正比关系。同等电流密度条件下,在小尺寸缺陷涂层试样上,缺陷处涂层剥离面积较大。涂层缺陷较小时,杂散电流导致的涂层剥离更加严重,对油气管道造成的危害更大,影响油气管道涂层缺陷和剥离检测结果和安全评估。     

交流电频率对X80管线钢在酸性土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

通过电化学测试、浸泡实验和表面分析技术研究了交流电频率(50~400 Hz)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,随交流电频率的增加,X80钢的腐蚀速率逐渐减小,腐蚀程度减弱。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。X80钢的腐蚀电位偏移量随交流电频率的增大而减小。随交流电频率的增大,阴、阳极极化曲线的振荡幅度逐渐减弱。交流电的施加不仅使阴、阳极的电流密度增大,还使阴极反应由混合控制逐渐向活化控制转变。     

不同环境介质中X70钢的交流腐蚀行为及腐蚀产物膜层分析

通过交流腐蚀模拟实验考察了X70钢在4种环境介质中的交流腐蚀行为,获得了X70钢在4种介质中的腐蚀速率K_d。结果表明,腐蚀速率K_(d(NaCl))K_(d(Na_2SO_4))K_(d(CaCl_2))K_(d(MgCl_2))。采用SEM、EDS和XRD对腐蚀产物膜的表面/截面微观形貌、元素和物相成分进行了表征与分析,探讨了X70钢在相同交流电流密度下,不同介质中腐蚀速率差异的原因:在Na_2SO_4和NaCl介质中,腐蚀产物膜比较疏松,侵蚀性离子SO_4~(2-)和Cl~-的存在会加速X70钢的腐蚀,Na~+不会影响腐蚀产物膜的形成;在MgCl_2和CaCl_2介质中,Ca~(2+)和Mg~(2+)的存在有利于形成保护性好的致密腐蚀产物膜。     

交流干扰下不同组织X80钢在碱性土壤环境中的腐蚀行为

采用极化曲线、Mott-Schottky曲线和浸泡腐蚀实验研究了交流干扰下不同组织X80钢在CO_3~(2-)/HCO_3~-溶液中的腐蚀行为,并探讨了交流电和温度的协同作用。结果表明:随交流电流密度的增加,不同组织钢的钝性下降,维钝电流密度增加,临界点蚀电位负移,钝化膜内的点缺陷数量增加;交流干扰可阻碍钝化膜的形成,降低膜的稳定性,增加膜破裂的可能性,减薄膜的厚度;交流电的作用对不同组织钢的钝化膜的破坏是不同的,正火组织钢钝化膜的稳定性最好;交流干扰下不同组织钢的腐蚀形态均为局部腐蚀,正火组织钢的耐蚀性最好,其次为热轧组织,退火组织的耐蚀性最差。X80钢的交流腐蚀行为与其组织结构密切相关,交流干扰和温度的升高可产生协同作用,明显降低钝化膜的稳定性,加剧腐蚀的发生。     

交流电对X80钢在近中性环境中腐蚀行为的影响

通过数据采集、电化学测试、浸泡实验和表面分析技术研究了交流电对X80钢在近中性环境中腐蚀行为的影响。结果表明,交流电干扰下,随着交流电密度的增大,交流腐蚀形态发生变化,由全面腐蚀转变为局部腐蚀,且试样表面产生较多的点蚀坑。全波交流电正负半波交替干扰下,X80钢发生阴阳极极化,导致Fe的局部溶解和H的析出;负半波交流干扰下会导致析氢而发生氢致阳极溶解,产生的点蚀坑均较尖锐;正半波干扰下,只发生阳极溶解,产生的点蚀坑呈现凹形,且比较平滑。不同波形交流干扰下,X80钢表面产生的腐蚀产物不一致:全波和正半波干扰下,腐蚀产物较疏松且发生龟裂,无a-FeOOH;负半波交流干扰下,X80钢表面腐蚀产物较致密,腐蚀产物存在a-FeOOH,对基体具有一定的保护作用。     

破损涂层下管线钢的交流电干扰腐蚀行为

构建了带破损点的剥离涂层管道腐蚀模拟实验装置,采用微电极技术研究交流干扰X80管线钢破损/剥离涂层下局部腐蚀行为及规律。结果表明:交流电干扰使涂层破损管线钢电位负向偏移;随交流电密度增大,X80钢的阳极溶解速率增大,腐蚀形态由均匀腐蚀逐渐向局部腐蚀转变;破损点处管线钢发生严重腐蚀,剥离区腐蚀程度稍有减缓;但施加100 A/m~2交流电时,剥离区深处X80钢表面仍出现了较严重的点蚀坑。从交流干扰的整流效应、阳极反应不可逆性及交流电对钢/环境界面双电层结构影响等角度讨论了交流电干扰对涂层破损下管线钢腐蚀行为的影响。     

CO2对油田地下水环境中Q235钢和X70钢腐蚀行为的影响

为了探明辽河油田地下水环境中CO₂对Q235钢和X70管线钢的腐蚀规律,采用动电位极化技术及交流阻抗技术研究了不同CO₂浓度对该环境下两种钢腐蚀行为的影响,并利用光学显微镜对试样腐蚀界面进行表征。结果表明:随着CO₂浓度的增加,Q235和X70钢的交流阻抗图谱的半径均减小,腐蚀电流密度增大,腐蚀坑数量、深度和面积都增加,腐蚀敏感性增大。在低浓度CO₂环境下(CO₂含量为10%时),Q235钢的腐蚀敏感性比X70钢更高;而在高浓度CO₂环境下(CO₂含量为20%、40%、60%时),Q235钢的腐蚀速率反而较小,耐腐蚀性更好。     

交流干扰下不同组织X100钢在格尔木土壤模拟溶液中的腐蚀行为

目的 使用不同组织X100钢模拟焊接接头,探究在格尔木土壤模拟环境下,交流干扰对X100管线钢焊接接头腐蚀行为的影响规律。方法 采用动电位极化曲线、恒电位极化曲线、浸泡实验及表面分析技术,对X100管线钢焊接接头的腐蚀行为进行系统研究。结果 动电位极化曲线表明,随着交流电流密度的增加,不同组织X100钢腐蚀电流密度呈增加的趋势,阴极由耗氧反应控制转变为由析氢反应主导。在交流干扰下,腐蚀速率V退火>V热轧>V正火,恒电位极化测试中,退火组织受到交流干扰的影响更为明显。不同组织X100钢腐蚀形态以局部腐蚀为主,且有不同程度的点蚀发生。退火组织的腐蚀坑数量多,尺寸大而深,点蚀多分布在珠光体与铁素体的晶界处,少数分布在珠光体内部;正火组织点蚀数量最少,尺寸最小;热轧组织中粒状贝氏体较多且呈弥散分布,有较多的小点蚀分布在粒状贝氏体聚集的区域。结论 不同组织X100管线钢因微观结构不同而导致其耐蚀性有所差异。交流干扰下,由于珠光体与铁素体组织形成的微电偶腐蚀较为严重,从而导致退火组织的耐腐蚀性最差;正火组织中M/A岛呈针状分布,粒状贝氏体相对较少,耐腐蚀性最好;热轧组织的耐蚀性居于退火组织与正火组织两者之间。     

影响鞍钢X70管线钢CO2腐蚀行为的环境因素和材料因素

利用失重法、扫描电镜等,研究了X70管线钢在CO2分压为2MPa的NACE溶液中高温高压环境下的腐蚀行为,结果表明,温度和Cl-是影响X70钢腐蚀的主要环境因素,随温度的升高均匀腐蚀速率增大。钢中珠光体、粒状贝氏体组织及非金属夹杂物MnS、CaS等在腐蚀环境中促进了管线钢的腐蚀。因此在材料方面要降低珠光体及粒状贝氏体含量,细化夹杂物,并降低夹杂物级别。     

粉土pH对X70钢早期电化学腐蚀行为的影响

采用电化学阻抗(EIS)、极化曲线和扫描电子显微镜观察(SEM)等方法,通过室内模拟试验研究了X70钢在不同pH粉土中的早期电化学腐蚀行为。结果表明:X70钢在酸性(H_2SO_4)、碱性(NaOH)以及中性粉土中的腐蚀差异较明显。在模拟酸性粉土中,X70钢在pH为5的粉土中腐蚀龄期达21d时的自腐蚀电位明显高于在其他环境中的,且X70钢的腐蚀速率随着pH的增大(4~5),呈现出降低的趋势。在模拟碱性粉土中,液相介质中的OH-对X70钢的腐蚀行为有较大的影响,且X70钢的腐蚀速率随着pH的增大(9~11),呈现出升高的趋势。     

X70管线钢交流腐蚀的影响因素

通过交流腐蚀模拟试验研究了交流电流密度、防腐蚀层的缺陷面积和缺陷形状对X70管线钢交流腐蚀的影响。结果表明:交流干扰下,随交流电流密度的增大,X70管线钢的腐蚀速率增大;相同的交流干扰电压下,缺陷面积越小,通过X70管线钢的交流电流密度越大,腐蚀速率越大;在圆形和不同长宽比的矩形这几种缺陷形状中,长宽比为10∶1长条形缺陷处腐蚀速率最大,矩形缺陷处交流腐蚀速率随缺陷长宽比增大而略微增大。     

X70钢及其焊缝在含Cl-高pH值溶液中电化学噪声行为研究

研究了不同外加电位下X70钢母材及其焊缝在含Cl-的高pH溶液中电化学噪声行为,并针对电化学噪声数据进行统计分析,得到表征点蚀萌生和发展的特征图谱.结果 表明,电化学噪声技术可以有效监测X70钢的腐蚀过程,电流噪声幅值大小一定程度上反映了局部腐蚀萌生和发展过程.当X70钢处于阳极极化时,电化学噪声的能量密度谱(EDP)...