低碳钢在模拟海洋潮差区的腐蚀行为的电化学研究

利用自主设计的腐蚀实验槽模拟实海潮差,并借助恒电位仅、电化学工作站对Q235B低碳钢在潮差区不同位置以及全浸区的腐蚀过程进行原位监测.结果表明,试样处在潮差区的不同位置时的腐蚀规律不同,低碳钢在中潮区和低潮区的腐蚀速率高于最高潮区及全浸区的腐蚀速率;在一个潮差涨落周期内,低碳钢开路电位的变化与表面经历的干、湿状态及所发生的阴、阳极反应有关;在长期潮差腐蚀进程中,低碳钢开路电位的变化规律与锈层的厚、薄状态有关.     

低碳钢在模拟海洋潮差区的腐蚀行为的电化学研究

利用自主设计的腐蚀实验槽模拟实海潮差,并借助恒电位仪、电化学工作站对Q235B低碳钢在潮差区不同位置以及全浸区的腐蚀过程进行原位监测.结果表明,试样处在潮差区的不同位置时的腐蚀规律不同,低碳钢在中潮区和低潮区的腐蚀速率高于最高潮区及全浸区的腐蚀速率;在一个潮差涨落周期内,低碳钢开路电位的变化与表面经历的干、湿状态及所发生的阴、阳极反应有关;在长期潮差腐蚀进程中,低碳钢开路电位的变化规律与锈层的厚、薄状态有关.     

X80管线钢在近中性pH溶液中腐蚀行为研究

目的研究X80管线钢在近中性p H溶液中的腐蚀与应力腐蚀裂纹萌生行为。方法采用电化学实验和浸泡实验研究X80管线钢在近中性p H溶液中的腐蚀行为,采用慢应变速率拉伸实验研究X80管线钢在近中性p H溶液中,在自腐蚀电位和外加电位下的应力腐蚀裂纹萌生行为。结果 X80管线钢在近中性p H溶液中的极化曲线只有活化区,没有钝化区,其自腐蚀电位约为-750 m V,浸泡195天后,试样表面没有氧化膜出现,但是观察到点蚀坑。在自腐蚀电位下,X80管线钢试验表面有大量的应力腐蚀裂纹;在-500 m V阳极外加电位下,X80管线钢试验表面几乎没有观察到应力腐蚀裂纹;在-850 m V阴极外加电位下,X80管线钢试验表面的应力腐蚀裂纹很少,但是随着外加阴极电位负移到-1300 m V时,X80管线钢试验表面的应力腐蚀裂纹增多。结论 X80管线钢在近中性p H溶液中发生均匀腐蚀,但是夹杂物剥落能在X80管线钢表面形成点蚀坑。在近中性p H溶液中,在自腐蚀电位下,X80管线钢应力腐蚀裂纹萌生敏感性最强;外加阴极电位抑制应力腐蚀裂纹萌生,但是随着外加阴极电位的负移,应力腐蚀裂纹萌生敏感性增强;外加阳极电位下,由于均匀腐蚀的作用,应力腐蚀裂纹萌生敏感性较弱。     

磁场对NaCl溶液中X52管线钢腐蚀行为的影响

采用开路电位、极化曲线、电化学阻抗谱及腐蚀形貌观察等技术,研究了不同磁场强度(0、0.9、1.9及2.8 kA/m)对3.5％NaCl溶液中X52管线钢腐蚀行为的影响.结果 表明:磁场使腐蚀电位负移、腐蚀电流密度增大、电荷转移阻抗减小,并一定程度上改变腐蚀形貌;磁场强度越大,对电化学腐蚀行为的影响越大.机理分析表明,磁...     

硫酸盐还原菌对红壤中X100管线钢腐蚀行为的影响

利用Tafel极化曲线和电化学阻抗谱方法研究了X100管线钢在红壤中硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀的电化学特征。结果表明,整个实验过程中SRB生理活动提高了红壤中管线钢的腐蚀速率,接菌红壤中管线钢的开路电位低于灭菌红壤土壤浸出液中;SRB生理活动影响管线钢表面腐蚀产物的电容和电阻性质,进而促进管线钢腐蚀过程;这种促进作用在实验后期SRB代谢产物富集时达到最大值;根据本文研究结果,铺设于酸性红壤中的管线钢必须考虑SRB对其腐蚀行为的影响。     

红壤浸出液中X100管线钢微生物腐蚀特征

采用开路电位、线性极化曲线和阻抗谱等电化学手段,结合扫描电子显微镜研究了酸性红壤浸出液中硫酸盐还原菌对X100管线钢腐蚀的影响。研究结果如下:实验初期硫酸盐还原菌的存在降低了管线钢的自腐蚀电位,增加了管线钢腐蚀敏感性,促进了X100管线钢的腐蚀;实验中后期硫酸盐还原菌的生理活动改变了溶液中和X100管线钢表面的化学、电化学状态,抑制了腐蚀;硫酸盐还原菌的生理活动升高了酸性土壤浸出液的pH值,改变了X100管线钢表面膜层的结构,结合层出现了韦伯扩散,阻碍了腐蚀产物的扩散。     

溶解氧对X70管线钢在高pH值溶液中的电化学行为和SCC敏感性的影响

采用动电位极化、恒电位极化曲线测试法研究了X70管线钢在0.5 mol/L Na2CO3 1 mol/L NaHCO3溶液中的电化学行为,分析了供氧状况和扫描速度等因素对极化曲线的影响。采用慢应变速率试验(SSRT)研究了X70管线钢在不同供氧状况的溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)敏感性。结果表明,X70管线钢在通高纯氮气和不通气溶液中的动电位极化曲线形状相似,但是在通压缩空气的溶液中的动电位极化曲线出现三个零电流电位,分别位于活化区、活化-钝化过渡区和钝化区;不同供氧状况下SCC敏感电位范围不同。     

X70管线钢在库尔勒土壤环境中应力腐蚀研究

在不同应力和不同应变速率慢拉伸条件下,用电化学极化测量方法研究了X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的电化学行为.分析了应力和应变速率等因素对X70管线钢极化曲线的影响,并探讨了力学.电化学交互作用机理.试验结果表明:应力和应变能够明显影响X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为,使得开路电位升高,腐蚀电流密度增大,腐蚀速率增加;而且静应力对阳极电流密度的影响明显大于对阴极电流密度的影响.     

酸性土壤浸出液中X80钢微生物腐蚀研究:(Ⅰ)电化学分析

利用微生物和电化学方法研究了X80管线钢在一种酸性土壤浸出液中的硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀电化学特征。结果表明,刚接种到酸性土壤浸出液中的SRB需要重新适应环境,该过程导致细菌数量大幅降低;接菌土壤浸出液中管线钢的开路电位低于灭菌土壤浸出液中的;实验前期活性生物膜对管线钢腐蚀起抑制作用,后期微生物代谢产物促进管线钢的腐蚀;SRB活动改变了金属/溶液的电介质性质,是实验后期促进管线钢腐蚀的重要原因。     

温度对X90管线钢及其焊缝电化学腐蚀行为的影响

采用光学显微镜(OM)和电化学测试等方法研究了X90管线钢及其焊缝的显微组织和在不同温度近中性模拟土壤溶液中电化学腐蚀行为,分析了温度对其电化学腐蚀行为的影响。结果表明:X90管线钢母材的显微组织为粒状贝氏体和少量多边形铁素体,焊缝的显微组织为针状铁素体和少量粒状贝氏体;随着测试温度的升高,母材和焊缝的开路电位向负方向移动,材料的热力学稳定性下降,腐蚀倾向增加;母材和焊缝的极化曲线具有阳极溶解特征,无明显的钝化区,随着测试温度的升高,母材和焊缝的腐蚀电流密度增大,极化电阻减小,耐蚀性下降;在相同测试温度下,焊缝的腐蚀速率大于母材的,说明焊缝的耐蚀性较差;在测试环境中,X90管线钢的腐蚀过程主要受阴极扩散控制。     

热浸镀层在青岛站的海水腐蚀行为对比(Ⅱ)——潮差区

测试了热浸镀锌（GI）、锌-5%铝-稀土（GF）和锌-55%铝-1.6%硅（GL）镀层钢板在青岛站的潮差区海水腐蚀行为,并利用腐蚀质量损失测试和显微结构分析,首次研究了3种镀层钢板的海水潮差区腐蚀行为。结果表明：3种镀层在潮差区均出现不同程度的生物污损,与全浸区相比其腐蚀速度明显降低;GI镀层溶解速度最快,氧化膜保护效果不佳,耐腐蚀性能最差;GF镀层的耐蚀性明显提高,潮差区的充气条件又促进了镀层的钝化,表现出较为优异的耐腐蚀性能;由于保护性的锌的腐蚀产物被滞留在富铝的枝晶网络中,比较充分的充气条件又促进了镀层富铝相的钝化,GL镀层在海水潮差区表现出最佳的腐蚀性能。对位于海水潮差区的钢材基体提供1 a保护期所需的镀层最小厚度分别为：GI镀层25μm;GF镀层12μm;GL镀层3μm;GF和GL镀层在潮差区的耐蚀性分别是厚度相当的GI的3倍和5倍。     

X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀裂纹扩展行为机理

采用电化学极化曲线测试、EIS测试、裂纹扩展实验和SEM分析研究了X80管线钢在鹰潭土壤溶液环境下的应力腐蚀开裂(SCC)裂纹扩展行为及机理.结果表明,X80管线钢在酸性土壤环境中的裂纹扩展速率随着外加电位的降低呈现增加趋势,相较于开路电位下的裂纹扩展,在裂纹扩展初期,-850 m V下裂纹扩展速率较大,而在裂纹快速扩展阶段,过保护电位-1200 m V下裂纹扩展速率更大;同时X80管线钢在酸性土壤环境中的SCC裂纹扩展机制也随着施加外加电位的不同而改变,在外加电位高于-930 m V时为阳极溶解与氢脆的混合机制,负于-930 m V时则为氢脆机制.     

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。     

牺牲阳极保护对Q235B钢在模拟海洋潮差区间腐蚀行为的影响

利用自制的腐蚀实验槽模拟实海潮差,并借助电化学工作站原位监测受牺牲阳极保护的Q235B钢在潮差区间不同位置的电极电位.结果表明,在牺牲阳极保护下,Q235B钢长尺试样在潮差区间具有一定的保护效果,腐蚀程度随潮位的降低而减轻,被保护的高度随着牺牲阳极面积的增大而升高;决定牺牲阳极保护效果好坏的主要是试样曝露在空气中以后的表面电流电阻降(IR降)大小,IR降越小保护效果越好.片面增加牺牲阳极的面积虽可提高钢铁构件的保护效果,但有时会使构件的一部分处于过保护状态,牺牲阳极和其他保护措施有效配合是解决潮差区腐蚀问题的途径.     

酸性土壤中破损防腐层下X80管线钢的应力腐蚀行为

设计加载阵列电极应力腐蚀实验装置,针对我国典型的华南酸性红壤环境,研究高强度低合金(HSLA)X80管线钢在破损防腐层(涂层)模拟缝隙下的应力腐蚀开裂(SCC)行为及影响因素,采用电化学阻抗谱(EIS)监测加载电极的腐蚀电化学过程,利用微电极监测防腐层剥离区局部电位和p H值变化,探讨破损涂层下HSLA管线钢SCC行为和规律.结果表明,防腐层开放破损(漏点)处管线钢发生严重腐蚀:不受力试样表面以阳极溶解占主导的均匀腐蚀为主,而拉伸试样表面出现大量微裂纹和点蚀坑,且沿试样划痕优先生长;封闭的剥离区内部管线钢的腐蚀程度显著减缓.同时,对涂层破损点及剥离区深处管线钢的腐蚀现象和过程进行了讨论.     

外加电位对X80管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用电化学动电位极化技术、慢应变速率拉伸(SSRT)实验和SEM对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管线钢在酸性土壤环境中具有较高的SCC敏感性,其断口模式为穿晶SCC;SCC机制随外加电位的不同而改变,在外加电位高于-930 mV时,其SCC机制由阳极溶解和氢致腐蚀两种电极过程控制,呈现阳极溶解和氢脆复合机制;当电位低于该电位时,其SCC为氢脆机制.随着外加阴极电位的降低,X80管线钢的SCC敏感性不断增大;与X70钢相比,氢脆作用在X80管线钢SCC过程中发挥了更重要的作用.     

X80管线钢焊接接头的模拟重构及电偶腐蚀行为表征

利用离散、热模拟处理和模块化重构的微电极阵列对X80管线钢焊接接头进行模拟重构,并联用经典电化学测试技术和微电极阵列测试技术研究了X80钢模拟焊接接头及孤立分区在CO2饱和的NACE溶液中的电偶腐蚀行为。结果表明,在NACE溶液中,孤立的细晶区开路电位最正,腐蚀倾向小,而焊缝的电位最负,腐蚀倾向大;各部分的腐蚀电流密度大小关系为:部分相变区细晶区粗晶区母材焊缝;模拟X80钢焊接接头组织中,粒状贝氏体与铁素体的混合组织的开路电位最正,极化电阻最小。当各组成部分耦合后,模拟焊接接头中的焊缝和粗晶区作为主要阳极,腐蚀加速;细晶区和部分相变区作为主要阴极,腐蚀减缓;邻近热影响区的母材微电极以阳极性电流为主,远离热影响区的母材微电极以阴极性电流为主。提出电偶腐蚀强度因子用于表征电偶腐蚀强度。孤立的焊缝区的自腐蚀电流密度虽最小,但在电偶腐蚀的加速作用下,焊缝与粗晶区作为模拟焊接接头的薄弱环节,首先因腐蚀而失效。     

华南酸性土壤中管线钢腐蚀的在线监测与分析

开发了一套对土壤理化参数和管线腐蚀电位进行在线监测的数据采集系统。对华南酸性土壤的温度、含水量、pH值、电导率、盐分、氧化还原电位及管线钢腐蚀电位进行了在线监测和数据采集,得到了土壤理化性质参数和管线钢腐蚀电位随时间和季节变化的规律;并用灰关联度计算方法分析了土壤性质与管线钢腐蚀电位的相关性。     

活性污泥中添加生物絮凝剂对X80钢腐蚀行为的影响

通过在活性污泥中添加3种不同类型的生物絮凝剂的方法,研究了X80管线钢在不同腐蚀环境中的腐蚀行为。结果表明,在不同外界温度下,在活性污泥中添加阳离子或者阴离子生物絮凝剂都可以一定程度上降低X80管线钢的腐蚀速率,且阴离子型聚丙烯酰胺添加剂的效果更好。3种腐蚀介质中腐蚀电位从大至小的顺序依次为:活性污泥+阴离子型聚丙烯酰胺活性污泥+阳离子聚丙烯酰胺活性污泥。生物絮凝剂的添加可以通过吸附和成膜效应达到对X80管线钢保护的作用,从而降低腐蚀速率。     

X70钢焊接接头在近中性溶液中应力腐蚀行为研究

采用慢应变速率试验(SSRT)、扫描电镜以及电化学测量技术研究了X70管线钢焊接接头在近中性模拟土壤溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明,断口和柱面SCC裂纹均发生在热影响区(HAZ)。在试验溶液中,随着外加极化电位降低管线钢SCC敏感性增强,电位负移到一定电位值后,SCC敏感性减弱;随着溶液pH值降低,腐蚀速率增大,敏感电位区间负移。施加阴极电位时,在试样断口观察到明显的准解理脆断特征,断口和柱面有穿晶SCC裂纹。分析了焊接接头试样HAZ的SCC机理,在试验介质中,管线钢应力腐蚀开裂主要受阳极溶解和氢致开裂两种机理的联合作用,适当的电位可以使阳极溶解和氢致开裂的联合作用达到最大,从而造成较严重的应力腐蚀开裂。