几种超级不锈钢在模拟低温多效海水淡化环境中的点蚀行为研究

在温度分别为20,40和70℃的2倍浓缩海水模拟溶液中,利用循环伏安曲线测试和SEM观察研究,对316不锈钢和超级不锈钢904L、254sMo以及2507的极化行为和表面点蚀形貌进行了研究。结果表明,在该环境中,升高温度可降低316、904L、254sMo和2507等4种不锈钢表面钝化膜的稳定性并提高其点蚀敏感性。在不同温度中,316不锈钢表面均发生严重点蚀损伤,而254sMo和2507不锈钢表面均无明显点蚀迹象。在低温时,904L不锈钢钝化膜击穿电位较高,点蚀坑尺寸较小,点蚀倾向较低;在高温时,其点蚀电位显著降低,点蚀坑尺寸明显增大,点蚀倾向较大。     

温度对316L不锈钢耐海水腐蚀性能的影响

运用临界点蚀温度(CPT)、环状阳极极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了不同温度下316L不锈钢的海水腐蚀行为. 结果表明, 晶粒尺寸不同的两种316L不锈钢的CPT基本相同; 随着海水温度升高, 点蚀电位和再钝化电位均呈线性降低, 但是细晶钢的点蚀性能下降更大, 85℃时粗晶钢比细晶钢的点蚀电位约高60 mV. 与粗晶钢相比, 细晶钢在65℃下形成的钝化膜微缺陷更多, 且点蚀诱导时间较短.     

304不锈钢在淡化海水中的点蚀行为

运用开路电位(OCP)、电化学阻抗(EIS)、阳极极化曲线和电化学频率调制(EFM)技术研究了304不锈钢在不同温度(60~90℃)及不同海水(一级反渗透淡化海水、天然海水、1.6倍浓缩海水)中的点蚀行为。结果表明,304不锈钢在一级反渗透淡化海水中随着温度的升高点蚀敏感性增加;在发生点蚀前的钝化状态下,304不锈钢在一级反渗透淡化海水中比在海水中腐蚀严重;304不锈钢的点蚀敏感性随Cl-浓度的升高而增加;304不锈钢在80℃下的一级反渗透淡化海水中随浸泡时间的延长,腐蚀速率逐渐增大,且在浸泡1 d时即出现点蚀的倾向,在第10 d时已经发生了点蚀。     

316L不锈钢柠檬酸钝化工艺及其耐点蚀性能研究

采用正交试验方法研究了316L不锈钢柠檬酸钝化工艺,利用电化学测试方法测量了不锈钢焊接接头各部位在钝化前后点蚀电位的变化,并以此评价钝化工艺对不锈钢耐点蚀性能的影响.研究结果表明,由正交试验优选出的最优配方和工艺为:柠檬酸、双氧水、乙醇的质量分数分别为3%、10%、5%,温度25℃,钝化时间90 min.此工艺配方可大大提高316L不锈钢整体的耐点蚀性能.     

核电厂水池覆面用不锈钢钢板在硼酸水溶液中的点蚀行为

采用电化学方法研究了温度、Cl~-以及SO_4~(2-)含量对不锈钢板S30403、S32101和S32205在硼酸溶液中点蚀行为的影响。结果表明:3种材料的点蚀电位(Eb)和再钝化电位(Er)均随Cl~-含量的升高而降低,S32205不锈钢的点蚀电位和再钝化电位普遍高于S32101和S30403不锈钢的;存在临界温度(约60℃),当温度高于临界温度,S32205不锈钢的点蚀电位大幅降低,再钝化电位的临界温度介于40~60℃;SO_4~(2-)含量对3种材料点蚀电位和再钝化电位的影响不明显。S32205不锈钢的耐点蚀性能优于S32101和S30403不锈钢的,而S32101和S30403不锈钢的耐点蚀性能相当。     

316L奥氏体不锈钢在不同电位下的点蚀和再钝化行为研究

目的研究外加电位对316L奥氏体不锈钢点蚀和再钝化行为的影响。方法采用循环极化、恒电位极化,电化学阻抗谱(EIS)等多种电化学测试方法,研究了系列电位与混合电位对316L奥氏体不锈钢点蚀敏感性的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)观察分析钝化膜点蚀形貌和元素含量。结果在60℃的饱和CO_2的10 g/L NaCl溶液中,316L奥氏体不锈钢的钝化区间为-0.394～0.168 V,但电位在-0.100～0.168V之间,即亚稳态点蚀区时,电流出现一定的波动。在钝化区极化时,316L奥氏体不锈钢的稳态电流密度非常低,随外加电位的升高而略有增加,极化后试样表面无点蚀;在亚稳态点蚀区,极化的电流密度较高,极化后,试样表面出现明显的点蚀坑;混合区极化时,电位从0.1 V转换到-0.1 V时,电流密度急剧下降,并稳定在一个较低的电流值。XPS结果表明,在钝化区电位极化后,Cr、Mo元素含量有所升高,而Fe元素发生了选择性溶解。结论 Cr、Mo元素是耐蚀性元素,其氧化物或氢氧化物的存在可促进钝化膜的局部修复,因此电位转换到低电位后,试样表面发生再钝化现象,钝化膜的稳定性增强,材料的耐蚀能力提高。     

高氮奥氏体不锈钢点蚀行为的电化学噪声特征

通过对电化学噪声数据进行时域、频域和Weibull分布等分析,比较了高氮奥氏体不锈钢(HNSS)和316L不锈钢(316L SS)在6%(质量分数)FeCl_3溶液中的点蚀行为。时域分析结果表明,316L SS在溶液中浸泡5 h后,电位噪声和电流噪声均出现了噪声暂态峰,试样表面发生了亚稳态点蚀,而此时HNSS并没有出现明显的噪声暂态峰,电位噪声和电流噪声仅发生小幅高频波动,表面钝化膜虽发生轻微腐蚀,但仍具有一定的再钝化能力。316L SS的噪声电阻波动幅值较大,而HNSS噪声电阻幅值在小范围内波动,表面钝化膜的自钝化和修复能力优于316L SS。功率谱密度图像表明,316L SS的高频段斜率和白噪声水平强度均高于HNSS,且Weibull分布分析表明316L SS的点蚀孕育速率约是HNSS的2倍,316L SS更容易发生点蚀,HNSS的抗点蚀能力更强。     

0Cr25Ni7Mo4、316与304不锈钢临界点蚀温度研究

采用外加恒定电位下腐蚀电流-温度扫描方法研究了0Cr25Ni7Mo4、304和316不锈钢在1 mol/L NaCl水溶液中的点蚀行为。利用不锈钢临界点蚀温度评价了材料的耐点蚀性能.测得0Cr25Ni7Mo4和316不锈钢的临界点蚀温度分别为79.5 ℃和15 ℃,304不锈钢在0 ℃以下.对0Cr25Ni7Mo4不锈钢材料优良耐点蚀性能的原因进行了分析讨论.     

真空度对2205双相钢在热浓缩海水中点蚀行为的影响

目的研究真空度对2205双相不锈钢在海水淡化环境中耐点蚀性能的影响。方法在1.5倍人工浓缩海水中,采用循环阳极极化曲线与电化学阻抗谱等电化学方法,研究了2205双相不锈钢的点蚀和再钝化行为,并通过扫描电子显微镜对极化后试样的腐蚀形貌进行分析。结果测试了七种不同真空状态下2205双相不锈钢的循环阳极极化曲线和电化学阻抗谱,发现随着真空度的升高,试样的自腐蚀电位和点蚀电位均不断降低,分别约从-256 m V和605 m V下降到-485 m V和363 m V(均vs.SCE),点蚀倾向明显增大。同时,Nyquist曲线中的半圆弧逐渐变得扁平,Bode图中的相位角约从80°下降到77°,但是点蚀电位与再钝化电位之差逐渐升高。不同真空度下循环阳极极化后,试样表面的点蚀坑形貌不完全相同,蚀坑数量随着真空度的升高而明显减少,当真空度升高为0.72时,点蚀坑尺寸明显减小。结论随着真空度的逐渐升高,不锈钢钝化膜的致密性和保护性降低,电化学阻抗值逐渐减小,耐点蚀性能变差,但是再钝化性能却有所增强。循环阳极极化后试样的腐蚀程度减小。     

氯离子对316L不锈钢临界点蚀温度的影响

在外加恒电位下,通过测腐蚀电流密度-温度曲线的方法研究了Cl~-含量对316L不锈钢临界点蚀温度(CPT)的影响。结果表明:在临界点蚀温度以下,试样表面钝化膜比较稳定,超过该温度后,试样表面开始发生点蚀。Cl~-含量越高,316L不锈钢临界点蚀温度越低,且表面的点蚀坑越多。现场的腐蚀产物分析表明,腐蚀产物表面稀疏,主要元素为O、Fe、C、Cl。现场生产水Cl~-质量浓度高达21.431g/L,对316L不锈钢的腐蚀极其严重。     

316J1L不锈钢焊接接头海水点蚀研究

通过金相检验和电化学分析等试验手段对采用焊条电弧焊方法施焊的316J1L奥氏体不锈钢管材的焊接接头进行分析研究,得出了316J1L不锈钢焊接接头在海水侵蚀下引起点蚀的原因。在焊接过程中造成了成分不均匀、晶粒大小和微观组织差异等问题,而这些问题导致了不锈钢在海水界面上电极电位分布的微观不均匀性,从而形成了无数腐蚀微电池,容易诱发晶间腐蚀,进而在海水中Cl~-离子诱导之下演化为钝化膜的破坏而出现点蚀。     

316L不锈钢在吸收式热泵中耐蚀性能的研究

通过电化学动电位扫描技术,采用正交试验法,研究了溴化锂(LiBr)吸收式热泵用管材316L不锈钢在热网水中的耐蚀性,建立了316L点蚀电位关于热网水温度、Cl-浓度和p H值三因素数学模型。通过腐蚀失重和电化学极化法进行了316L不锈钢在吸收器LiBr溶液中的点蚀性能研究。结果表明:温度与Cl-浓度对316L点蚀电位影响负相关,而p H值对其影响正相关,且各因素影响的显著程度为p H值温度Cl-浓度。吸收器条件下316L不锈钢的腐蚀速率仅为0.78μm/a,其表面点蚀坑多但较浅,且分布较均匀;但是316L点蚀电位Eb低于其氧平衡电位φ较多,点蚀仍可能发生。     

温度对液滴干湿循环下430不锈钢点蚀的影响

目的 研究温度对液滴干湿循环条件下点蚀临界相对湿度和再钝化临界相对湿度的影响规律,结合形貌观察分析液滴条件下点蚀的形成机理。方法 首先通过多液滴电位监测的方法研究了温度对430不锈钢干湿循环中点蚀的影响。其次,利用统计学方法分析了430不锈钢干湿循环过程中发生点蚀的特征参量,如点蚀、再钝化临界相对湿度,及其对应的临界氯离子浓度。然后,通过激光共聚焦显微镜统计分析了点蚀坑的深度和直径等特征参数。最后,对比了不同温度下430不锈钢在MgCl2溶液中的动电位极化曲线。结果 随着温度从10 ℃上升到50 ℃,试样发生点蚀的概率从5/35上升到25/35;点蚀平均临界相对湿度从55%上升到63%,对应氯离子浓度从7.4 mol/L下降到6.4 mol/L;再钝化平均临界相对湿度从74%上升到91%,对应氯离子浓度从5 mol/L下降至2.5 mol/L。结论 温度升高加速430不锈钢点蚀生长,抑制再钝化。形貌分析表明,随温度增加,点蚀坑形态从横向生长向蚀坑深度方向加速生长。     

温度对316L不锈钢在油田污水中点蚀行为的影响研究

通过动电位极化以及SEM分析对316L不锈钢在不同温度油田污水中的腐蚀行为进行了研究,同时利用点缺陷模型(PDM)解释了不锈钢的点蚀行为。结果表明,随着温度的升高,点蚀敏感性增加,点蚀电位降低。通过PDM分析了点蚀电位与电势扫描速率平方根在不同温度下的实验结果。PDM结合竞争性吸附理论和在钝化膜/溶液界面处阳离子空位生成机理成功地解释了本文的结果。     

316L和HR-2不锈钢在盐酸液膜环境中的钝化与点蚀

基于自行设计组装的盐酸液膜腐蚀模拟装置,采用腐蚀挂片、电阻探针、Tafel极化、电化学阻抗等方法,研究了316L和HR-2不锈钢在浓度分别为1、0.5和0.1 mol/L,温度分别为90、70和60℃的盐酸蒸汽环境中的钝化和点蚀行为,并利用金相显微镜、XRD对腐蚀试样和腐蚀产物进行了分析。结果表明:两种不锈钢的腐蚀速率随时间先加快后减慢最后趋于稳定,316L不锈钢的腐蚀速率相对较高;两种不锈钢均能形成稳定钝化区,且维钝电流密度相差不大,HR-2孔蚀电位的钝化区间总体都比316L不锈钢高,说明HR-2不锈钢更耐腐蚀;另外,两种不锈钢表面腐蚀产物成分基本相同,316L不锈钢表面的腐蚀产物更多更密集,这是由于O的吸附被C1-所取代,钢体表面上的钝化膜难以形成或破坏,并且更可能导致不锈钢点蚀。     

海水流速对经抛光和钝化表面处理的2205不锈钢点蚀的影响

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱以及Mott-Schottky曲线等电化学测试方法研究了2205不锈钢管路材料在流动海水中的耐点蚀性能,并对测试后的试样进行了腐蚀形貌观察。结果表明,抛光状态和钝化状态下,试样表面均出现了明显的点蚀形貌,点蚀电位在0.9～1.2 V之间。在静态环境中材料的耐点蚀性要强于流动海水中;随着流速上升,材料的耐点蚀性并未发生明显变化,但表面钝化膜在流动海水中失去了再钝化能力。2205不锈钢表面钝化膜呈现n型和p型两种半导体特征,说明不锈钢表面钝化膜呈现双层结构,主要由外层Fe的氧化物和内层Cr的氧化物组成。钝化处理后试样的耐点蚀性能有所上升,但钝化膜的半导体性质未发生明显变化。海水冲刷使得不锈钢耐点蚀性能下降,不同表面处理的2205不锈钢在海水冲刷下表面钝化膜特性差异导致不锈钢点蚀敏感性不同。     

NaCl溶液的浓度和温度对254SMO和2205不锈钢抗点蚀性的影响

用恒电位法和动电位法研究了254SMO不锈钢和2205双相不锈钢在50 g/L,100 g/L和200g/LNaCl溶液中的临界点蚀温度(CPT)和再钝化温度(CPrT),并绘制了两种材料在不同浓度溶液中的点蚀电位Epit和再钝化电位Eprot随温度的变化图,发现浓度越大,突变区域变缓变宽,材料CPT下降,耐蚀性下降....     

316L不锈钢CO2输送管线的垢下腐蚀行为

为明确316L不锈钢CO₂输送管线的垢下腐蚀行为,在模拟垢下腐蚀环境中对316L不锈钢进行了电化学测试及高温高压浸泡试验。结果表明：砂垢和碳酸钙垢均会增加316L不锈钢的垢下腐蚀敏感性,削弱其再钝化能力,砂垢会导致亚稳态点蚀发生,较厚的碳酸钙垢会降低该不锈钢的自腐蚀电位;在100℃、5 MPa CO₂环境中,316L不锈钢对垢下腐蚀具有较好的耐受度,但是,当沉积垢与材料形成合适的狭缝时,其具有一定的垢下腐蚀风险。对于高温高含CO₂的316L不锈钢管线需注意防垢、除垢问题。     

H2S对316L不锈钢含Cl-环境下点蚀行为的影响

通过腐蚀模拟试验和电化学测试,研究了H2S分压对316L不锈钢在含Cl-条件下的点蚀行为。模拟试验结果表明,随H2S分压的升高,316L不锈钢试样表面钝化膜局部出现破损,点蚀电位及钝化膜电阻均明显下降,点蚀敏感性提高。H2S分压增至100kPa时,样品表面可以观察到明显点蚀形核,与无H2S条件相比,膜电阻显著减小,难以维持良好的钝化状态。     

F-和Cl-对316不锈钢临界点蚀温度的协同作用

用电化学测量临界点蚀温度 (CPT) 的方法,研究 0.1 mol/L NaCl 溶液中F-浓度对316不锈钢点蚀行为的影响.结果表明:随着 F-浓度的增加,316不锈钢的CPT降低,开路电位也随之降低.在CPT以下,不锈钢发生亚稳态点蚀;在 CPT 之上,不锈钢发生稳态点蚀.用扫描电镜分析了临界点蚀温度前后点蚀形貌的变化.