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。     

极化电位对超级13Cr钢应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)应力腐蚀开裂(SCC)的实验方法,通过应力应变(σ-ε)曲线、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)等手段分析了不同极化电位下超级13Cr钢在NaCl溶液中的力学性能、腐蚀形貌、腐蚀产物和应力腐蚀开裂敏感性指数(Iscc),研究了极化电位对其抗SCC性能的影响。结果显示:随极化电位的升高,超级13Cr钢在5%NaCl溶液中的Iscc增大,其抗SCC性能降低;当极化电位低于-150mV时,超级13Cr钢的应力腐蚀程度较轻,抗SCC性能较好;当极化电位高于-90mV时,其应力腐蚀程度严重,抗SCC性能较差。     

超级13Cr油管钢在不同浓度Cl-介质中的腐蚀行为

采用全浸腐蚀实验方法,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)、失重法、极化曲线等分析手段,对超级13Cr油管钢在不同浓度(5%,15%,25%,35%,质量分数)的NaCl溶液中的腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物及电化学特性进行了分析,研究了Cl~-浓度对其腐蚀行为的影响。结果显示:超级13Cr油管钢在Cl~-浓度低于35%的NaCl溶液中具有较好的耐腐蚀性能,Cl~-浓度对其腐蚀行为有一定程度的影响,随着Cl~-浓度的增大,材料的耐腐蚀性能降低,被腐蚀倾向增大。较高的Cl~-浓度加速了材料表面点蚀的生长,引发局部腐蚀,进而导致全面腐蚀。Cl~-浓度的增大使超级13Cr油管钢的腐蚀速率增大,但随着腐蚀程度的加重,腐蚀产物增厚及覆盖面积增大,阻碍了基体和溶液的接触,从而减缓了腐蚀速率的增速,其腐蚀产物主要是由Fe和Cr的氧化物构成。     

3Cr钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

采用电化学测量技术、静态和动态浸泡试验研究了3Cr钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,从而为3Cr钢在Cl-腐蚀环境中的使用提供参考。结果表明:3Cr钢在动态腐蚀条件下比静态腐蚀时具有较正的开路电位、较高的电化学腐蚀速率和低的电化学阻抗;长期静态浸泡后,动态腐蚀加速了3Cr钢的腐蚀,点蚀更为严重;在25~80℃内,动态腐蚀速率在60℃时为最大值。     

13Cr-N80油管钢在不同浓度NaCl溶液中的电偶腐蚀行为

采用电化学方法,研究了超级13Cr-N80油管钢电偶对在不同浓度NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,采用SEM分析了电偶对中被腐蚀试样的腐蚀形貌,并利用EDS和XRD分析手段分析了其腐蚀产物。结果表明,在不同浓度NaCl溶液中,13Cr与N80之间均存在明显的电位差,13Cr与N80偶接时均发生了不同程度的电偶腐蚀,电偶对中N80作为阳极被加速腐蚀,而13Cr作为阴极得到保护,超级13Cr-N80油管钢电偶对必须对N80防护后方可偶接使用;随着NaCl溶液浓度的增大,超级13Cr-N80油管钢电偶对的电偶电流密度减小,电偶对中N80的腐蚀程度降低,且其表面的腐蚀产物主要由Fe3O4组成。     

Cl~-浓度对超级13Cr油管钢应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)应力腐蚀开裂(SCC)的实验方法,通过应力应变(σ-ε)曲线、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)等手段分析了超级13Cr油管钢在NaCl溶液中的抗拉强度、延伸率、断裂时间、应力腐蚀开裂敏感性指数(kscc)和断口形貌,研究了Cl-浓度对其应力腐蚀开裂行为的影响。结果显示:当NaCl溶液浓度低于15%时,超级13Cr油管钢应力腐蚀的程度较轻,抗应力腐蚀开裂性能较好;而当NaCl溶液浓度大于25%时,其应力腐蚀的程度严重,抗应力腐蚀开裂性能较差;随溶液Cl-浓度的增大,超级13Cr油管钢的力学性能降低、抗SCC性能降低、应力腐蚀开裂的倾向增大、应力腐蚀开裂敏感性指数kσ和kε均呈现增大的趋势,且kε比kσ增大的趋势更明显;Cl-浓度对超级13Cr油管钢塑性的影响比对其抗拉强度的影响更显著。     

充氢时间对S32750超级双相不锈钢在NaCl溶液中腐蚀行为的影响

为了考察氢对S32750超级双相不锈钢(SDSS)腐蚀行为的影响,将S32750 SDSS在25℃的1.26mmol/L Na_4P_2O_7+0.5 mol/L H_2SO_4溶液中进行不同时间的电化学充氢。通过开路电位、动电位极化曲线、电化学阻抗曲线和Mott-Schottky曲线表征了充氢后S32750 SDSS在3.5%NaCl溶液中的电化学行为。结果表明:随着充氢时间的延长,S32750 SDSS的自腐蚀电位逐渐负移,自腐蚀电流密度和维钝电流密度区间逐渐增大,击穿电位逐渐降低,Mott-Schottky曲线斜率逐渐减小。这主要是因为材料中增加的氢延缓了钝化膜生成,增加了钝化膜的缺陷浓度,降低了钝化膜的稳定性和完整性,使钝化膜更容易发生破裂和溶解,电极反应速度加快,腐蚀趋势因而增大。     

基于COMSOL Multiphysics的3Cr钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究

目前,关于低Cr钢在流动性腐蚀介质中的研究相对较少。为了进一步了解低Cr钢在实际工作环境下的腐蚀特性,尤其是在高温、高Cl-腐蚀环境中的腐蚀行为,基于大型仿真软件COMSOL Multiphysics,从静态和动态两个方面对3Cr钢在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的腐蚀行为进行了模拟仿真,从而为3Cr钢在Cl-腐蚀环境中的使用提供参考。结果表明:浸泡液静态时,3Cr钢在3.5%NaCl溶液中具有较高的腐蚀敏感性,腐蚀等级属于严重腐蚀; 3Gr钢在动态腐蚀条件下比静态腐蚀时具有更高的电化学腐蚀速率;浸泡液的流动极大地加速了3Cr钢的腐蚀过程,室温(25℃)下,浸泡溶液的流速为1 m/s时,最大腐蚀速率约为静态最大腐蚀速率的7.5倍;在25～80℃内,动态腐蚀速率先增大后减小,在60℃时为最大值。     

pH值和温度对镀锌钢在模拟锈层溶液中电化学腐蚀行为的影响

应用极化曲线和电化学阻抗技术,结合扫描电子显微镜方法,测试镀锌钢在模拟锈层溶液中pH值和温度对镀锌钢电化学腐蚀行为的影响作用。结果表明,镀锌钢在强碱性的模拟锈层溶液中处于钝态,其耐蚀性能随着pH值的升高而增大。温度为0～40℃时,镀锌钢的腐蚀速率变化不大,当温度升高到60℃时,腐蚀速率急剧增大。     

CO2饱和NaCl溶液中Cl-浓度对2Cr13不锈钢腐蚀行为的影响

Cl-对金属及合金有强烈的点蚀作用,易引起局部腐蚀失效,造成严重的经济损失。探究其腐蚀机理有利于预防Cl-对金属的腐蚀。通过极化曲线、交流阻抗等电化学测试方法,结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等检测手段,研究了60℃下CO2饱和NaCl溶液中Cl-浓度对2Cr13不锈钢腐蚀行为的影响,并讨论了其腐蚀机理。结果表明:在CO2饱和NaCl溶液中,Cl-存在多种影响作用,如腐蚀催化、增大H+活度、降低CO2溶解度等;随着Cl-浓度的增大,2Cr13不锈钢的再钝化能力变差,点蚀诱发敏感性增强,腐蚀速度呈现先增大后减小的变化趋势,NaCl浓度为60 g/L时,2Cr13不锈钢的腐蚀速率最大。     

Cl-浓度和pH值对TiNi合金腐蚀行为和Ni离子析出的影响

采用动电位循环伏安曲线法和原子吸收光谱法，研究了Cl^-浓度和pH值对TiNi合金在NaCl溶液中的腐蚀行为和Ni离子析出速度的影响。结果表明，随着pH值的增高和Cl^-浓度的降低，TiNi合金的抗腐蚀性能提高，Ni离子的析出速度降低。     

110钢级φ88.9mm×6.45mm超级13Cr钢油管刺穿失效分析

采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验及扫描电镜断口分析等手段,对某油田一根规格为φ88.9mm×6.45mm的110钢级超级13Cr马氏体不锈钢油管的刺穿失效原因进行了分析。结果表明:油管失效的实质是油管发生了氯离子应力腐蚀开裂,裂纹起源于外壁腐蚀坑底部,从外壁向内壁扩展,直到穿透壁厚,形成刺穿通道,高压流体从内向外刺出并在随后的过程中形成了刺穿孔洞。     

110钢级φ88.9mm×6.45mm超级13Cr钢油管刺穿失效分析

采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验及扫描电镜断口分析等手段,对某油田一根规格为φ88.9mm×6.45mm的110钢级超级13Cr马氏体不锈钢油管的刺穿失效原因进行了分析。结果表明:油管失效的实质是油管发生了氯离子应力腐蚀开裂,裂纹起源于外壁腐蚀坑底部,从外壁向内壁扩展,直到穿透壁厚,形成刺穿通道,高压流体从内向外刺出并在随后的过程中形成了刺穿孔洞。     

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。     

CO_2饱和的0.5mol/L NaCl溶液中温度对3Cr低合金钢腐蚀行为的影响

低合金钢在含CO2的NaCl溶液中的腐蚀行为受温度影响很大。利用动电位极化和电化学阻抗(EIS)技术研究了CO2饱和的NaCl溶液中温度对3Cr低合金钢腐蚀过程的影响。结果表明:温度的升高促进了腐蚀过程的阴阳极反应,合金钢的腐蚀速率增大;随着温度的升高,阳极塔菲尔斜率逐渐减小,阴极塔菲尔斜率逐渐增大,电极表面的阳极区面积逐渐增大,而阴极区面积逐渐减小;温度升高对阴极过程的促进作用大于阳极过程,使Ecorr发生正向移动;温度升高提高了合金钢的腐蚀速率,但极化曲线形状基本相同,即腐蚀机理未发生变化;合金钢在CO2饱和的0.5 mol/L NaCl溶液中的电化学阻抗谱均出现2个时间常数,高频和中频段出现由双电层界面电容和电荷转移电阻引起的容抗弧,低频段出现与钝化膜相关的容抗弧,但都随着温度的升高而减小。     

超级13Cr马氏体不锈钢在鲜酸中的腐蚀行为

通过不同温度的高温高压鲜酸(15%HCl+1.5%HF+3%HAc+4.5%缓蚀剂)腐蚀试验及极化曲线测量,研究超级13Cr马氏体不锈钢油管材质在鲜酸溶液中的腐蚀行为及其与酸化缓蚀剂的匹配性。结果表明:鲜酸中加入酸化缓蚀剂,超级13Cr的开路电位正移,自腐蚀电流密度显著降低,酸化缓蚀剂主要改变了超级13Cr的阳极过程;在较低温度条件下,超级13Cr与酸化缓蚀剂的匹配性良好;随着鲜酸试验温度的提高,超级13Cr材质的均匀腐蚀速率增大,其在160℃的均匀腐蚀速率为47.08mm/a,接近50.8mm/a;温度低于120℃,超级13Cr未出现明显点蚀,超过160℃,其点蚀程度显著增大;140~160℃应为酸化缓蚀剂缓蚀效果显著降低的突变区。     

Cr含量对合金钢在弱碱性溶液中腐蚀行为的影响

目前,对含Cr合金钢在碱性溶液中的腐蚀行为鲜有研究报道。在合金钢中加入不同含量的Cr元素,采用浸泡法和电化学法研究Cr含量对合金钢在弱碱性钒钛磁铁矿浆中的腐蚀特性,利用XPS和SEM等手段分析腐蚀表面,并探讨了其腐蚀机理。结果表明:合金钢耐碱性溶液腐蚀性能随着合金中Cr含量的提高而增强,Cr13较Cr2提高1.63倍;合金钢表面钝化膜主要由Cr的氧化物和氢氧化物组成,较高的Cr含量有利于扩大合金钢钝化区间,提高金属的电极电位。     

13Cr油套管钢CO2腐蚀产物膜的能谱分析

利用高温高压釜,模拟油田腐蚀环境条件,采用13Cr油套管钢制备了CO2腐蚀产物膜,借助电子扫描显微镜（SEM）观察了腐蚀膜的表面和横截面形貌,通过X射线能量散射分析（EDAX）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子光谱（XPS）等方法测定和分析了腐蚀产物膜的组成,以推测13Cr钢的CO2腐蚀机制。结果表明,13Cr钢在试验条件下以均匀腐蚀形成的CO2腐蚀产物膜具有双层结构;该腐蚀产物膜主要含有Fe、Cr、C和O四种元素;表层主要是粗大松散的FeCO3晶体颗粒堆积而成,内层是细小致密的晶态FeCO3和非晶态的Cr（OH）。微粒构成;内层膜较好的致密性和离子透过选择性是13Cr钢具有较好耐CO2腐蚀性能的主要原因。     

氯化物浓度及pH值对1Cr13不锈钢微动腐蚀的影响

利用自制的微动腐蚀系统，研究了不同浓度的ＮａＣｌ溶液和３．５％ＮａＣｌ溶液中不同的ＰＨ值对１Ｃｒ１３不锈钢微动腐蚀的影响，结果表明，微动腐蚀失重量随ＮａＣｌ浓度的增加而增加，随ＰＨ值的升高而下降；ＮａＣｌ的浓度（０￣１２）％及ＰＨ值（４￣１４）对微动腐蚀失重量的影响遵循不同的指数规律，影响大小的绝对值都在同一数量级，但影响方向相反，ＮａＯｈ对ＮａＣｌ溶液中的微动腐蚀有一定的抑制作用     

镁合金在NaCl溶液中的腐蚀电化学行为

为了提高镁合金材料的耐蚀性能,用电化学方法对比研究了AZ31,AZ61和AZ91镁合金在3.5%NaCl溶液中的电化学行为及缓蚀剂亚硝酸钠(NaNO2)对AZ61腐蚀电化学行为的影响。结果表明:3种镁合金的腐蚀速度大小依次为AZ31>AZ61>AZ91,其中AZ31的活化性能最高;NaNO2能抑制AZ61的析氢腐蚀速度,腐蚀表面较均匀,腐蚀电流密度J corr降低,腐蚀电位E corr发生正移;NaNO2属于阳极型缓蚀剂,其含量为2.0%时,对AZ61的缓蚀率高达85.1%。