三种典型接地极材料在陕北土壤模拟溶液中的腐蚀行为

采用浸泡试验、电化学极化和EIS测试、SEM和EDS等方法,研究了Q235碳钢、镀锌钢、镀铜钢在陕北土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明,几种材料的耐蚀顺序依次为镀铜钢>镀锌钢>Q235碳钢;Q235碳钢表面的腐蚀产物具有明显的层状结构,内层腐蚀产物较致密,对基体的保护作用明显,外层腐蚀产物的含氧量高,较疏松;镀锌钢和镀铜钢表面的腐蚀产物主要为锌和铜的氧化物。     

Q235碳钢在红壤中的腐蚀行为

采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等技术对在红壤中服役多年的变电站接地网Q235碳钢进行了形貌观察和腐蚀产物分析,并通过电化学和模拟加速腐蚀试验对比研究了Q235碳钢在红壤中的腐蚀行为。结果表明:接地网材料表面形成的腐蚀产物主要是铁的氧化物,主要有Fe2O3、Fe3O4、FeOOH,并且Cl元素的存在会加剧Q235碳钢材料的腐蚀;当土壤含水率为20%(质量分数,下同)时,Q235碳钢在红壤中腐蚀速率最大,Q235碳钢的腐蚀电流密度随Cl-与SO42-的变化规律基本一致,都是先增大后减小,并且可划分为3个区间;Q235碳钢在红壤中的腐蚀速率随着试验时间的延长呈现先降低后小幅升高的趋势,该加速腐蚀试验,没有改变Q235碳钢在红壤中的腐蚀机理,且与现场有较好的相关性。     

碳钢和耐候钢在南沙海洋大气环境中的初期腐蚀行为

采用腐蚀失重法、宏观形貌观察法、SEM、XRD、白光干涉及拉伸实验等分析手段对碳钢Q235和耐候钢Q450NQR1在南沙大气环境下的初期腐蚀行为进行了研究。结果表明,Q235和Q450NQR1在南沙大气环境中的初期腐蚀比万宁及西沙等海洋大气环境中的腐蚀严重,2种钢的朝天面都比朝地面腐蚀严重,朝地面的锈层更容易脱落。暴晒2个月时,Q235和Q450NQR1的腐蚀失厚相近。暴晒5个月时,Q235的腐蚀失厚明显高于Q450NQR1的腐蚀失厚。2种钢在暴晒2个月时,朝天面和朝地面的腐蚀产物都主要为γ-FeOOH、α-FeOOH和Fe_3O_4;而暴晒5个月时,朝天面产物中出现了β-FeOOH,而朝地面β-FeOOH极少。朝天面的产物中Fe_3O_4相对含量少于朝地面,γ-FeOOH的相对含量多于朝地面。     

几种接地网材料在土壤中的腐蚀特性研究

采用失重法、电解腐蚀和极化曲线测试等方法研究了紫铜、Q235钢和在Q235钢表面镀铜、镀锌及刷达克罗涂料等几种接地材料在渭南地区土壤中的腐蚀特性.研究结果表明:紫铜材料的耐蚀性最好,腐蚀速率在0.04 g/(m2.h)以下;Q235钢的耐蚀性最差,腐蚀速率大于0.28 g/(m2.h);镀铜和达克罗涂层的腐蚀速率与紫铜相近,约为0.04 g/(m2.h);镀锌层可以防止Q235钢的腐蚀,腐蚀速率比Q235钢下降约2/3;材料的腐蚀过程为电化学腐蚀控制.     

不同湿度的酸性红壤中Q235钢-紫铜电偶腐蚀行为研究

目的研究典型江西酸性红壤环境中,不同土壤含水量对Q235钢-紫铜电偶腐蚀行为的影响。方法将Q235钢-紫铜偶接后置于不同湿度的红壤中,采用ZRA-2型电偶腐蚀计测量电偶电流和电偶电位。每间隔一定时间取出样品称重,获得腐蚀动力学曲线。采用XRD、SEM和EDS分析腐蚀产物形貌、成分和物相组成。结果腐蚀产物主要为Fe_3O_4、Fe_2O_3和FeOOH。随着土壤含水量增加,腐蚀产物剥落越严重,样品腐蚀失重越明显。Q235钢与紫铜偶接后,电偶腐蚀效应导致碳钢腐蚀加速。土壤含水量(质量分数)分别为10%、20%和30%时,电偶腐蚀效应分别为5.70、4.30和4.08。腐蚀初期,由于表面生成腐蚀产物,电偶电流出现急剧降低。结论随着土壤含水量增加,电偶电流增加,腐蚀越严重。     

X80和Q345B钢在乌鲁木齐土壤模拟溶液中的腐蚀行为研究

采用失重法、扫描电镜、能谱和X射线衍射等方法研究了X80管线钢和Q345B套筒钢在乌鲁木齐土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明:X80和Q345B钢在土壤模拟溶液中浸泡7 d的腐蚀均属于中度腐蚀。但在相同时间段内Q345B钢腐蚀得更严重。SEM图像和XRD谱结果表明X80钢的腐蚀产物分为两层,主要是Fe_2O_3和FeO(OH),说明土壤中的O_2对X80管线钢的腐蚀起主导作用;Q345B钢的腐蚀产物分为三层,主要是FeO(OH)、Fe_2O_3·H2O和FeS,说明土壤中的O_2和SO_4~(2-)对Q345B套筒钢的腐蚀起主导作用,而且两种钢材的腐蚀产物均疏松多孔,腐蚀性离子更容易到达基体表面,加速腐蚀。X80和Q345B钢的腐蚀机理都符合阳极溶解机制。     

输电杆塔材料在模拟海岸-工业复合环境中的大气腐蚀行为研究

研究了输电杆塔材料Q235、Q420、SQ420NH以及Q235镀锌钢在模拟海岸-工业环境中的大气腐蚀行为。四种材料的大气腐蚀速率由腐蚀失重法获得。利用XRD、SEM分析腐蚀锈层。结果表明:对于Q235、Q420和SQ420NH三种碳钢,前期腐蚀失重相差不大;腐蚀后期,SQ420NH开始表现出耐候性特点,耐蚀性优于Q235和Q420。三种碳钢的腐蚀产物主要为γ-FeOOH和α-FeOOH。随着腐蚀时间的延长(720 h),γ-FeOOH逐渐向α-FeOOH转变,锈层的致密度增加。腐蚀初期,Q235和Q420腐蚀产物形貌分别为棉花球状和片状,SQ420NH腐蚀产物形貌则为棉絮状。腐蚀后期,三种碳钢腐蚀产物演变为更多棉花球状。Q235镀锌钢腐蚀产物密实,孔洞、蚀坑数量较少,具有较好的保护性。     

Q235钢-紫铜在不同温度酸性红壤中的电偶腐蚀行为

目的研究Q235钢-紫铜电偶对在不同温度红壤中,电偶腐蚀的加速效应和腐蚀机理。方法通过恒温恒湿箱模拟不同温度的酸性红壤环境。采用失重法测定Q235钢-紫铜电偶对的电偶腐蚀动力学曲线,采用ZRA零电阻电流计研究电偶电流和电偶电位随腐蚀时间的变化曲线。通过XRD、SEM/EDS检测腐蚀产物的成分和微观形貌。结果电偶腐蚀20 d后,土壤温度为20、40、60℃Q235钢的腐蚀质量损失分别为0.4276、0.9432、1.4622 g/dm~2,电偶腐蚀效应分别为4.51、2.90、2.56。Q235钢在酸性红壤中呈局部腐蚀形态,当土壤温度为20℃和40℃时,腐蚀产物主要由FeO、Fe_3O_4与土壤颗粒胶结形成,结构较疏松;当温度为60℃时,腐蚀产物主要由Fe_3O_4组成,结构较致密。随着腐蚀时间的增加,电偶电位呈现起伏波动,电偶电流减小。腐蚀20 d后,Q235-紫铜电偶对在60℃下的电偶电流(71.1μA)小于20℃下的电偶电流(336μA),电偶腐蚀作用较弱。结论土壤温度越高,Q235钢腐蚀越严重。腐蚀进行的后期,温度较高的红壤中,Q235钢形成的腐蚀产物结构致密,且土壤氧含量低,对电偶腐蚀产生抑制作用。     

青藏高原几种接地网材料在土壤中的腐蚀特性研究

采用失重法、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等方法研究了紫铜、光圆钢、螺纹钢及镀锌扁铁等几种接地材料在青藏高原土壤中的腐蚀特性。结果表明:除紫铜外,镀锌扁铁的抗腐蚀性最好,腐蚀速率为0.006 mm/a,约为螺纹钢的1/2,螺纹钢耐蚀性最差。光圆钢、螺纹钢腐蚀产物的成分主要是Fe_2O_3及其水化合物Fe_2O_3·nH_2O;镀锌扁铁的主要腐蚀产物为Zn_5(CO_3)_2(OH)_6、Fe_2O_3、ZnO;紫铜的主要腐蚀产物是CuCO_3·Cu(OH)_2、CuO、Cu_2O。     

红壤中变电站接地网金属材料的腐蚀行为分析

采用扫描电镜 (SEM)、能谱 (EDS) 和X 射线衍射 (XRD) 等技术对红壤中变电站接地网服役长达13 a的镀锌扁钢进行了形貌分析和腐蚀产物分析。结果表明,该镀锌扁钢受到严重腐蚀,腐蚀产物主要由FeOOH,Fe₃O₄和Fe₂O₃等组成,腐蚀产物分层的原因是新生成的腐蚀产物沉积在金属/腐蚀产物层界面或腐蚀产物开裂处,同时S和Cl对内层腐蚀产物具有较大的影响。Tafel测试结果表明,在腐蚀电流峰值附近,SO₄^2-与Cl^-的百分比为1∶2时,两者对镀锌Q235碳钢在该红壤中的腐蚀性影响具有等效作用。通过室内加速实验模拟镀锌Q235碳钢在该红壤中的腐蚀发现,镀锌Q235碳钢的腐蚀速率呈现先增大后减小的规律,该加速实验在未改变镀锌Q235碳钢腐蚀机理的同时具有较好的加速效果。     

耐酸性土壤腐蚀接地网用钢研究

采用硅藻土模拟法研究了Q235,A1和A2钢在模拟酸性土壤中的腐蚀行为,对比分析了材料的腐蚀失重,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法研究了材料的腐蚀形貌及腐蚀产物。结果表明,在模拟酸性土壤中,Q235,A1和A2钢周期360h的腐蚀速率别为0.48,0.14和0.097mm/a。碳层分析表明,降低碳含量有助于减少钢中的微电池腐蚀;Cr的加入可以提高基体的自腐蚀电位;腐蚀后内锈层位置Cr的富集可以提高锈层的致密性,并改变点蚀的扩展方式;3种材料主要腐蚀产物均为α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4,其中A1和A2钢内锈层腐蚀产物中α-FeOOH比例增大,其α/γ-FeOOH比值约为Q235的10倍,腐蚀产物保护性更优。     

Q235和Q450钢在吐鲁番干热大气环境中长周期暴晒时的腐蚀行为研究

在吐鲁番干热大气环境中对Q235和Q450钢进行4 a大气暴晒实验。结果表明,两种钢表面均有较为明显的锈层,Q450耐候钢4 a的平均腐蚀速率为12 g·m~(-2)·a~(-1),Q235钢平均腐蚀速率为14 g·m~(-2)·a~(-1),Q450钢腐蚀速率相对较低,腐蚀坑深度较浅。腐蚀产物主要由α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe_2O_3·H_2O组成,其中Q450钢腐蚀产物中α-FeOOH比例相对较高,腐蚀产物致密。电化学阻抗测试结果表明:Q450钢腐蚀产物电阻远大于Q235钢的,表面电荷转移电阻也大于Q235钢的,即Q450钢耐蚀性较好,腐蚀产物对基体保护作用相对较好。     

低合金钢和碳钢在90℃地下水模拟溶液中的缝隙腐蚀

利用浸泡实验与电化学实验研究了低合金耐候钢CortenA和碳钢Q235在90℃地下水模拟溶液中的缝隙腐蚀行为.采用SEM,EDS和Raman光谱分析了缝内腐蚀产物膜的形貌和成分.结果表明,2种钢均发生了缝隙腐蚀,且随着腐蚀时间的延长缝隙腐蚀越严重;CortenA的缝隙腐蚀比Q235严重;在中性或偏酸性的溶液中,耐候钢的耐腐蚀性能优于碳钢,而在pH值为1的溶液中,耐蚀性则相反;合金元素Cr,Cu和Si对CortenA在溶液中的耐缝隙腐蚀性能不利.     

微弧氧化处理对碳钢表面耐LBE腐蚀性能的影响

目的以Q235钢为基材,制备微弧氧化陶瓷层,提高钢铁材料耐LBE腐蚀性。方法采用TIG熔-钎焊并添加ER4043焊丝的方法,对1.5 mm厚的5A06铝合金和3 mm厚的镀锌Q235钢进行焊接,焊后对接头进行280℃保温30 min的退火热处理。同时,采用合适的微弧氧化工艺在铝/钢焊缝表面制备微弧氧化陶瓷层,研究微弧氧化处理对钢材耐LBE腐蚀性的影响。结果采用TIG熔-钎焊的方法对铝/钢异种金属进行焊接时,铝/钢界面会不可避免地产生金属间化合物层,对铝/钢熔-钎焊接头进行280℃保温30 min的退火热处理后,金属间化合物层的厚度可达9～10μm,化合物层主要由Al_8Fe_2Si相和少量的[Al,Fe,Si]、Al_(13)Fe_4相组成,接头抗拉强度高达185 MPa,且断裂发生在铝母材处。微弧氧化处理可使焊缝表面原位生成均匀的陶瓷层,陶瓷层表面呈"火山状"形貌,且"火山状"物质的中心有较多不同尺寸的放电微孔。陶瓷层主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和莫来石相组成,且其表面粗糙度较低。Q235钢经过腐蚀后,表面出现较多的腐蚀坑,Pb、Bi元素向碳钢内部扩散;而陶瓷层经过腐蚀后,表面没有明显的腐蚀现象。结论微弧氧化处理可显著提高钢铁材料耐LBE腐蚀性,阻碍Pb、Bi元素向钢铁内部的扩散。     

Q235钢与X70钢在新加坡土壤环境中1年腐蚀行为研究

通过土壤理化性质分析、现场埋样的腐蚀形貌观察、腐蚀产物的扫描电镜观察和X射线衍射分析以及腐蚀失重实验等分析手段,研究了国产X70钢和Q235钢在新加坡土壤中现场埋样1 a后的短期腐蚀行为特征。结果表明,新加坡土壤属于酸性土壤;埋样1 a后Q235钢平均腐蚀速率略大于X70钢,两种钢以局部腐蚀为主,Q235钢的局部腐蚀较严重;两种钢的腐蚀产物组成相似,均为Fe2O3,Fe3O4,Fe OOH和Fe OCl,腐蚀产物表面粗糙,存在裂纹与空隙,从而加速局部腐蚀的进行。     

石油企业外管廊大气环境中Q235碳钢管道外壁的腐蚀机理

在石油企业外管廊大气环境中对Q235碳钢进行不同腐蚀时间的静态挂片试验,并对现场Q235碳钢钢管进行取样,采用X射线衍射(XRD、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等技术对Q235碳钢表面腐蚀产物进行分析。结果表明:经过长期腐蚀之后,腐蚀产物中的铁主要是以含氧化合物γ-FeOOH和α-Fe_2O_3的形式存在;大气中存在的SO_2对腐蚀过程具有催化作用。     

红壤地区接地材料现场埋样与加速腐蚀实验的相关性研究

通过现场埋设实验和室内加速腐蚀实验,结合失重测试以及腐蚀形貌和腐蚀产物分析,研究了8种典型接地材料在红壤环境中的腐蚀行为,计算了加速腐蚀实验的加速比及相关性系数。结果表明,不同接地材料在相同加速腐蚀环境下有不同的腐蚀加速比,其腐蚀机理与现场埋设试样基本一致,其中Q235钢以及铜质接地材料腐蚀产物与现场埋样结果出现差异的原因主要与土壤中的微生物活性和CO_2溶解度有关。相关性分析表明,加速腐蚀与现场埋设实验的Pearson相关系数P为0.9663,可以近似的通过加速腐蚀实验结果对红壤地区接地材料的使用寿命进行评估。     

含水率对Q235钢在模拟酸性土壤中腐蚀行为的影响

采用硅藻土模拟土壤实验室加速腐蚀法研究了接地网材料Q235钢在10%~50%含水率条件下埋置15 d的腐蚀行为。结果表明,土壤含水率对Q235钢腐蚀行为影响显著,随含水率的增加,腐蚀速率呈现先快后慢的趋势;低含水率(10%)时,Q235钢发生全面腐蚀;随含水率升高,腐蚀形态由全面腐蚀转化为不均匀腐蚀,当含水率为30%时,腐蚀速率达到最大。对腐蚀锈层进行XRD分析,腐蚀产物主要是α-Fe OOH、γ-Fe OOH、Fe3O4和Fe2O3,与实际土壤腐蚀产物一致,针状的α-Fe OOH所占比例较大。     

碳钢在吐鲁番干热大气环境中的腐蚀行为

通过现场暴晒实验研究碳钢在吐鲁番干热大气环境中的腐蚀行为和机理。Q235和Q450钢在吐鲁番干热大气环境中经过1 a暴露后,Q235钢的腐蚀速率大于Q450钢。结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等分析测试手段,研究了两种碳钢表面的腐蚀产物,两者的腐蚀产物主要为α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4。Q235钢中γ-FeOOH与α-FeOOH含量的比值较高,其腐蚀产物疏松,耐蚀性较差。而Q450钢中γ-FeOOH与α-FeOOH含量的比值较低,其腐蚀产物相对致密,耐蚀性较好。去除腐蚀产物后,通过体视学显微镜观察发现,Q235钢的表面产生大量密集腐蚀坑,且腐蚀坑深度和体积都大于Q450钢表面腐蚀坑。     

等离子喷涂Li_(0.5)Fe_(2.5)O_4防护涂层及其表征

以Li_2CO_3和Fe_2O_3粉末为原料,通过高温固相煅烧、喷雾造粒及热处理制备出纯净单相的Li_(0.5)Fe_(2.5)O_4热喷涂粉体,采用等离子喷涂技术在Q235钢表面沉积出Li_(0.5)Fe_(2.5)O_4铁氧体涂层,并研究其微观组织结构、物理电气和耐腐蚀性能。结果表明,热喷涂制备的Li_(0.5)Fe_(2.5)O_4涂层表面致密均匀,平均孔隙率为4.1%,且与钢基体具有良好的界面结合,结合强度平均值为27.6 MPa,涂层电阻率为2.14×10~(-5)Ω·m,且涂层耐电化学腐蚀性能良好,3.5%NaCl溶液介质中的平均腐蚀速率约为0.003 7 mm/a,显示等离子喷涂制备的高质量Li_(0.5)Fe_(2.5)O_4涂层可较好满足接地材料防护涂层对其耐蚀和导电性方面的要求,可作为一种有效的腐蚀防护措施应用在传统钢质接地材料防腐工程中。