X70管线钢在热带海水-海泥跃变区的腐蚀行为研究

利用阵列电极技术、线性极化和电化学阻抗等电化学分析技术及腐蚀形貌观察和腐蚀产物物相分析,研究了X70管线钢在海水-海泥跃变区中的腐蚀行为与规律。结果表明,X70管线钢在海水-海泥跃变区形成宏观氧浓差电池,海泥区域及近海水-海泥界面的海水区域为电偶腐蚀阳极区域,海水区域为电偶腐蚀阴极区域;腐蚀后期阶段,海泥下部的电极变为阴极,成为主要的阴极反应区域。海水中的电极腐蚀速率大于海泥中的,而在近海水-海泥界面的区域形成了腐蚀电流峰。海水中高含量的溶解氧促进了电极表面腐蚀产物层的致密化,电荷转移电阻增大;在腐蚀后期,海泥底部硫酸盐还原菌参与了腐蚀反应,生成了硫化物,导致阴极电流密度增大,加快了整个电极的腐蚀速率。     

低合金钢在海水中氧浓差腐蚀电流的计算

在本文中推导和验证了低合金钢在海水中的氧浓差腐蚀方程。方程表明,在电池的阴极和阳极上,铁的阳极极化过电位差值,是影响氧浓差腐蚀过程的重要因素。随着过电位差值的增大,氧浓差电流从小变大而到达极限值。同时氧浓差电流密度的对数值与阴、阳极面积比的对数值关系也从曲线转为直线。根据方程判断,氧浓差电池使低合金钢在海水中发生局部腐蚀的必要条件是:铁在阴极和阳极上的阳极极化过电位差值必须大于铁在阳极和阴极上平衡电位的差值。     

防腐包装文摘

对于金属腐蚀速度理论,解说了以下内容的腐蚀电化学理论,阳极、阴极反应电位——电流曲线的测定,均一的腐蚀速度理论,金属的钝化、氧浓差局部电池腐蚀理论、表面腐蚀生成物薄膜     

Q235钢在污染土壤中的氧浓差宏电池腐蚀

利用失重法、电化学阻抗测试等方法,研究了Q235钢在污染土壤中的氧浓差宏电池腐蚀行为。实验结果表明,砂土中Q235钢为宏电池的阴极,粘土中Q235钢为阳极。随着实验时间的增加,粘土中Q235钢自然腐蚀速率逐渐减小,而粘土中作为宏电池阳极的Q235一直保持着较高的腐蚀速率。粘土中宏电池阳极的腐蚀速率为自然腐蚀速率的2.15倍。在粘土宏电池中阴阳极面积比15:1情况下,阳极的腐蚀速率较阴阳极面积比1:1时增加了近1倍。     

电化学保护技术及其应用：第三讲 牺牲阳极

1概述 在第二讲中已就阴极保护的原理进行过讨论.从中得知,在作用着的腐蚀电池体系中,接入另一电极,该电极的电位较负,这时这一电极将与原来的腐蚀电池构成一个新的宏观电池.这一较负的电极将是新电池的阳极,原来的腐蚀电池则为阴极,依靠外加阳极不断溶解所产生的阴极电流实现阴极保护.该电位较负的电极称为牺牲阳极,因为随着电流的不断流动,阳极材料不断消耗掉.     

WBE技术研究水线区破损涂层的剥离机制-Ⅱ

应用阵列电极(WBE)联合电化学阻抗谱(EIS)技术,研究了气/液界面水线处破损涂层在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的水线区破损涂层剥离行为。对比涂层剥离过程的腐蚀电流密度和阻抗谱分布行为,探讨了破损涂层在水线区的剥离机制。结果表明,涂层破损区和固有缺陷区均能够加速附近涂层阴极剥离过程。水线区破损涂层剥离行为特征为,破损区和固有缺陷区附近涂层首先发生阴极剥离,进而向外部涂层/金属界面扩展。此外,研究发现,破损区位于水线上方和下方时,其推动阴极剥离能力不同,即,加速水线下方涂层剥离作用弱于水线上方区域,致使水线及水线上方涂层剥离速率明显大于水线下涂层剥离速率。其原因显然与阴极剥离区溶解氧含量有关,即富氧区阴极剥离扩展速率大于乏氧区阴极剥离速率。     

WBE技术研究水线区破损涂层的剥离机制

应用阵列电极(WBE)和电化学阻抗谱(EIS)技术,研究了破损涂层在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中的电流分布及阻抗谱,并根据电流分布和涂层阻抗变化探究了破损涂层在水线区的剥离机制。结果表明:人为破损和涂层固有缺陷均对其附近涂层有加速阴极剥离的作用。浸泡初期,缺陷处涂层最先剥离,此后,涂层剥离主要在破损处和缺陷处附近优先发展。并且在水线作用下,缺陷处附近的涂层剥离向水线方向发展。水线上涂层较水线下剥离较晚,其剥离速率主要受水在涂层中的渗透速率控制。     

X70钢在卵石黄泥土中的盐浓差宏电池腐蚀

利用电化学阻抗法和失重法,研究了X70钢在卵石黄泥土中的盐浓差宏电池腐蚀.结果表明:在试验初期高盐土样中X70钢为宏电池阳极,而在第5天发生极性逆转;宏电池阴阳极面积比增大,宏电池阳极的腐蚀速率也增大;随着试验时间的增加,自然埋藏在卵石黄泥土中的X70钢的腐蚀速率逐渐减小,而宏电池阳极一直保持着相当高的腐蚀速率.     

冷轧带钢电解清洗极板腐蚀机理和原因

采用线性电位扫描法研究了碳钢在不同脱脂剂浓度下的阳极极化过程,进一步研究了碳钢在不同不同脱脂剂浓度条件下、不同电位下的恒电位、恒电流电解行为,在此基础上对生产现场进行了考察。电化学实验表明：碳钢阳极极化过程依次经历活化区、钝化区、过钝化区及极限区;活化区基体活化溶解电流小,不影响电极寿命;过钝化区电极表面开始发生析氧反应;极限区析氧反应达到极限,使基体腐蚀反应大量发生,电极寿命降低;脱脂剂浓度越低、阳极电位越高,电极表面基体溶解反应速率越大,相应电极使用寿命越短。实际生产中,极板表面由于电流分布不均使其局部电流超过极限电流导致局部腐蚀发生,而电解槽内极板安装精度、电极表面气泡无法逸出、极板表面污泥淤积等都均会影响电流分布。     

采用丝束电极技术研究液滴下Cu腐蚀行为

采用丝束电极方法结合电化学阻抗技术研究了Cu在0.6 mol/LNaCl液滴下的腐蚀行为。结果表明:液滴下Cu电极表面表现出明显的不均匀电流分布特征,开始时呈现中心阴极边缘阳极的分布,随腐蚀时间的延长电流分布会发生极性反转,呈现中心阳极边缘阴极的分布。对电极表面形貌及产物的分析结果表明,开始时液滴边缘区即有红棕色产物大量积累,而中心区氧化膜生成则较慢。随着腐蚀时间的延长,电极表面逐渐被红棕色氧化膜完全覆盖,中心区氧化膜开始破坏并生成绿色产物,其破坏程度强于边缘区。据此对液滴下Cu的腐蚀机理进行探究。     

杯突变形对热镀锌合金化镀层耐腐蚀性的影响

测试了不同变形量热镀锌合金化镀层在3.5wt%NaCl溶液中的腐蚀行为,并用SEM观察了镀层腐蚀前后的表面形貌。结果表明,在杯突变形初始阶段,阻抗值下降幅度较大,随后趋于平缓;当变形量为5 mm时,GA镀层表面的腐蚀电流达到最大值,腐蚀最严重。此时,浓差极化效应最弱,镀层表面裂纹缝隙内的各相和基体发生阳极反应,裂纹外部边缘镀层发生阴极反应。随着变形量的增加,阳极和阴极反应同时在裂纹内的各相和基体上进行。腐蚀产物粘附在裂纹内部,增大了溶液的扩散阻力,降低了腐蚀速率。     

硫酸盐还原菌对X70钢土壤宏电池腐蚀的影响

利用极化曲线、电化学阻抗、扫描电镜和表面能谱等方法,研究了硫酸盐还原菌对X70钢在土壤中宏电池腐蚀的影响.结果表明,接菌或灭菌粘土和砂土组成的宏电池,砂土中试样为宏电池的阴极,粘土中试样为阳极;随实验时间的增加,接菌及灭菌粘土中自然埋藏X70钢腐蚀速率逐渐减小,而砂土中宏电池阳极的腐蚀速率一直相当高;接菌土壤宏电池的电流和电动势比灭菌的大,接菌及灭菌粘土中阳极的腐蚀速率分别是自然腐蚀速率的4.93和2.45倍;在宏电池阴阳极面积比15∶1情况下,接菌及灭菌粘土中宏电池阳极的腐蚀速率分别为宏电池阴阳极面积比11时的5.01及2.33倍.     

H_2S/CO_2介质中P110钢表面的局部电偶腐蚀行为

通过模拟环境中的电偶电流的跟踪测试,研究了P110钢表面腐蚀产物膜层/金属基体所构成的电偶电流随温度、时间和面积比等因素的变化规律。结果表明,40℃时,有膜层覆盖的P110钢电极作为阳极发生垢下阳极溶解,而裸露电极作为阴极反应;在60℃时,偶接初始阶段,有膜层覆盖的P110钢电极先发生垢下阳极溶解,但很快偶接电极之间会出现电流反转,裸露电极由阴极变成阳极而被腐蚀;不同面积比的裸露电极/膜层覆盖电极偶接时,电偶电位相差不大,随着阳/阴极面积比的增大而负移,电偶电流密度绝对值则随阳/阴极面积比的增大而减小。随着时间延长,稳态条件下,裸露电极/膜层覆盖电极的电偶电流密度趋近为零;而在动态变化条件下,则很可能会形成小阳极大阴极的情况,从而会导致难以极化,最终出现腐蚀穿孔的危险。     

Q235碳钢在静止和流动条件下的腐蚀不均匀性研究

目的研究Q235碳钢在静止和流动条件下腐蚀程度和主要腐蚀区域的差异。方法使用丝束电极(WBE)技术和电化学阻抗谱(EIS)技术分别研究了WBE在静止和流动条件下的电流密度分布、电荷转移电阻以及腐蚀形貌的变化和差异,同时分析了电极的极性转换现象。结果流动条件下Q235碳钢的电荷转移电阻明显降低。在静止条件下,Q235碳钢表面阳极电流区域所占的最大比例为47%,且阳极电流峰集中出现在WBE的中间区域,而四周边缘处的阳极电流峰较少。在流动条件下,Q235碳钢表面的阳极电流区域所占的最大比例为58%,阳极电流峰随机分布在整个WBE表面,且电流分布区间明显变窄。浸泡在静止条件下的58~#电极和流动条件下的39~#电极发生了多次极性转换现象。结论 Q235碳钢在静止和流动条件下均发生了明显的不均匀腐蚀现象。流动条件加剧了Q235碳钢的腐蚀且降低了腐蚀不均匀性。静止条件下Q235碳钢的腐蚀区域集中在中间区域,流动条件下Q235碳钢的腐蚀区域随机分布在整个碳钢表面。静止和流动条件下的钢电极均发生了电流的极性转换现象。     

结合WBE与EIS技术研究环氧涂层下碳钢与铜合金在海水中的电偶腐蚀

目的 研究环氧涂层下碳钢与铜合金在海水中的电偶腐蚀行为及涂层整体和局部区域的劣化过程。方法 使用丝束电极（WBE）技术和电化学阻抗谱（EIS）技术研究丝束电极表面的电流密度分布和涂层阻抗谱演化,同时对比分析碳钢区域与铜合金区域涂层的阻抗谱特征。结果 阳极电流峰首先出现在碳钢局部区域,而电流密度较大的阴极电流峰主要集中出现在铜合金区域的边缘。当浸泡至122 h时,铜合金区域的涂层阻抗明显低于碳钢区域的涂层阻抗,且EIS响应出现了Warburg扩散阻抗特征。在浸泡456 h后,单根钢电极发生由阴极向阳极的极性转换。结论 涂层下碳钢与铜合金在海水中发生电偶腐蚀时,铜合金作为阴极被保护,但铜合金区域的涂层在阴极剥离的作用下加速劣化。在涂层劣化过程中,碳钢区域的涂层缺陷处成为腐蚀反应的阳极区,而主要的阴极区位于铜合金的边缘区域,这与溶解氧的“竞争效应”有关。由于涂层发生阴极剥离现象使得基底金属被腐蚀,从而导致涂层下单根钢电极的电流发生由阴极向阳极的极性转换。     

温度、Cl-浓度、Cr元素对N80钢CO2腐蚀电极过程的影响

利用电化学阻抗技术研究了温度、Cl^-浓度、Cr元素对N80钢CO2腐蚀电极过程的影响，结果表明，随着温度的升高，CO2腐蚀的阴极、阳极电极反应速率会明显增大，与此同时，温度的升高又容易使腐蚀产物膜在试样表面形成，对基体金属起到一定的保护作用，增加介质中的Cl^-浓度，会使阳极溶解速率先增加，后减小；阴极还原速率则缓慢减小；同时，Cl^-还会破坏腐蚀产物膜在试样表面的覆盖，N80钢加入Cr元素以后，CO2腐蚀阴极、阳极反应速率降低，材料具有一定的抗CO2腐蚀能力。     

局部碳酸钙沉积对N80碳钢腐蚀行为的影响

目的 研究局部碳酸钙沉积对N80碳钢腐蚀行为的影响,为解决碳酸钙沉积引发的腐蚀问题提供新思路.方法 采用恒电位阴极极化法诱导碳酸钙沉积.采用电化学阻抗谱、丝束电极、扫描电镜和能谱仪对N80碳钢的均匀腐蚀、局部腐蚀、电偶腐蚀、微观形貌和化学组成进行表征,揭示局部碳酸钙沉积对N80碳钢腐蚀行为的影响规律.结果 碳酸钙沉积会使电极的腐蚀电位正移约100 mV.相同条件下,碳酸钙覆盖电极的容抗弧直径远大于裸电极.随着浸泡时间的延长,裸电极的容抗弧直径不断增大,而碳酸钙覆盖电极的容抗弧先增大后减小.电偶测试中,碳酸钙覆盖电极作为阴极,裸电极作为阳极,在168 h内,二者没有发生极性反转,电偶电流密度最终稳定在–0.4μA/cm2左右.WBE结果显示,浸泡开始时,碳酸钙覆盖区域的电位较高且均为阴极电流,24 h后,该区域逐渐出现阳极点.浸泡72 h后,电位最负的位置开始向碳酸钙覆盖区域转移.微观分析结果表明,碳酸钙覆盖电极表面有一层完整且致密的腐蚀产物膜,可能对基体起到了一定的保护作用.去除腐蚀产物后,基体存在明显的点蚀坑.结论 局部沉积的碳酸钙虽然对基体有一定的保护作用,但会导致电偶腐蚀的发生.随着浸泡时间的延长,覆盖碳酸钙的区域会由于氧浓差电池和酸化自催化效应发生局部腐蚀.     

AH32长尺试样在模拟海洋潮差区腐蚀行为的电偶电流研究

利用自制的模拟实验装置模拟实海潮差,监测了在模拟潮差区内AH32长尺试样的电偶电流和电极电位变化情况。结果表明,由于供氧差异形成的宏电池作用,AH32长尺试样在潮差区和全浸区内的电极电位分布不均衡,引发了内部的电偶电流,其实质为阴、阳极反应产生的净电流。在潮差区内,AH32长尺试样不同部位的电偶电流随潮位运动发生周期性变化;当潮位最高时,所有部位的电偶电流均处于极大值状态,且中间潮位部位的电偶电流最大,由此所引起的阳极电流也最大。根据电偶电流的变化计算出的干燥、润湿和浸没状态的时间分布表明,AH32长尺试样在潮位区不同部位的腐蚀量取决于润湿和浸没时间在该部位的分配。各部位在浸没态时存在宏电池作用,产生电偶电流。而在润湿态下,由于薄液膜的溶液电阻很大,导致宏电池驱动电位几乎等于在薄液膜上的电压降,因此宏电池作用极弱,且不产生电偶电流。润湿时间和润湿电量的关系显示,潮位运动中AH32长尺试样的最大润湿时间出现在平均中潮位以上的部位,表明因润湿引起的该部位的腐蚀失重最大。结合由浸没态引起的平均中潮位腐蚀失重最大的结果可以确定,在潮水涨落过程中AH32长尺试样的最大腐蚀失重量应出现在平均中潮位偏上的部位,这与腐蚀速率的测量结果一致。     

阵列电极(WBE)联合线性极化技术(LP)研究海水-大气界面区碳钢的腐蚀行为

金属在海水-大气界面的水线腐蚀严重,腐蚀机理复杂,具有重要的科学研究价值。通过阵列电极(WBE)测试技术捕获部分浸泡于海水中的碳钢阵列电极的阴阳极分布规律;通过线性极化技术(LP)测试获得垂直于海水-大气界面的碳钢阵列电极列的腐蚀电流与腐蚀电位;通过电化学阻抗谱(EIS)与腐蚀形貌观察法相结合的方法探讨了垂直于海水-大气界面的碳钢阵列电极列的腐蚀机理差异。结果表明:垂直于海水-大气界面的碳钢分别在水线区域和近海水-大气界面的海水区域存在两个腐蚀峰,腐蚀峰的腐蚀电流是其他区域的3~10倍;大气中的腐蚀电位高于海水中,处于海水中的碳钢腐蚀电位随浸泡时间逐渐升高而处于大气中的腐蚀电位逐渐下降;海水中碳钢的腐蚀产物疏松、附着力差,在大气中则腐蚀产物致密、附着力强;海水-大气界面区碳钢的腐蚀是由电位差、溶解氧浓度、腐蚀产物等多因素控制的。     

低合金钢在海水中氧浓差腐蚀的研究

本文采用氧浓差电池模拟实验方法,测定了一百多种低合金钢的氧浓差腐蚀电流值,并与碳钢作比较把低合金钢耐局部腐蚀的性能分为三类:好的、较好的、差的。讨论了氧浓差电流与低合金钢添加元素之间的关系。