Ti-6Al-4V在溴化锂溶液中的初期空化腐蚀研究

利用扫描电镜、粗糙度轮廓仪、三维视频显微镜和电化学测试技术研究了Ti-6Al-4V合金在溴化锂溶液中空化腐蚀的破坏过程及腐蚀和空化的协同作用。从粗糙度、平均空化腐蚀深度和微观形貌随时间的变化观察到Ti-6Al-4V合金空化腐蚀破坏的3个阶段:线性增长的初始阶段;增长速率降低的过渡阶段;粗糙度基本不变的稳定阶段。Ti-6Al-4V合金的低强度α相吸收空泡溃灭产生的冲击能优先发生塑性变形,材料表面变形不均匀,在空化作用下α相局部区域表面钝化膜破裂并暴露出钛合金基体,由于α相电位低于β相,形成小阳极大阴极,同时腐蚀物和腐蚀产物在空化的搅拌作用下能够及时扩散,加速了腐蚀溶解,产生的腐蚀坑又导致局部内应力更加集中而加强力学因素,表面凹凸程度增加。空化力学和电化学腐蚀的共同作用使腐蚀坑继续发展并促进了新腐蚀坑的生成,腐蚀坑周边的β相发生脱落,从而导致表面凹凸程度降低。初期阶段,电化学腐蚀促进了空化作用。     

某焦化厂煤调湿蒸汽回转干燥机管束失效分析

某焦化厂煤调湿蒸汽回转干燥机管束在运行过程中发生开裂.采用化学成分分析、金相显微镜、扫描电子显微镜以及EDS能谱等手段对失效钢管进行取样分析.根据宏观和微观断口形貌、显微组织、钢管的腐蚀坑及力学性能测试结果,确定了钢管失效原因为应力腐蚀开裂.裂纹起源于钢管表面的点蚀坑,应力来自于钢管承受冷热交替时产生的热应力.     

焊后热处理对CLAM钢焊接接头耐液态铅铋合金空泡腐蚀性能的影响

加速器驱动次临界系统的冷却剂液态铅铋共晶合金在循环管道中高速流动时会对主泵叶轮及第一壁包层材料造成空泡腐蚀.焊接接头是整个循环管道中的薄弱环节,但合理的焊后热处理是提高循环管道中焊缝区域性能最有效的方法.自主设计一套装置用于金属溶液空泡腐蚀试验.对各组试样不同时间空泡腐蚀后的表面形貌、粗糙度、空蚀坑平均深度进行分析,再结合焊后热处理后的焊缝微观组织及力学性能,对空泡腐蚀行为及耐空蚀性能提高机制进行分析.结果表明,调质后焊缝耐空蚀性能最好;760℃回火后耐空蚀性能也比较好;710℃与810℃回火后耐空蚀性能稍差;未焊后热处理焊缝耐空蚀性能最差.     

模拟近海大气环境下结构钢锈蚀表面特征随机模型

对16块Q235B钢板进行了模拟近海大气环境加速腐蚀实验,利用非接触式表面形貌测试方法与自编程序对其表面形貌与特征参数进行采集与分析,明确锈蚀深度、锈坑深度、锈坑径深比分布特征,揭示其均值、方差等统计参数及锈坑形状的变化规律.研究表明,模拟近海大气环境下结构钢腐蚀过程大致经历疮痂、鼓包、剥落3个阶段,疮痂和鼓包阶段以点蚀为主,剥落阶段则表现出全面腐蚀特征;锈蚀深度服从正态分布,锈坑深度和径深比服从对数正态分布;随着腐蚀程度的增大,锈蚀深度均值、标准差与功率谱密度峰值以及锈坑深度对数均值均逐渐增大,锈坑径深比对数均值逐渐减小;各龄期内圆锥体锈坑占比最高,锈坑形状由圆柱或半球体逐渐向圆锥体转变.最后基于锈蚀深度和锈坑参数统计规律,建立了锈蚀深度随机场模型(SFCD)和锈坑随机分布模型(RDCP),实现了模拟近海大气环境锈蚀钢材表面形貌重建.     

局部腐蚀引起电感探针数据的失真

为探讨局部腐蚀对探针读数的影响,采用扫描电镜、金相显微镜、能谱等表征方法对20号碳钢探针的失效进行了研究。宏观和微观形貌表明,探针表面随机分布着大小不均的腐蚀坑;金相结果表明,探针材质合格,晶体组织均匀;能谱分析表明,腐蚀坑内存在氯离子和硫元素的局部聚集现象。不均匀的覆盖物在探针表面的形成,以及在电位差及腐蚀介质的影响下,探针表面发生了局部电化学腐蚀,较多腐蚀坑的出现引起了感应电阻信号的跳动,产生了数据的失真。     

图像分维对腐蚀坑分布特征的表征

采用图像分维探讨了腐蚀图像特征与表面腐蚀坑分布特征的关系.统计碳钢土壤腐蚀试片表面测量数据表明,蚀坑直径和深度分布在一定尺度范围内遵循幂函数方程,即蚀坑直径或深度与相应出现概率(个数)在双对数坐标存在线性区,其线性区斜率代表坑直径或深度的分布分维,反映腐蚀表面的粗糙程度.同时,根据盒计数法原理提出计算图像二维和三维分维的方法.大量实验数据证实,腐蚀图像二维和三维分维分别与坑直径和坑深度分布分维线性相关,并在数值上近似相等.这为根据腐蚀图像特征确定腐蚀表面坑分布规律提供了简便快捷的方法.     

16Mn钢油气集输管线弯管失效分析

用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析方法对油气井集输用16Mn钢弯管失效件的显微组织、宏观形貌和产物组成进行了分析.结果表明,输送介质中的CO2腐蚀引起弯管内壁变形处出现腐蚀坑,并在输送压力和油、气、固多相流的冲刷作用下使弯管顶端内表面产生应力腐蚀,从而导致弯管发生破裂.     

南海某油田油管腐蚀失效原因分析

南海某油田油管多次发生腐蚀穿孔,本文通过失效部位宏观分析、微观分析、理化检验和腐蚀产物分析对腐蚀机理进行研究.结果表明,该油管物理化学性能均符合标准,腐蚀失效的主要原因是二氧化碳腐蚀,碳钢耐二氧化碳腐蚀差,建议更换含Cr管材.     

一般大气环境下锈蚀结构钢表面特征与随机模型

对处于大气腐蚀环境中的结构钢开展了6批次人工加速腐蚀实验和为期8 a的自然暴露实验,利用表面形貌测试方法和腐蚀表征参数自编分析程序对锈蚀结构钢表面特征参数及演变规律进行研究,明确锈蚀深度、锈坑深度、锈坑径深比分布特征,揭示其均值、方差等统计参数及锈坑形状的变化规律。研究表明,一般大气环境下结构钢锈蚀深度服从正态分布,锈坑深度与径深比服从对数正态分布;随着腐蚀程度的增大,锈蚀深度均值、标准差与功率谱密度峰值以及锈坑深度对数均值均逐渐增大,锈坑径深比对数均值逐渐减小;锈坑形状由圆柱或半球体逐渐向圆锥体转变。最后基于锈蚀深度参数和锈坑参数统计分析结果,考虑各表征参数的变化规律与内在联系,建立了锈蚀深度随机场模型与锈坑随机分布模型,实现了一般大气环境锈蚀钢材表面特征的准确模拟与重建。     

0.1%NaHSO_3盐雾条件下T91钢的腐蚀行为

在NaHSO_3溶液中进行盐雾实验,利用腐蚀失重、宏观形貌和微观形貌观察等方法研究了T91钢盐雾腐蚀过程中的腐蚀行为。结果表明,在100 h盐雾腐蚀过程中,T91钢腐蚀产物逐步增加,其覆盖比例、完整度和致密性都逐渐提高,并最终覆盖样品表面。腐蚀产物的主要成分为FeOOH、Fe_2O_3·3H_2O和Cr_2O_3,并含有少量硫化物。T91钢腐蚀过程可以表述为:样品表面先产生了零星的局部腐蚀,而后局部腐蚀逐渐长大并相互连接形成大腐蚀坑,大腐蚀坑逐步发展形成更大范围的腐蚀。