交流电对X80钢腐蚀行为影响研究

目的 明确交流电对X80钢的腐蚀电化学动力学参数、腐蚀发展历程和腐蚀速率的影响规律。方法 利用交流电流密度作用下X80钢试样的动电位极化测试,分析交流电对X80钢腐蚀电化学动力学参数的影响。搭建室内腐蚀质量损失模拟试验,并对试验过程中试样的阴极保护和交流干扰参数进行监测,分析交流电对X80钢试样腐蚀速率、扩散电阻和直流电流密度的影响规律。利用拉曼光谱测试和微观形貌相结合的方法,对交流电作用下X80钢试样的腐蚀形貌和腐蚀产物成分变化过程进行分析。结果 交流电使X80钢的自腐蚀电位负向偏移,交流电流密度小于100A/m²时,负移幅度随交流电流密度的增加而明显增大;交流电流密度大于100A/m²时,腐蚀电位则整体接近。自腐蚀电流密度呈现同样的规律,阴极和阳极塔菲尔斜率无明显变化。试样极化电位从–0.428 V（vs. SCE）负移至–0.928 V时,面积为6.5、1.0 cm²试样的扩散电阻分别从约0.063、0.048?·m²减小至0.051、0.036?·m²。交流电流密度从0...     

X80管线钢土壤模拟溶液腐蚀行为

采用土壤模拟溶液的试验方法结合电化学试验,对不同轧制工艺的X80管线钢在土壤环境中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,不同轧制工艺条件下X80管线钢的显微组织不同,显微组织影响X80管线钢的耐腐蚀性能,弥散分布的M-A岛易于导致微电池腐蚀而降低管线钢的耐腐蚀性能,腐蚀时间为30 d和72 d时X80管线钢的耐腐蚀性能的变化规律基本一致;土壤模拟溶液腐蚀试验失重法的试验结果与电化学试验结果基本吻合。     

离子渗氮对 X80 管线钢在碱性土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

目的对X80管线钢表面进行离子渗氮处理,研究其渗氮层在库尔勒土壤模拟溶液中浸泡30,60,90 d的腐蚀性能及规律。方法通过动电位极化和交流阻抗谱分析X80管线钢渗氮层对腐蚀性能的影响,采用SEM,XRD和EDS技术对腐蚀产物膜的表面形貌和组成成分进行分析测试。结果随着腐蚀时间的增加,渗氮X80钢的自腐蚀电流密度减小到1.33μA/cm2,自腐蚀电位增加至-225 m V,腐蚀速率显著减小;腐蚀产物主要为Fe2O3,Fe O(OH),Fe(OH)3和Fe3O4。结论浸泡相同时间,离子渗氮试样的自腐蚀电位更正,自腐蚀电流密度降低1个数量级,电荷转移电阻增大2个数量级,比原始X80管线钢更耐蚀。     

稀土Ce对X80钢土壤模拟溶液腐蚀行为的影响

采用失重分析、SEM、XRD、极化曲线和EIS等分析手段,研究了稀土Ce对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:稀土Ce能提高X80钢的耐蚀性,降低腐蚀速率,使未脱落区锈层的FeOOH和Fe3O4变致密,增强对基体的保护作用,微观腐蚀形貌以均匀腐蚀为主。随着Ce含量的增加,Icorr减小,腐蚀阻力增大,Ce的最适宜含量是0.0093%。腐蚀过程中可观察到锈层的破裂,导致腐蚀阻力发生变化。     

库尔勒土壤中阴离子对X80管线钢腐蚀行为的影响

采用浸泡、极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了库尔勒土壤模拟溶液中HCO3-,Cl-及SO42-等阴离子对X80钢腐蚀行为的影响。结果表明,在HCO3-溶液中分别加入Cl-,SO42-后,X80钢的腐蚀速率明显增大,且Cl-比SO42-对X80钢腐蚀速率的促进作用更强;在HCO3-溶液中同时加入Cl-和SO42-后,两种离子对腐蚀速率的促进作用大于Cl-或SO42-单独时的作用,但低于两者单独添加时促进作用的加和。     

酸性土壤中的模拟滞留液溶液对X80钢腐蚀行为的影响

采用矩形剥离缝隙模型,原位测量了酸性鹰潭土壤模拟溶液中的剥离区滞留液的成分变化,选配了剥离体系腐蚀前期和后期的模拟滞留液溶液,并通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱和微观形貌分析对其腐蚀性进行评价。结果表明,剥离体系腐蚀后期滞留液的Cl-,Na+,K+含量升高,溶解氧含量减少、pH降低,其腐蚀电流密度升高,电荷转移电阻Rct减小,保护性腐蚀产物膜受到破坏,点蚀程度明显加重。相较本体溶液和前期滞留液,后期滞留液的腐性更严重。     

SRB 对 X70 钢在土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用失重法、SEM、EDS微观分析方法和电化学阻抗技术研究了X70钢在有/无SRB的侵蚀性土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明,在无菌介质中,X70钢表面生成不具有保护性的腐蚀产物,其腐蚀速率随浸泡时间的延长而增大;在有菌介质中,钢表面形成致密的生物膜,对界面传质有一定的阻碍作用,从而减轻X70钢的腐蚀。腐蚀产物的吸附及S含量随浸泡时间的延长而增加,使得腐蚀产物膜疏松易脱落,促进了基体的腐蚀。无菌介质中腐蚀产物内层的稳定性与腐蚀产物的沉积及分布有关;而在有菌介质中,多孔的胞外聚合物对活化过程中的质量传输过程有一定阻碍作用。     

X100管线钢在酸性土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为

采用慢拉伸(SSRT)、动电位极化和SEM观察等方法,研究了在不同的阴极保护电位条件下X100钢在酸性土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为.结果表明,X100钢发生穿晶裂纹的应力腐蚀,裂纹的萌生和发展与阴极保护电位有关.完全阳极过程控制时,X100钢无裂纹出现,但出现晶间腐蚀;在混合过程控制时,应力腐蚀敏感性较低,裂纹发展缓慢;在完全阴极过程控制时,氢脆机制起主要作用,裂纹扩展迅速.     

X80管线钢在含硫原油中的顶部腐蚀行为

通过腐蚀挂片试验及扫描电子显微镜研究了X80管线钢在含硫原油中、不同硫含量和温差条件下管道顶部的腐蚀行为。研究表明:随着原油溶液中硫离子含量的增加,X80管线钢顶部腐蚀速率先增大后减小;温差为20~70℃时,随温差的增大,腐蚀速率先增大后减小,温差40℃时达到峰值;管道顶部发生了均匀腐蚀,产生致密的FeS2薄层,但在温差较小、水蒸气的冷凝速率较高的情况下,管道顶部表层会生成较厚且多孔的外层膜。     

X65管线钢在模拟土壤中的腐蚀行为

以华南某地酸性土壤为参考土壤体系,采用硅藻土模拟土壤实验室加速腐蚀法,应用X射线衍射仪、扫描电镜、电化学工作站等系统研究了X65管线钢在模拟土壤腐蚀环境介质中埋地腐蚀不同周期的腐蚀行为。结果表明:在该模拟土壤环境中X65管线钢表面腐蚀形貌由不均匀的点蚀发展为较为均匀的全面腐蚀,电化学极化曲线表现为阳极活化控制,自腐蚀电位出现正移,腐蚀产物主要由α-FeOOH、Fe_3O_4、Fe_2O_3等组成。     

交流杂散电流对X80管线钢腐蚀行为的影响

采用失重法研究了不同电流密度(0～200 A/m2)的交流杂散电流对X80管线钢腐蚀的影响,并且采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)观察分析X80管线钢腐蚀后基底的微观形貌以及腐蚀产物的表面形貌、结构组成和物相成分.结果表明,随着交流杂散电流密度的增加,X80钢的腐蚀速率先是缓慢增大,随后快速增大,最后增大趋势减缓,并不会无限制增大.腐蚀产物分为两层,外层是红棕色的Fe2 O3和棕黄色的FeOOH混杂在一起的疏松多孔的结构,内层是黑色的Fe3O4形成的致密结构.低电流密度时,腐蚀形式主要是均匀腐蚀;高电流密度时,腐蚀形式转变为局部腐蚀.     

X80钢在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀行为

目的揭示X80钢在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀行为与规律。方法采用失重实验和电化学测试分析腐蚀速率与阴阳极电化学过程的变化规律,利用金相分析观察母材和焊缝的组织特征,通过SEM、EDS、XRD等微观分析手段观察腐蚀产物形貌、元素含量与物相组成,从而研究干湿交替与水饱和土壤环境对X80钢腐蚀行为的影响。结果 X80钢在干湿交替环境下的腐蚀速率是水饱和下的2～3倍,其在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀产物物相均由Fe3O4、FeOOH、FeS所构成。X80钢在干湿交替环境下,表面的腐蚀产物膜出现大量凹坑与裂隙,使O2在试样表面分布不均,形成氧浓差电池,并且该凹坑与裂隙有利于腐蚀性离子进入,加剧局部腐蚀。在同一环境下,由于焊接接头各区域组织差异引起的微电偶腐蚀,X80钢焊缝的腐蚀速率明显高于母材。结论干湿交替环境与土壤中大量存在的Cl-显著加速了X80钢母材及焊缝的局部腐蚀,且X80焊缝耐蚀性明显低于母材,其腐蚀机理均为氧浓差电池和局部腐蚀自催化效应共同作用,腐蚀形态也由以全面腐蚀为主(水饱和环境)转变为以点蚀+溃疡状腐蚀为主(干湿交替环境)。     

交流干扰下不同组织X100钢在格尔木土壤模拟溶液中的腐蚀行为

目的 使用不同组织X100钢模拟焊接接头,探究在格尔木土壤模拟环境下,交流干扰对X100管线钢焊接接头腐蚀行为的影响规律。方法 采用动电位极化曲线、恒电位极化曲线、浸泡实验及表面分析技术,对X100管线钢焊接接头的腐蚀行为进行系统研究。结果 动电位极化曲线表明,随着交流电流密度的增加,不同组织X100钢腐蚀电流密度呈增加的趋势,阴极由耗氧反应控制转变为由析氢反应主导。在交流干扰下,腐蚀速率V退火>V热轧>V正火,恒电位极化测试中,退火组织受到交流干扰的影响更为明显。不同组织X100钢腐蚀形态以局部腐蚀为主,且有不同程度的点蚀发生。退火组织的腐蚀坑数量多,尺寸大而深,点蚀多分布在珠光体与铁素体的晶界处,少数分布在珠光体内部;正火组织点蚀数量最少,尺寸最小;热轧组织中粒状贝氏体较多且呈弥散分布,有较多的小点蚀分布在粒状贝氏体聚集的区域。结论 不同组织X100管线钢因微观结构不同而导致其耐蚀性有所差异。交流干扰下,由于珠光体与铁素体组织形成的微电偶腐蚀较为严重,从而导致退火组织的耐腐蚀性最差;正火组织中M/A岛呈针状分布,粒状贝氏体相对较少,耐腐蚀性最好;热轧组织的耐蚀性居于退火组织与正火组织两者之间。     

漏磁场对鹰潭土壤模拟液中管线钢交流腐蚀行为的影响

目的 探究管体磁化产生的磁场对油气管道交流杂散电流腐蚀行为的影响。方法 采用自行设计试验装置模拟管道真实漏磁场,以开路电位、高频电位测量、动电位极化、电化学阻抗谱、表面分析技术及失重法,研究了鹰潭土壤模拟液中磁化和未磁化的X52管线钢试样交流腐蚀行为的差异。结果 磁化管体的磁场使交流腐蚀电位先负移后正移,交流幅值电位增大,极化电流增加,反应界面电容减小,法拉第电阻增大,交流平均腐蚀速率增大,对腐蚀产物形貌有一定影响,但对腐蚀形貌基本无影响。磁场作用机理分析表明,磁场产生的洛伦磁力驱动反应界面附近腐蚀介质运动而增加反应粒子的扩散速率及减小界面扩散层厚度,从而增大交流腐蚀速率。磁场梯度力在一定程度上抑制了阳极反应,促进了阴极反应。结论 漏磁场使管线钢交流杂散电流腐蚀速率大幅提升,但是不改变其均匀腐蚀的形貌,应提高开展过漏磁内检测的油气管道交流杂散电流评价标准。     

SO_4~(2-)对X80管线钢在酸性红壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)及三维视频显微镜技术研究了在酸性红壤模拟溶液中SO_4~(2-)对X80管线钢腐蚀行为的影响。结果表明:随着酸性红壤模拟液中SO_4~(2-)含量的增加,X80钢的腐蚀呈现出先减缓后明显加剧的趋势;在含5%(质量分数,下同)SO_4~(2-)的模拟溶液中,X80钢的腐蚀失重量最低、腐蚀电流密度最小。结合EIS分析表明:SO_4~(2-)的含量会影响X80钢的腐蚀行为,1%~5%SO_4~(2-)会阻碍Cl-在电极表面的吸附,减缓腐蚀;高含量的SO_4~(2-)会破坏电极表面膜的形成,使腐蚀加速。     

X80管线钢在鄯善土壤模拟溶液中的腐蚀行为

本文采用失重法、电化学测试、SEM、EDS等方法,研究了X80管线钢在鄯善土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明:X80钢在3个测试点模拟土壤溶液中以全面腐蚀为主,局部位置发生点蚀;其在不同模拟溶液中的腐蚀速率大小依次为:AN000>AN065>AN016;随着浸泡时间的增加,Ca2+吸附在X80钢表面并形成Ca的产物层,有效地减缓了X80钢在AN016模拟溶液中的腐蚀。在含盐量较高的土壤环境中,富集在钢基表面的结晶盐对钢的腐蚀具有一定的减缓作用。     

X80管线钢在东南酸性土壤环境中的电化学腐蚀特征研究

采用电化学测试、扫描电镜观察、表而能谱分析及X射线衍射等方法,研究了原始态与退火处理态的X80管线钢在东南酸性土壤模拟溶液中的电化学腐蚀特征与机理,分析了热处理工艺和腐蚀时间等因素对X80钢极化曲线的影响.结果表明,退火态X80钢耐蚀性低于原始态,这主要与X80钢组织因热处理发生改变有关;随着浸泡时间的延长,原始态与退火态的X80钢在东南酸性土壤模拟溶液中腐蚀趋势均减小,而腐蚀速率先增大后减小;其阴极过程受析氢腐蚀和吸氧腐蚀联合控制;腐蚀产生的锈层主要由FeOOH(表层)和Fe_3O_4(内层)组成,而腐蚀产物膜的完整性和致密性影响了X80钢表面的腐蚀过程,使管线钢表面的腐蚀破坏程度增加.研究还发现,氯离子含量是影响腐蚀的主导因素.