Effect of Environmental Factors on Electrochemical Behavior of X70 Pipeline Steel in Simulated Solution

 Potentiodynamic polarization measurement was used to investigate effects of temperature, dissolved oxygen concentration and pH on the electrochemical behavior of X70 pipeline steel in simulated solution according to the orthogonal testing method. The results showed that temperature, dissolved oxygen concentration and pH had great influence on corrosion current density (icorr) of X70 steel. Corrosion current density of X70 steel was most influenced by dissolved oxygen concentration in simulated solution. The corrosion degree of X70 steel was least under the environment of low temperature, deficit oxygen and weak acid.     

溶解氧对X80管线钢腐蚀行为的影响及其机制

通过交流阻抗技术、动电位极化技术以及X射线衍射仪,研究了溶解氧含量对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中电化学行为的影响。结果表明:随着溶解氧含量的不断降低,腐蚀电流密度明显减小,金属腐蚀速率显著下降。这是因为溶解氧含量的不同会导致试样腐蚀产物差异,从而造成了试样在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀速率的变化。当溶解氧含量降到0.35mg/L时,金属电极表面生成了一层以FeCO3为主的腐蚀产物膜,FeCO3明显抑制了腐蚀反应的进行,产物膜对X80钢起到保护作用,此时试样腐蚀现象最不明显。     

Effect of solution pH,Cl~- concentration and temperature on electrochemical behavior of PH13-8Mo steel in acidic environments

The effect of solution pH,Cl~- concentration and temperature on the electrochemical corrosion behavior of PH13-8Mo steel in acidic solution was investigated by using the electrochemical tests,scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy.The PH13-8Mo martensitic precipitation hardened stainless steel is in the passivity state when the pH value is above 3.0,below which the anodic polarization curves of the steel are actively dissolved.The corrosion current density gradually decreases with increasing the solution pH and decreasing Cl~- concentration and solution temperature.Pits are initiated on the sample surface in the presence of the Cl~- and gradually developed into uniform corrosion with increasing the Cl~- concentrations.Moreover,the corrosion is more serious with an increase in solution temperature.     

压水堆一回路主管道316 L不锈钢的电化学腐蚀行为

通过中心复合设计试验法设计试验,结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱的测量以及氧化膜形貌观察和成分测量,研究了温度(30~350℃)、Cl-质量浓度(10~1000 μg·L-1)和溶解氧质量浓度(0~200 μg·L-1)3种因素对压水堆一回路主管道316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响.结果表明:温度是影响316L不锈钢电化学腐蚀性能最显著的因素,温度越高,腐蚀电流密度越大,点蚀电位越低;Cl-浓度和溶解氧浓度对316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响与温度密切相关,温度较低时(T < 150℃),Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L腐蚀电流密度几乎无影响,但点蚀电位却随Cl-浓度增加和溶解氧浓度的降低而降低;温度较高时,分别为T > 130℃和T > 150℃,Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L点蚀电位几乎无影响,但腐蚀电流密度却随Cl-和溶解氧的浓度增加而显著增加,腐蚀加剧.电化学阻抗谱的测量和氧化膜形貌的观察也进一步验证了上述试验结果.      

钙离子的浓度对X80钢腐蚀行为的影响

采用失重法、电化学测试、扫描电镜、X射线衍射等方法研究了钙离子浓度对X80钢在哈密土壤模拟溶液中的腐蚀行为影响.在60d浸泡期内,X80钢在不同钙离子浓度模拟溶液中的腐蚀形态均为全面腐蚀,腐蚀产物都为B-FeOOH;X80钢在模拟溶液中的腐蚀速率随钙离子浓度的降低而呈逐渐增大的趋势.在180d浸泡期内,在钙离子浓度为63.5mmol·L-1的模拟溶液中,钙盐随时间的增加在X80钢基体表面不断结晶析出;钙盐层有效阻碍了溶解氧的迁移,并促进其覆盖区域下形成氧浓差电池,最终导致基体表面点蚀的萌生.同时,在内层腐蚀产物表面连续析出的钙盐层的致密性也随时间不断得到改善,在一定程度上起到了抑制氯离子和溶解氧对基体的侵蚀作用,X80钢的全面腐蚀逐渐减缓.      

温度和硫酸盐还原菌（SRB）协同作用下X80钢的腐蚀行为

摘要：通过利用线性极化曲线,交流阻抗技术（EIS）,并结合使用扫描电子显微镜观察研究了不同温度下SRB对X80管线钢在大港土壤模拟溶液中的腐蚀行为的影响,实验结果表明：SRB会加剧X80管线钢在大港土壤溶液中的腐蚀,当SRB活性受不同温度影响时,其对X80管线钢腐蚀行为产生不同影响。当外界环境温度为30℃时,SRB活性较强,生物膜中细胞密度高,其致密性增加,加速了金属的电化学腐蚀速率。当外界环境温度为50℃时,SRB的活性较低,在金属表面形成的生物膜致密性较差,此时在含SRB模拟溶液与无菌模拟溶液中,X80管线钢所呈现出的电化学腐蚀速率基本一致,且小于30℃时含SRB模拟溶液中的腐蚀速率。     

交流杂散电流对剥离涂层下X80钢腐蚀行为研究

交流杂散电流严重威胁埋地管道的腐蚀,尤其是管道涂层出现破损时交流杂散电流的影响更为严重和复杂.为此,采用电化学方法、阵列电极技术(WBE)、扫描电镜(SEM)以及X射线能谱分析(EDS)等研究了不同交流杂散电流密度对剥离涂层下X80管线钢腐蚀行为的影响.结果表明:交流杂散电流对X80钢在土壤模拟溶液中的腐蚀起促进作用,...     

Influence of Inclusion on Corrosion Behavior of E36 Grade Low-alloy Steel in Cargo Oil Tank Bottom Plate Environment

Corrosion behavior of low-alloy steel was investigated in simulated cargo oil tank （COT） bottom plate service environment （10% NaCl solution, pH = 0.85）. The corrosion behavior of inclusion was studied by in-situ scanning electron microscopy （SEM） and energy dispersive spectroscopy （EDS）. It was found that pitting corrosion was inclined to occur around the place where inclusions exist. After initial corrosion, an area of 10-20μm in diameter was formed as a cireinate cathode around the edge of inclusion. MnS inclusion dissolved in the simulated COT corrosion solution before low-alloy steel matrix, and pitting was formed at the place where MnS dissolved. TiO2 inclusion dissolved in the simulated COT corrosion solution after low alloy steel matrix, and pitting was formed at the place where steel matrix dissolved. The corrosion tended to occur at the area where the curvature radius of inclusion is smaller. The size of round TiO2 inclusions had little influence on corrosion behavior in this certain environment.     

库尔勒土壤环境中X70管线钢剥离涂层下的腐蚀特征

利用矩形剥离缝隙模型研究了库尔勒土壤模拟溶液中X70管线钢剥离涂层下的滞留液化学特征以及X70钢腐蚀特征.随着浸泡时间的延长,缝内滞留液的p H值逐渐下降直至稳定.Cl-在缝内滞留液中有不同程度的聚集,其中在缝隙底部的质量浓度最高.SO₄2-的质量浓度在腐蚀初期表现为随距离增加而降低,到腐蚀后期表现为随距离增加而升高.HCO₃-和NO₃-的质量浓度从漏点至缝底有小幅降低.阳离子的质量浓度变化不明显.缝内X70钢的腐蚀形貌表现为明显的点蚀,且随距漏点距离的增加,点蚀越严重.      

应变速率对管线钢在碱性溶液中应力腐蚀行为的影响

主要研究了不同应变速率对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响.采用慢应变速率拉伸实验(SSRT)研究了不同应变速率下X70管线钢在模拟溶液中应力腐蚀开裂行为,并利用扫描电镜分析了不同应变速率下的断面形貌.结果表明,应变速率(特别是局部应变速率)对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀行为有重要影响,应变速率在5×10-7～5×10-6s-1之间有较强的应力腐蚀开裂敏感性,在裂纹扩展不同阶段氢和阳极溶解交互作用相对贡献大小不同.     

304不锈钢在模拟压水堆一回路水中高温电化学腐蚀行为

通过模拟压水堆一回路水环境,研究了氯离子浓度和溶解氧对304不锈钢高温电化学腐蚀行为的影响.动电位极化曲线结果表明,氯离子浓度主要影响高电位下的二次钝化效应,低电位下影响效果不明显,结合X射线光电子能谱对氧化膜元素成分的分析发现二次钝化效应与氧化膜中Fe/Cr元素含量比密切相关.电化学阻抗谱和扫描电镜结果表明,随着氯离子浓度增加,氧化膜阻抗逐渐降低,表面外层氧化物颗粒和间隙逐渐增大,耐腐蚀性能降低.随着溶解氧含量的升高,304自腐蚀电位逐渐升高,钝化电流密度降低,钝化区间缩小,表面氧化膜阻抗逐渐增加.      

交流干扰下X100管线钢及其热影响区在库尔勒土壤模拟液中的腐蚀行为

通过Gleeble热模拟实验机模拟了X100管线钢的粗晶热影响区（CGHAZ）及再热临界粗晶热影响区（ICCGHAZ）微观组织。采用电化学测试、浸泡实验及表面分析技术研究了交流干扰下X100管线钢母材、CGHAZ及ICCGHAZ在库尔勒土壤溶液中的腐蚀行为。结果表明:交流干扰下X100管线钢母材、CGHAZ及ICCGHAZ都表现为活性溶解，平均腐蚀速率随交流电流密度的增大而增加。交流干扰造成的极化电位振荡幅值及微观组织对X100管线钢母材、CGHAZ及ICCGHAZ的平均腐蚀速率和腐蚀形貌有着重要影响。在5 mA·cm?2交流电流密度干扰下，母材的腐蚀电位最负、平均腐蚀速率最大，ICCGHAZ的腐蚀电位最正、平均腐蚀速率最小，CGHAZ的腐蚀电位及平均腐蚀速率都居中；在20 mA·cm?2及50 mA·cm?2交流电流密度干扰下，ICCGHAZ腐蚀电位最负、平均腐蚀速率最大，母材的腐蚀电位最正、平均腐蚀速率最小，CGHAZ的腐蚀电位及平均腐蚀速率都仍居中。在20 mA·cm?2交流电流密度交流干扰下，X100管线钢发生局部腐蚀，CGHAZ、ICCGHAZ发生明显的晶界腐蚀，GCHAZ晶界腐蚀形貌呈缝隙状、ICCGHAZ晶界腐蚀形貌为连续孔洞。      

静水压与溶解氧耦合作用对低合金高强钢腐蚀电化学行为的影响

采用动电位极化测试和扫描电子显微镜/能谱仪表征, 通过理想动电位极化曲线分析方法和微观腐蚀形貌观察研究了静水压与溶解氧耦合作用对低合金高强钢在质量分数为3.5% NaCl溶液中腐蚀电化学行为的影响. 结果表明: 随着静水压和溶解氧溶度的同时增大, 腐蚀电位先增高而后逐渐降低, 腐蚀电流呈非线性增长; 静水压与溶解氧在腐蚀过程中存在相互竞争抑制关系, 在静水压与溶解氧同时增长过程中, 溶解氧首先促进阴极反应过程并抑制阳极反应过程, 而后静水压逐渐加速阳极过程并对阴极反应过程有一定的抑制作用; 静水压与溶解氧耦合作用加速了腐蚀产物膜的生长, 增加了低合金高强钢表面点蚀坑的数量和生长尺寸.      

多相流动状态下Cl~-对X70钢CO_2腐蚀的影响

用自制实验装置模拟起伏管路段塞流动条件下X70钢CO2腐蚀环境,通过电子显微镜、腐蚀挂片以及电化学在线监测等,对挂片表面形貌、腐蚀速率以及挂片在线腐蚀情况进行分析,采用实验与数值仿真研究了多相流动状态下Cl-对X70钢CO2腐蚀速率的影响,结果表明:在较低的Cl-浓度下,Cl-浓度对碳钢均匀腐蚀速率的影响存在一个临界浓度,超过临界浓度,碳钢均匀腐蚀速率大幅升高,继续增加Cl-浓度,对均匀腐蚀速率影响不大;在较高的Cl-浓度下,Cl-浓度对碳钢点蚀的影响也存在一个临界值,低于临界值,碳钢点蚀处在点蚀孔形成与钝化的动态平衡过程,高于临界值,这种平衡被打破。     

X80管线钢在海滨盐碱土壤模拟溶液中的耐腐蚀性能研究

采用失重法、电化学测试、SEM及XRD微观分析等方法,研究了X80管线钢在海滨盐碱土壤模拟溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,在海滨盐碱土壤模拟溶液中,随着浸泡时间的增加,X80钢平均腐蚀速率明显下降,但总的腐蚀程度增加,钢基体表面由以全面腐蚀为主转为以点蚀为主;X80钢的阴极过程为氧的活化控制;腐蚀产物主要由FeOOH(表层)和Fe3O4(内层)组成;X80钢的耐蚀性及腐蚀形态与各试样表面生成的腐蚀产物膜的完整性和致密性有关。研究还发现氯离子含量是影响腐蚀的主导因素。     

碳钢在西部盐湖卤水中初期的

 进行碳钢在5%、10%、15%、20%、25%的NaCl水溶液和西部盐湖卤水溶液中腐蚀速率随时间变化的跟踪试验研究时发现：碳钢在盐湖卤水初期腐蚀速率较高,与5％NaCl溶液中腐蚀速率接近, 随着试验的继续进行腐蚀速率迅速下降至低于所有浓度的NaCl溶液中的腐蚀率,经过410天的全浸试验,碳钢表面无明显红锈。为研究碳钢在盐湖卤水中的这一异常现象,采用扫描电子显微镜、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD),分别从宏观、微观角度对其腐蚀后的形貌与结构进行研究;同时采用电化学方法研究了溶解氧对碳钢在盐湖卤水中腐蚀行为的影响。研究表明：（1）碳钢在盐湖卤水0～40天左右的腐蚀速度非常快,没有铁锈生成,已显现出清晰的铁素体与珠光体相,呈现出一种“选择性”腐蚀,这个时期的腐蚀速率与溶液中氧含量关系不大;2）碳钢在盐湖水里50～70天发生一种类似抛光作用;3）碳钢在盐湖卤水70天左右发生明显的局部腐蚀,这个时期碳钢在盐湖卤水中的腐蚀速率依然与溶液中氧含量关系不大。     

Flow Accelerated Corrosion behaviour of SA106 Gr.C Steel in Alkaline Solution Characterized by Electrochemical Techniques

Abstract

The activation and mass transfer processes regarding the flow accelerated corrosion of low alloy steel were studied in a de-aerated weak alkaline solution. Electrochemical techniques were applied at ambient temperature through a rotating cylinder electrode. The alkaline corrosion appeared above pH 10.4 where passive film was formed from pH 9.8 by the step oxidation and subsequent precipitation of ferrous hydroxyl compound. Such an activation process controlled the entire flow accelerated corrosion process which was identified by the analysis of velocity sensitivity of corrosion current density and limiting current density.     

X100管线钢在含SRB的近中性土壤溶液中的腐蚀行为

采用电化学技术、表面分析技术和失重法,研究了X100管线钢在有/无SRB的近中性土壤溶液中的腐蚀过程与行为。结果表明,X100管线钢在有/无SRB的近中性土壤溶液中的腐蚀均属于中度腐蚀,SRB的活动与代谢影响了X100钢的腐蚀行为,随着腐蚀时间的增加,SRB可在X100钢表面形成由微生物膜与腐蚀产物结合在一起的更加致密的结合膜,对腐蚀传质有一定的阻碍作用,进而减缓了X100钢的腐蚀;而无菌时X100钢表面的腐蚀产物比较疏松,厚度不均匀,对钢基体的保护作用差,导致X100钢在无菌溶液中的腐蚀速率大于有菌时,说明SRB具有减缓X100管线钢腐蚀的作用。不含SRB时X100钢的腐蚀产物主要为铁的氧化物(α-FeO(OH)和Fe_3O_4),含SRB时腐蚀产物主要为铁的氧化物和铁的硫化物(Fe_3O4和FeS)。     

In-situ Corrosion Characterization of API X80 Steel and Its Corresponding HAZ Microstructures in an Acidic Environment

During heat treatment processing,microstructures of heat affected zone(HAZ)were formed in X80 pipeline steel.After observation by optical microscopy,scanning electron microscopy and transmission electron microscopy,microstructure of the as-received X80 steel was confirmed to be acicular ferrite,while the microstructures of quenched,normalized and annealed X80 steels were lath bainite,granular ferrite and quasi-polygonal ferrite,respectively.After immersion in the simulated acidic soil solution for 48 h,corrosion rates of these four steels were determined by mass loss measurements and corrosion products were examined by Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy.Scanning vibrating electrode technique was used to characterize the micro-galvanic corrosion behaviors of the synthetic bimetallic electrodes which were formed by coupling each of the simulated HAZ microstructures with the as-received steel in direct physical and electric contact.It is demonstrated that the as-received steel acts as cathode in the as-received/quenched and as-received/normalized couples,while the annealed steel acts as cathode when coupling with the as-received steel.The distinction of current density between the galvanic couples reduces with prolonging the immersion time.     

稀土对X70管线钢腐蚀行为的影响

试验用X70管线钢(/%:0.12C、0.20Si、1.60Mn、0.005P、0.005S、0.10V、0.10Nb、0～0.15RE)用10kg真空感应炉冶炼。采用电化学和失重分析法研究了微量稀土对X70管线钢在0.1 mol/L Na₂SO₄水溶液中的腐蚀行为。试验结果表明,微量稀土可降低管线钢腐蚀电流i_corr,改善腐蚀形貌。随着稀土加入量的增加,腐蚀电流减小,当钢中的RE含量由0增加至0.10%时腐蚀速率由7.43μg/(cm².day)降至0.29μg/(cm².day)。稀土的最适宜加入量是0.10%。