杂散电流与Cl-对碳钢腐蚀行为实验探索与设计

采用电化学测试和表面形貌观察研究了不同交流电密度和Cl~-浓度对X80钢在近中性pH环境中的腐蚀规律。随着交流电密度增大,试样的腐蚀电位降低;当交流电密度相同时,X80钢在高Cl~-浓度中的腐蚀电位要低于低Cl~-浓度中的腐蚀电位;在交流电与Cl~-共同作用下,试样表面点蚀坑数目增多,点蚀坑直径与深度增加,腐蚀敏感性增高。针对本科实践教学,可以从电化学和表面形貌表征方面来设计杂散电流与Cl~-对碳钢腐蚀行为的影响。     

X80管线钢在CO_3~(2-)&HCO_3~-体系下的电化学腐蚀行为研究

采用电化学循环极化、正交实验极差分析法,并结合金相显微镜观察腐蚀形貌,研究了CO_3~(2-)与HCO_3~-在25组不同配比的质量浓度正交下对X80管线钢电化学腐蚀行为的影响规律。结果表明:由于电极表面电位变化的影响,不饱和溶液中的电化学腐蚀规律可能会受到溶液中电流波动影响,因此CO_3~(2-)与HCO_3~-的相互作用规律并非线性规律,当单一离子质量浓度较低时,另一离子会在其质量浓度变化区间存在一个极值点,在该极值点之前腐蚀程度会随离子质量浓度增加而加剧,超过该极值质量浓度后X80钢的腐蚀程度反而会受到抑制;而当此单一离子质量浓度较高时,该极值点会发生变化。经过正交极差计算得出CO_3~(2-)与HCO_3~-在模拟土壤环境中的影响因素的主次顺序为:NaHCO_3、Na_2CO_3,即HCO_3~-在腐蚀体系中的影响比重大于CO_3~(2-)。     

J55在含S~(2-)与Cl~-环境下的电化学腐蚀行为研究

利用动电位极化与电化学阻抗谱分析评价方法,研究了不同浓度的S~(2-)和Cl~-与S~(2-)共存情况下的套管钢J55腐蚀行为,分析了S~(2-)和Cl~-对J55的电化学腐蚀影响。结果表明:随着S~(2-)和Cl~-浓度的增大,J55的钝化膜稳定性下降,耐腐蚀能力下降;在含S~(2-)的腐蚀介质中J55的腐蚀行为主要由扩散过程控制,而在含S~(2-)和Cl~-的腐蚀介质中时则主要由电化学过程控制; S~(2-)的存在会对J55在含Cl~-环境下的点蚀产生一定的缓蚀作用。     

Cr23Mo1N奥氏体不锈钢的耐点蚀性能研究

通过Mott-Schottky曲线、动电位极化、循环极化以及电化学阻抗谱等方法研究了温度对Cr23Mo1N奥氏体不锈钢(HNSS)在3.5%Na Cl溶液中耐点蚀性能的影响。结果表明:随着温度的不断升高,高氮钢的自腐蚀电位和点蚀电位呈下降趋势,腐蚀电流密度逐渐增大,钝化膜阻抗降低,高氮钢钝化膜的半导体性质在不同温度下发生改变,高氮钢随温度的升高点蚀敏感性增大,已发生点蚀的试样不能自修复。并与普通316L不锈钢进行对比,高氮钢表现出更加优越的耐蚀性。     

HCO_3~-浓度对厌氧氨氧化反应的影响

接种稳定运行的UASB厌氧氨氧化反应器污泥至厌氧发酵罐进行批式实验,研究了进水HCO_3~-浓度对厌氧氨氧化反应的影响。结果表明,当进水HCO_3~-质量浓度0.8 g/L时,发酵罐出水pH迅速大幅度升高,抑制了厌氧氨氧化细菌活性,氮去除速率大幅下降;随着进水HCO_3~-质量浓度从0.8 g/L增加到1.2 g/L,厌氧氨氧化细菌的活性增加;进一步提高HCO_3~-浓度,氮去除速率下降,厌氧氨氧化细菌的活性又受到抑制。HCO_3~-对厌氧氨氧化反应的影响表现为提供充足碳源和调节反应器p H的综合作用。     

碳钢在饱和CO_2的高浓度NaCl溶液中的腐蚀行为研究

采用交流阻抗法、线性极化以及动电位扫描,分别测定了碳钢在含Ca~(2 )、HCO_3~-并以CO_2饱和的NaCl溶液中的Rt(传递电阻)、腐蚀速度、点蚀倾向(Pit)以及βa、βc值。实验结果表明,室温(29℃)下当介质中HCO_3~-浓度在低于0.1M范围内增加时,或较高温度下(59℃)低于0.02M范围内增加时,碳钢的腐蚀速度均因阴极过程受阻而逐渐下降。然而当其浓度超过此值后,HCO_3~-离子则会促进碳钢的腐蚀。     

高氮钢在含Na_2S饱和CO_2溶液中的腐蚀电化学行为

通过电化学测试方法,对高氮钢在含Na_2S饱和CO_2溶液中的腐蚀电化学行为进行研究,得到高氮钢的钝化稳定性和腐蚀规律。在含Na_2S的饱和CO_2腐蚀介质中,Cr13的钝化膜表面载流子密度最大,钝化稳定性最差,耐蚀性最差,316L钢较好,高氮钢最优。随着Na_2S浓度的增大,高氮钢的点蚀电位下降,钝化区间变窄,维钝电流变大,钝化膜层的电荷传递电阻降低,高氮钢钝化稳定性能变差,耐蚀性变差。随着温度的升高,高氮钢的自腐蚀电位和点蚀电位均下降,维钝电流增大,钝化膜表面的载流子浓度也增大,且其电荷传递电阻和膜层电阻也降低,钝化稳定性下降。     

690镍基合金在SO_4~(2-),S_2O_3~(2-),Cl~-溶液中的电化学行为研究

利用电化学测试方法研究了SO2-4、S2O2-3、Cl~-溶液中690镍基合金的腐蚀行为。结果表明:SO2-4、S2O2-3、Cl~-均会对690镍基合金的腐蚀行为产生影响,随着离子浓度的增大,690镍基合金腐蚀速率增大。在同一浓度条件下,Cl-对690合金的腐蚀促进作用最大,SO2-4次之,S2O2-3较小,S2O2-3和Cl~-会引发690镍基合金发生点蚀反应,而SO2-4不会引起690镍基合金的点蚀反应,且在Cl-离子环境中,SO2-4对690镍基合金的点蚀有抑制作用。     

真空紫外光化学降解双酚A的影响因素研究

以双酚A(BPA)为目标污染物,研究了185 nm真空紫外光(VUV)辐照下其光化学降解。结果表明,在一定的辐照度下,BPA的去除率随其初始含量的增大而减小。当溶液初始pH为5.95时,BPA的降解速率最大;而随着溶液pH的增加,降解速率减慢,强碱性条件不利于BPA的降解。CO_3~(2-)、HCO_3~-、NO_3~-、Cl~-以及SO_4~(2-)与BPA共存时,其准1级反应速率常数k(CO_3~(2-))k(NO_3~-)k(HCO_3~-)k(Cl~-)k(无)k(SO_4~(2-)),其中CO_3~(2-)对反应的抑制作用最大,而Cl~-的抑制作用和SO_4~(2-)的促进作用不显著。不同水质对BPA降解的影响表明:BPA在超纯水中的降解最快,其次是自来水,而在河水中的降解最慢。溶解有机质的存在是抑制实际水体中BPA降解的主要原因。由此推断,BPA在185 nm VUV的作用下主要是通过直接光解和羟基自由基引起的间接降解而得到去除。     

碳酸氢铵分解动力学及其在弱碱性条件下的溶解特性

用甲醛滴定法研究了氨法脱碳产物NH_4HCO_3溶液的受热分解,测定了温度323~363 K、浓度3.0%~7.9%(w)时的NH_4HCO_3溶液分解过程中主要离子的浓度变化,并用动态法测定了288~313 K时NH_4HCO_3在Na_2CO_3-H_2O体系中的溶解度.结果表明,HCO_3~-浓度在前30 min内先快速下降再平缓下降,NH_4HCO_3分解速率随温度升高增大.同一温度下,浓度越高,达到分解平衡所需时间越短.NH_4HCO_3的分解过程符合Lageren吸附模型;NH_4HCO_3的溶解度随温度升高而增加,随Na2CO3浓度增加先上升后下降,在0.1 mol/kg时最大,此时平衡固相由NH_4HCO_3变为Na HCO3.