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。      

基于SECM研究5083铝镁合金在不同pH NaCl溶液中的腐蚀行为

采用扫描电化学显微镜(SECM)中的极化曲线法和交流阻抗图谱法研究5083铝镁合金在不同pH NaCl溶液中的腐蚀行为,结果表明:在酸性体系(pH 3~7),随着pH的增加,其腐蚀电位正移,点蚀电位相差不大,维钝电流密度减小,电化学阻抗谱中仅有1个容抗弧且呈现收缩趋势.同时,阻抗和相位角减小,电荷传递电阻升高,耐腐蚀性能增大.在碱性体系(pH 9~12),随着pH的增加,腐蚀电流密度增加,而腐蚀电位减小,腐蚀速度由0.000 9mm/a增加到0.025 6?mm/a.电化学阻抗谱中有2个容抗弧,在pH=12处出现感抗弧.同时,阻抗和相位角减小,金属化合物颗粒溶解过程加快,合金耐腐蚀性能降低.      

温度对3Cr钢在CO2-O2环境中腐蚀的影响

摘要：为了研究注多元热流体吞吐热力采油过程中温度对油套管钢的影响,利用高温高压电化学釜模拟注多元热流体采油工况,分别在60、100和100～60℃循环的温度条件下,对3Cr钢进行失重腐蚀挂片试验和电化学腐蚀试验,利用高温高压电化学釜得到了3Cr钢在模拟工况下的腐蚀速率和极化曲线,并利用SEM、XRD、EDS分析了腐蚀产物膜形貌和成分。结果表明,温度由60升高至100℃时,腐蚀速率由0.552增长至1.920mm/a,在100-60℃高-低温循环时,腐蚀速率进一步升高至4.292mm/a;60和100℃时,腐蚀产物均为单层膜结构,且存在点蚀坑;在100-60℃高 低温循环时,腐蚀产物为双层膜结构,且存在直径约为4μm的腐蚀坑。温度主要影响3Cr钢腐蚀产物膜的结构和点蚀的形态,60和100℃时,点蚀坑内的聚集的Cl-离子使点蚀向纵深处发展,在100.60℃高 低温循环时,溶液中的O2促进了点蚀的横向发展,而腐蚀坑底部富集的Cr将阻碍点蚀的纵向发展。注多元热流体热力采油过程应充分考虑温度变化对3Cr钢腐蚀的影响,同时也要考虑温度变化引起3Cr钢点蚀的敏感性。     

阳极电流密度对NiFe2O4基惰性阳极 电解腐蚀行为的影响

本文采用两步烧结法制备铝电解用NiFe_2O_4基金属陶瓷惰性阳极,重点研究了不同阳极电流密度下惰性阳极材料的电解腐蚀行为.实验结果表明:阳极电流密度在0. 2～1. 2 A/cm^2之间时,槽电压相对稳定,波动幅度较小,表现出良好的稳定性;阳极电流密度在1. 4 A/cm^2时,槽电压波动较大.电解后阳极尺寸无明显变化,棱角分明,与电解液接触面平整,无开裂、肿胀以及表层剥离的现象.从微观形貌和微区面扫描成分分析可知,阳极腐蚀速率随电流密度的增加先降低后增加.阳极电流密度为0. 8 A/cm^2时阳极腐蚀速率最低,产品铝中主要Cu、Ni和Fe杂质元素总含量最低.     

γ预辐照对管流冲刷条件下铍在EDM--1中腐蚀性能的影响

构建管流式冲刷腐蚀实验装置研究γ预辐照对铍在一号电火花加工油（EDM-1）中腐蚀性能的影响,研究铍试样质量变化,进行表面形貌及成分分析.结果表明,铍在EDM-1管流冲刷条件下受冲刷腐蚀和化学腐蚀的共同作用,前者主要受试样表面形态影响,后者主要受γ预辐照剂量、杂质元素、EDM-1中含硫有机物等的影响.辐照前后,试样质量均呈现先减小、后增大、再减小趋势,腐蚀速率基本随辐照剂量的升高而增大.γ预辐照促进了铍试样在EDM-1中点蚀核和蚀孔的产生,腐蚀2880 h后,未接受预辐照试样仅产生较为明显点蚀核,而接受200和100 kGy预辐照试样中的部分点蚀核发展成为蚀孔,前者直径约为后者2倍.点蚀核和蚀孔区域出现Al、Si、Fe、Cr、Ti等杂质元素及S元素,杂质元素为诱导产生点蚀的重要因素,含S有机物发生化学反应分别生成物理吸附和化学吸附于蚀孔内部的SO₂和SO_x,促进蚀孔的形成及扩展.      

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。     

合金调控对钢筋耐蚀性能的影响北大核心CSCD

采用通过微合金调控技术,合理控制钢中C、Cu、Cr和P等元素的含量,研发了一种比普通HRB400aE具有更高耐工业大气和含Cl^(-)污染物综合内陆自然环境腐蚀的400 MPa级低合金耐蚀抗震钢筋(NS-HRB400aE)。通过周浸试验、电化学极化曲线和电化学阻抗谱测试试验,对2种钢筋的耐蚀性进行了评价,结果表明合金化后的NS-HRB400AE低合金耐蚀抗震钢筋表面的腐蚀形貌为均匀腐蚀,而普通HRB400AE钢筋的腐蚀形貌主要为点蚀,NS-HRB400aE钢筋相比HRB400aE钢筋具有更低的腐蚀速率、更高的点蚀电位、更低的维钝电流密度和更高的临界Cl^(-)含量,表明微合金调控后钢筋的耐蚀性能显著提升。     

S355海洋钢表面微弧氧化复合膜层耐蚀性能

采用激光熔覆与微弧氧化技术相结合在海洋钢表面制备了复合膜层.运用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）表征复合膜层的微观结构,采用极化曲线、电化学阻抗谱、腐蚀磨损实验和浸泡腐蚀实验等测试方法研究膜层在质量分数3.5%的NaCl水溶液中腐蚀行为,并与熔覆涂层和基体进行对比.结果表明:复合膜层主要分为内致密层和外疏松层,疏松层主要由γ-Al₂O₃组成,致密层主要由α-Al₂O₃组成,与基底层结合较好,复合膜层表面硬度最大能达到HV_0.2 1423.3,比熔覆涂层高47.6%,其硬度较S355海洋钢有显著提升.基体在腐蚀和磨损交互作用中主要以腐蚀加速磨损为主,涂层在交互作用中主要以磨损加速腐蚀为主,在经过微弧氧化处理后,膜层的自腐蚀电位负移,钝态电流密度上升,抗磨蚀性能明显提高.熔覆涂层的浸泡腐蚀方式以点蚀为主,复合膜层腐蚀较轻微,阻抗模值最大能达到105.3 Ω·cm2,比熔覆层提高两个数量级,这表明复合处理可进一步提高涂层的耐腐蚀性.      

AZ31镁合金在海洋大气环境中的腐蚀行为

通过室外大气暴露试验,研究了AZ31镁合金在万宁和青岛2个海洋大气环境试验站点1～5年的腐蚀规律,用失重法测定了腐蚀速率,并用SEM和XRD分析了5年后表面腐蚀形貌和腐蚀产物的组成。研究表明,AZ31镁合金暴露在海洋大气环境5年后的腐蚀动力学符合幂函数规律,万宁站的腐蚀速率高于青岛站,且腐蚀速率都随暴露时间的延长而降低,但青岛站腐蚀速率降低幅度更大,腐蚀产物膜对基体保护作用较万宁站强;AZ31镁合金暴露在万宁站和青岛站5年后的腐蚀速率分别为37.6和13.5μm·a-1,腐蚀产物以MgCl2,MgCO3,MgSO3,MgSO4,Mg5(CO3)4(OH)2·8H2O和Mg2(OH)3Cl·4H2O为主;AZ31镁合金在海洋大气环境中不耐腐蚀,表面布满点蚀坑,相对湿度对镁合金较长周期的腐蚀有显著影响。     

环境温度对船用耐蚀钢腐蚀行为的影响

 采用国际海事组织（IMO）模拟油轮货油舱内底板环境试验方法,对比分析了传统船板和耐腐蚀船板的腐蚀失重与腐蚀形貌,深入研究了环境温度对船用耐蚀钢腐蚀行为影响规律。结果表明,环境温度对船板腐蚀行为存在显著影响,随着环境温度（30~50℃）的升高,点蚀坑的数量逐渐增多,点蚀坑深度先增大后减小,在45℃时达到峰值。2种钢点蚀行?畋鸾洗螅炒甯值闶纯拥纳疃戎本侗龋╤/D）随环境温度的增大而增大,而耐蚀船板则呈现逐步下降的趋势。耐蚀合金元素的加入有效降低了船板钢在不同温度下的腐蚀速率,减小了钢的点蚀坑数量,改善了点蚀坑的扩展方式。即点蚀坑由纵向深度方向扩展,转为横向表面方向扩展,有效提高了船板的安全性。     

集输管道CO2/油/水环境中X65钢的腐蚀特征

通过高温高压动态反应釜实验模拟油田集输管道腐蚀环境,采用腐蚀失重、X射线衍射、扫描电镜和电化学分析等方法,研究了CO₂/油/水环境中X65钢的腐蚀行为. 结果表明:不同原油含水率条件下,X65钢CO₂腐蚀形态发生改变. 含水率较低(40%~50%)时,原油的浸润作用使X65钢表面发生均匀腐蚀,局部由于原油吸附不均匀出现点蚀特征;含水率在70%~80%之间时,原油对钢表面屏障作用减弱,生成的产物膜厚而疏松、局部脱落引发台地腐蚀;含水率为90%时,台地腐蚀破坏区域扩大,腐蚀加重. 原油可以明显改变腐蚀产物晶体颗粒大小、堆垛方式、产物膜结构以及化学成分. 在原油的缓蚀作用下,X65钢CO₂腐蚀过程的温度敏感点向低温段移动,出现在50℃左右,腐蚀速率降低区间变宽,X65钢耐蚀性增强.      

Pitting Corrosion Behavior of Stainless Steel 304 in Carbon Dioxide Environments

The pitting corrosion behavior of stainless steel (SS) 304 in aqueous CO2-H2S-CI-environment was investigated by potentiodynamic cyclic anodic polarization and electron probemicroanalysis (EPMA). The experimental results show that the pitting corrosion susceptivityof SS 304 increases with the increase of temperature. Chlorine ion is the prerequisite for pittingcorrosion of SS 304 in H2S-CO2 environments. There is a linear relatiotxship between the pittingcorrosion potential (Eb-100) and chlorine ion concentration, and Eb-00 becomes noble with in-creasing pH value of the solution with or without H2S. pH value has little effect on the protec-tion potential with the presence of Hz S. H2S increases strongly the pitting corrosion susceptivi-ty and deteriorates the pitting corrosion resistance of SS 304 in CO2 environments. The obser-vations by EPMA show that SS 304 in CO2-saturated NaCI solution (3%) with H2S sufferspitting corrosion accompanied with intergranular corrosion.     

445J2超纯铁素体不锈钢和316L超低碳奥氏体不锈钢在溴化锂溶液的点蚀分析

445J2铁素体不锈钢由于高的导热率、低的热膨胀系数以及良好的耐蚀性能使得其作为溴冷机中一些部件的良好候选材料,本文采用电化学测试方法对比研究了445J2超纯铁素体不锈钢(/%:0.01C,22.5Cr, 1.9Mo, 0.27Nb, 0.20Ti, 0.09Al, 0.36Cu, 0.015P,0.001S,0.015N)和316L奥氏体不锈钢(/%:0.002C,16.8Cr, 10.19Ni, 2.02Mo, 0.025P,0.0008S)在20～60℃0.1～1M的溴化锂溶液中的点蚀行为,并采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对电化学结果进行表征。结果表明,随着LiBr温度和浓度的升高,两种钢腐蚀电流密度增大,点蚀电位降低,耐点蚀性变差;氧化物和硫化物夹杂会引起两种钢的点蚀;高含量的Cr以及Mo、Ti、Nb、Al等合金元素使445J2钢具有优异的耐点蚀性能。     

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.      

Effect of alternating current on corrosion and effectiveness of cathodic protection of pipelines

Abstract

In the present work, the alternating current (AC) induced corrosion of a cathodically protected X65 pipeline steel was studied in a neutral, extracted soil solution and a high pH, carbonate/bicarbonate solution by electrochemical and weight loss measurements, and surface characterisation. It was found that AC corrosion causes the alkalisation of the soil environment in the vicinity of pipeline no matter what the cathodic protection (CP) condition is. The degree of alkalisation depends on the AC current density. In the absence of AC interference or at a low AC current density, i.e. 20 A m^?2, a CP potential of ?950 mV versus Cu/CuSO₄ electrode provides a full protection over the steel. When the AC current density is >20 A m^?2, a new CP standard is recommended to avoid AC corrosion of pipelines.

Dans le présent travail, on a étudié la corrosion induite par le courant alternatif (AC) d’un acier X65 pour pipeline avec protection cathodique, dans une solution neutre d’extrait de sol et dans une solution de carbonate/bicarbonate à pH élevé, au moyen de mesures électrochimiques et de perte de poids ainsi que de la caractérisation de la surface. On a trouvé que la corrosion AC avait pour résultat l’alcalisation de l’environnement du sol au voisinage du pipeline, peu importe la condition de protection cathodique (CP). Le degré d’alcalisation dépend de la densité de courant AC. En l’absence d’interférence AC ou à une faible densité de courant AC, soit 20 A/m², un potentiel de CP de 2950 mV par rapport à l’électrode Cu/CuSO₄ protège complètement l’acier. Lorsque la densité de courant AC est plus élevée que 20 A/m², on recommande une nouvelle norme de CP pour éviter la corrosion AC des pipelines.     

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%。     

合金元素对316LN不锈钢的力学性能和点蚀性能的影响

研究了N、Cr、Mo和Ni四种合金元素含量的变化对核电主管道用固溶态316LN不锈钢的晶粒尺寸以及常规力学性能和点蚀性能的影响.随着N含量的升高,316LN的晶粒明显细化,其在固溶处理过程中晶粒长大趋势也减小.N含量的升高可改善316LN的力学性能和耐点蚀性能,但是当N质量分数达到0.20%时,其耐点蚀性能又开始变差.晶粒细化对316LN强度的影响远小于N含量对316LN强度的影响.Cr及Ni含量对316LN的晶粒尺寸及抗拉强度、屈服强度等力学性能影响不大;Cr含量增加可轻微改善316LN的抗点蚀能力,Ni元素对316LN的耐点蚀性能影响不大,但可增大钝态的腐蚀速度从而不利于钝化膜的稳定.随Mo含量增加,316LN的晶粒尺寸略有减小,强度增大,延伸率显著降低,耐点蚀能力改善.      

外加拉应力对13Cr马氏体不锈钢的腐蚀行为影响

采用电化学测试手段(开路电位、交流阻抗谱及动电位极化曲线测试), 结合接触角测试及体视显微镜微观形貌观察探究在80 g·L-1 NaCl溶液中拉应力对L80-13Cr马氏体不锈钢钝化膜溶解与再修复机制的影响.结果表明, 拉应力大小与L80-13Cr的钝化特性存在正相关关系.随着外加拉应力的增大, L80-13Cr马氏体不锈钢的开路电位负移, 电子转移电阻减小, 线性极化电阻减小, 反应速率随着拉应力的增大而增大.而L80-13Cr马氏体不锈钢在高电位下再钝化形成的钝化区会缩短, 自腐蚀电位降低, 维钝电流密度增加.接触角测试和体视显微镜微观形貌观察发现, 拉应力使得表面接触角减小, 不锈钢表面容易发生点蚀.外加拉应力使得L80-13Cr马氏体不锈钢的表面能增加, 促进钝化膜的溶解, 并且抑制钝化膜的再生, 导致材料耐蚀性降低.