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。      

超硬铝合金作为阴极在锌电积过程中的电化学行为

选取商业纯铝和超硬铝作为锌电积阴极,在ZnSO₄-H₂SO₄体系中通过电化学测试研究两种阴极的电化学行为,同时利用扫描电镜观察铝合金上电积锌初期形核,X射线衍射分析锌片结晶取向.研究结果表明：500 A·m^-2电流密度下纯铝阴极的析出电位和交换电流密度分别为-1.541 V和7.74×10^-11 A·cm^-2,超硬铝阴极分别为-1.496 V和6.07×10^-3 A·cm^-2.合金元素的添加会增加初期形核位置,提高形核速率,而形核速率的提高在一定程度上抑制卤族元素对阴极的腐蚀.沉积3 h后,锌片结晶取向没有发生变化.超硬铝易发生烧板和鼓泡,电流效率低,只有84.54%;纯铝电流效率达到88.04%,且沉积锌平整、光滑,但阴极板容易被卤族元素腐蚀.     

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.SO₄^2-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.     

铝镁合金点蚀试验数据的统计分析

在3.5%NaCl溶液中,铝镁合金在充N₂除O₂条件下,阳极极化至电流密度为10-2A·cm^-2时,试样表面出现大量蚀孔。为了得到蚀孔发生的统计规律,利用泊松概率分布函数求得腐蚀活性点出现个数的规律,利用古比极值统计第一类近似函数求得最深腐蚀孔深度的概率分布。统计分析得到满意的结果。对于大量的点蚀腐蚀数据都可以按此理论进行统计分析,价用来评价材料的耐点蚀性能和估算管线的使用寿命。     

Fe-40Cr-5Al合金阳极在800℃和900℃的电解腐蚀行为

采用真空感应熔炼法制备了铝电解用Fe-40Cr-5Al合金阳极.研究了合金阳极材料在800℃和900℃下的电解腐蚀行为.电解测试采用冰晶石-氧化铝低温电解质体系,阳极电流密度为0.5 A·cm^-2,电解时间为10 h.结果表明:随着电解温度的降低,合金阳极的腐蚀速率减小;在900℃电解后,合金表面形成了多孔结构的腐蚀层;在800℃电解后,合金表面形成了保护性氧化膜,氧化膜分为两层,外层为尖晶石结构的Fe(Al,Cr)₂O₄,内层为Fe、Cr和O构成的复合氧化物,其中收集的铝产品纯度为98.552%,合金阳极的腐蚀速率为5.51 cm·a^-1.     

新型高锰奥氏体合金耐液锌的腐蚀机理

对自制的一种新型高锰奥氏体耐液锌腐蚀合金在490℃的熔融纯锌液中的腐蚀行为进行了系统的研究,并探讨了其耐液锌腐蚀机理.结果表明,与316L不锈钢相比,新型高锰奥氏体合金具有更好的耐液锌蚀能力,其腐蚀速率为6.42×10^-4g·cm^-2·h^-1,而316L不锈钢的腐蚀速率为1.54×10^-3g·cm^-2·h^-1.新型高锰奥氏体合金在锌液中的最终腐蚀产物为Γ相+δ相+ζ相,而316L不锈钢的腐蚀产物几乎全是ζ相.新型高锰奥氏体合金的腐蚀产物中δ相固溶了质量分数在8.5%左右的Cr,Cr的存在使得δ相稳定性增加,致密的富含Cr的δ相的存在减缓了铁、锌反应速率,提高了新型高锰奥氏体合金的耐液锌腐蚀能力.因此,以锰代镍来制取低成本的新型高锰奥氏体耐液锌腐蚀合金具有可行性.     

工艺条件对电积法制备铜粉的影响

采用不溶阳极电积法制备铜粉,研究了Cu²⁺质量浓度、硫酸质量浓度、电流密度、电解液温度和刮粉周期对电积过程和铜粉中位粒径的影响.结果表明:优化工艺为Cu²⁺质量浓度15 g·L^-1、硫酸质量浓度140 g·L^-1条件下,控制电流密度为1 800 A·m^-2、温度为35℃、刮粉周期为30min、循环流量为14 L·h^-1以及极距为4.5 cm,可得到高品质的铜粉,其粒度呈正态分布,微观形貌呈树枝状;增加铜离子质量浓度、硫酸质量浓度和电解液温度有利于降低槽电压;增加Cu²⁺质量浓度、电解液温度和刮粉周期有利于提高电流效率;大电流密度、高硫酸质量浓度和低Cu²⁺质量浓度有利于得到粉末粒度小的铜粉.     

奥氏体不锈钢在含锌PWR一回路水中的均匀腐蚀行为

在模拟压水堆一回路水化学环境中,对主管道316L不锈钢和Stellite 6钴基合金分别开展了0,10,40 μg·L^–1三种Zn质量浓度的均匀腐蚀试验. 试验结束后,采用失重法计算两种材料的腐蚀速率和腐蚀产物释放速率,采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜能谱仪（TEM-EDS）以及高分辨和傅里叶转变分析氧化膜表面形貌、截面形貌、厚度、元素分布以及双层氧化膜相结构. 结果表明,对于316L不锈钢,1000 h内10 μg·L^–1 Zn的注入对腐蚀速率和释放速率影响不显著,增加Zn质量浓度至40 μg·L^–1后,316L不锈钢的腐蚀速率、腐蚀产物释放速率和氧化膜厚度显著降低,其中氧化膜厚度由250 nm降低至95 nm. 对于具有双相结构的Stellite 6钴基合金,γ-Co基体和碳化物间存在电偶腐蚀效应,γ-Co基体和相界腐蚀更显著. 进一步延长腐蚀时间至3000 h,发现10 μg·L^–1 Zn注入可以显著降低其腐蚀速率和腐蚀产物释放速率,当Zn质量浓度增加至40 μg·L^–1时,钴基合金的腐蚀速率、腐蚀产物释放速和氧化膜厚度进一步降低. 微观分析表明,注锌对两种合金腐蚀抑制机理相似,注入的Zn离子会在金属表面形成含Zn的尖晶石结构,显著提高外层氧化膜的致密性,阻碍金属离子向外扩散及氧离子向内扩散,促进内层氧化膜/基体界面处保护性Cr₂O₃的形成,进而显著降低316L不锈钢和Stellite 6钴基合金的腐蚀速率、腐蚀产物释放速率和氧化膜厚度.

     

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.      

纳米晶Cu-Co合金在不同浓度H2SO4溶液中耐蚀性能研究

为探究纳米晶Cu-Co合金在H₂SO₄溶液中的腐蚀机理以及纳米化对其耐蚀性能的影响机制,采用电化学方法通过测定Cu-50Co纳米晶和粗晶块体合金在不同浓度H₂SO₄溶液中的极化曲线、活化能曲线和电化学阻抗谱,研究了2种Cu-50Co合金的耐蚀性能以及纳米化对其耐蚀性能的影响。结果发现：溶液浓度升高,2种Cu-50Co合金的腐蚀电流密度均变大;溶液浓度相同,晶粒尺寸降低,Cu-50Co合金的腐蚀电流密度变小。2种Cu-50Co合金均能产生钝化,溶液浓度升高,维钝电流密度均变小;溶液浓度相同,Cu-50Co纳米晶合金的维钝电流密度比相应的粗晶合金小。2种Cu-50Co合金的电化学阻抗谱均由单一容抗弧构成,溶液浓度升高,电化学反应电阻和活化能均降低;溶液浓度相同,Cu-50Co纳米晶合金的电化学反应电阻和活化能比相应的粗晶合金大。这些都说明,2种Cu-50Co合金的腐蚀速率均随H₂SO₄溶液浓度的升高而变大,其耐蚀性能下降;Cu-50Co合金纳米化后,其腐蚀速率...     

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.     

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。     

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.     

压水堆一回路主管道316L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.     

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.     

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.     

304不锈钢在西沙海洋大气环境中的腐蚀行为

采用扫描电镜、能谱、电化学阻抗谱和拉曼光谱等分析测试手段,研究了西沙群岛苛刻海洋大气环境下,经过不同时间暴露后304不锈钢的腐蚀行为和机理.304不锈钢在西沙大气暴露后的腐蚀类型主要是以局部腐蚀的点蚀为主,腐蚀产物主要由β-FeOOH、γ-Fe₂O₃和Fe₃O₄组成.随暴露时间的延长,不锈钢表面钝化膜的稳定性变差,点蚀数目增加、点蚀坑深度增大日.表面腐蚀产物覆盖率也逐渐增多.与其他部位相比,点蚀更容易在表面划痕处产生.提高表面加工精度,有助于提高其耐腐蚀性能.     

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。     

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。