HCO3-,SO42-和Cl-混合体系中Cu点蚀行为的研究

在HCO₃^-浓度为0.08 mol/L及不同浓度配比的SO₄^2-和Cl^-混合溶液中,利用循环极化电化学测试方法和SEM,对Cu工作电极的循环极化行为和点蚀表面形貌进行了系统的研究.结果表明,SO₄^2-或Cl^-均能促进Cu的阳极溶解,且二者间存在交互作用.Cl^-能降低Cu电极的腐蚀电位,增强其电化学活性.在点蚀敏感区域图中,Cu发生点蚀的临界Cl^-浓度为0.02 mol/L.当Cl^-浓度较低时,SO₄^2-对点蚀敏感性无影响;当Cl^-浓度为中等时,SO₄^2-抑制点蚀;当Cl^-浓度较高时,SO₄^2-使Cu点蚀敏感性先升高后降低.无论SO₄^2-浓度的高低,Cl^-都能促进点蚀.在本研究体系中,Cu的点蚀敏感性强烈地受到Cl^-和SO₄^2-的影响.     

溪洛渡水电站铜镍合金冷却器腐蚀机理研究

针对溪洛渡水电站某机型推导油冷却器腐蚀穿孔现象,从使用环境、材质质量等方面进行了腐蚀机理的物理和化学分析研究,通过宏观腐蚀形貌观察和光学显微镜观察,发现了点蚀坑所在位置的铜管内部特征,分别开展了白铜管内壁腐蚀形貌、元素分析,壁腐蚀产物和点蚀坑状腐蚀产物的XRD分析以及EDS能谱元素分析,最终找到了发生腐蚀穿孔的内在和外在原因。该研究成果可供其他大型电站在进行冷却器选型和故障分析时参考。     

静水压力对超纯Fe腐蚀行为的影响

采用失重测试、动电位极化和电化学噪声研究了静水压力对超纯Fe在3.5%NaCl中腐蚀行为的影响。利用离散小波分析方法去除噪声信号的直流漂移,然后进行散粒噪声和随机分析;利用Hilbert-Huang变换对噪声信号进行时频分析;用SEM观察腐蚀试样的表面形貌。失重测试和动电位极化的研究结果表明,增大静水压力提高了超纯Fe在3.5%NaCl中的腐蚀速率。电化学噪声分析结果表明,在整个浸泡期间,增大静水压力促进了点蚀的发展,提高了局部腐蚀的倾向。在浸泡初期,超纯Fe以发生局部腐蚀(如点蚀形核、亚稳态点蚀、点蚀)的模式为主,增大静水压力对点蚀形核过程有一定的抑制作用,降低了点蚀孕育速率,但对亚稳态点蚀和稳态点蚀的发展过程有促进作用,提高了点蚀生长概率;随着浸泡时间的延长,其逐渐转为以均匀腐蚀的模式为主,增大静水压力仍然促进亚稳态点蚀和稳态点蚀的发展,提高点蚀生长概率,但是却相对地抑制了均匀腐蚀过程。     

换热器T2紫铜管在潮湿状态下的腐蚀机理研究

研究了换热器中的T2紫铜管在为期2年的保养中因受残留H2O及挥发水蒸汽作用而出现泄漏降压的现象.利用SEM,OM和体视显微镜观察发现,在Cu管与不锈钢折流孔构成的所有缝隙部位都发生了严重的腐蚀,而且在少数位置发生了穿孔.润湿实验表明,T2紫铜管外表面与折流孔孔壁之间形成的缝隙足够小,以至于可以对Cu管外表面上结露的薄水膜产生虹吸作用,形成连接Cu管表面与折流孔孔壁的液体.因此,在Cu管外表面与缝隙部位Cu管间存在供氧差异,Cu管外表面为富氧区,而缝隙部位Cu管表面为贫氧区.电位监测结果表明:表面带有氧化皮的外部Cu管的电极电位高于缝隙部位裸Cu管的电极电位,二者之间形成电偶电池,折流孔部位的Cu管表面为阳极区,外部Cu管表面为阴极区.供氧差异和电偶的联合作用是导致Cu管折流孔部位发生严重局部腐蚀的原因.     

静水压力对超纯Al/超纯Fe电偶中超纯Al腐蚀行为的影响

采用动电位极化和电化学噪声方法在3.5%NaCl中研究了静水压力对超纯Al/超纯Fe电偶中超纯Al腐蚀行为的影响。利用离散小波变换去除噪声信号的直流漂移,然后进行散粒噪声和随机分析;利用HilbertHuang变换对噪声信号做时频分析;用SEM观察腐蚀试样的表面形貌;用有限元方法模拟压力分布。结果表明,不同静水压力下超纯Al在3.5%NaCl溶液中皆自钝化,与超纯Fe偶合后发生点蚀。随静水压力的升高,超纯Al/超纯Fe的电偶电位逐渐降低,电偶电流逐渐增大。静水压力越高,经电偶腐蚀后超纯Al表面形成的点蚀坑尺寸越小且分布更加均匀。静水压力的提高加速了电偶腐蚀中超纯Al的点蚀孕育速率,但抑制了点蚀生长概率,降低了局部腐蚀倾向。静水压力为常压时,点蚀可沿水平、竖直方向扩展;在静水压力存在的条件下,点蚀更易于沿水平方向扩展。     

几种超级不锈钢在模拟低温多效海水淡化环境中的点蚀行为研究

在温度分别为20,40和70℃的2倍浓缩海水模拟溶液中,利用循环伏安曲线测试和SEM观察研究,对316不锈钢和超级不锈钢904L、254sMo以及2507的极化行为和表面点蚀形貌进行了研究。结果表明,在该环境中,升高温度可降低316、904L、254sMo和2507等4种不锈钢表面钝化膜的稳定性并提高其点蚀敏感性。在不同温度中,316不锈钢表面均发生严重点蚀损伤,而254sMo和2507不锈钢表面均无明显点蚀迹象。在低温时,904L不锈钢钝化膜击穿电位较高,点蚀坑尺寸较小,点蚀倾向较低;在高温时,其点蚀电位显著降低,点蚀坑尺寸明显增大,点蚀倾向较大。     

硼酸缓冲溶液中pH值和Cl~-浓度对Cu腐蚀行为的影响

在硼酸缓冲溶液中,采用动电位极化、电化学阻抗谱(EIS)和半导体电容分析方法分别研究了Cu电极的极化行为及其表面人工Cu_2O钝化膜的化学稳定性.结果表明,低pH值、高Cl~-浓度均造成Cu_2O钝化膜的破坏和溶解.高Cl~-浓度时,Cu_2O钝化膜的半导体性质由p型转变为n型,使Cl~-更容易进入钝化膜与Cu~+络合,并破坏钝化膜从而加速腐蚀.高pH值、低Cl~-浓度有利于Cu_2O钝化膜稳定.     

静水压力对金属腐蚀热力学及动力学的影响

以热力学和动力学为基础,分析了静水压力对电极反应中材料的活度、环境中离子的活度、气体的溶解度、活度或逸度的影响,讨论了静水压力对海水环境中的pH值及化学平衡的作用,给出了静水压力与电极反应平衡电极电位和交换电流密度的关系式,并建立了静水压力影响活性金属腐蚀行为的理论模型。研究表明,静水压力可提高材料、环境中离子及溶解气体的活度,且这与其偏摩尔体积密切相关;静水压力对异相材料的活度差异具有放大效应,异相材料的偏摩尔体积相差越大,活度的差异越明显。升高静水压力可降低金属Fe和Al阳极溶解反应的平衡电极电位,同时降低其交换电流密度;升高静水压力可提高吸氧反应的平衡电极电位,降低其交换电流密度;升高静水压力可降低析氢反应的平衡电极电位,增大其交换电流密度。     

AH32耐蚀钢显微组织对其腐蚀行为的影响

根据《油船货油舱耐蚀钢性能标准》规范,通过浸泡实验测量了AH32耐蚀钢在货油舱底部模拟环境中的腐蚀过程.采用失重测量、电化学极化与阻抗方法、扫描电镜和电子探针等手段,分析了AH32耐蚀钢显微组织对其腐蚀行为的影响.实验结果表明:模拟货油舱底板腐蚀实验中,AH32耐蚀钢的轧制面因珠光体所占面积分数小而腐蚀速率较低,其横截面则因珠光体面积分数大而造成腐蚀速度较快,而且二者的腐蚀速度均随浸泡时间的延长而加速.此外,轧制面表面有均匀腐蚀和因夹杂物溶解所形成的蚀坑,而横截面的腐蚀则沿条带状珠光体组织而有选择的进行.样品的珠光体区域在浸泡后有碳富集,这是造成腐蚀随浸泡时间延长而加速的原因.     

海洋环境中碳钢和不锈钢螺栓紧固件的腐蚀机制差异研究

通过对碳钢和不锈钢紧固件在海洋环境中的腐蚀特征、腐蚀产物和电偶极化等内容的比较性研究,提出了两种不同的腐蚀机制。对于碳钢紧固件,锈层增加了额外的IR降,削弱了阴极区对阳极缝隙区的极化作用,供氧的差异导致螺纹曝露部位的腐蚀更为严重,腐蚀形式以均匀腐蚀为主。对于不锈钢紧固件,缺氧的环境导致螺纹缝隙部位的钝化膜性能劣化,螺杆曝露区对螺纹缝隙区的电偶极化作用促使缝隙区腐蚀更为严重,腐蚀形式以点蚀为主。针对碳钢和不锈钢紧固件在海洋环境中的不同腐蚀机制,提出了差异化的腐蚀防护技术思路。