模拟孔溶液中球墨铸铁表面钝化膜脱钝过程及氯离子阈值分析

为了揭示输水过程中内衬水泥砂浆球墨铸铁管的腐蚀机理,开展了球墨铸铁样品在模拟砂浆孔溶液中的腐蚀实验.采用电化学测试方法,研究了模拟孔溶液中球墨铸铁表面钝化膜的脱钝过程,分析了模拟孔溶液碱度和氯离子浓度对球墨铸铁电化学阻抗谱及极化电阻的影响.结果表明:当模拟孔溶液的pH值从13.6降低至11.5时,球墨铸铁表面钝化膜脱钝时的氯离子浓度从0.30 mol/L减小至0,且脱钝时的球墨铸铁阻抗谱和极化电阻发生明显改变;球墨铸铁表面脱钝氯离子阈值与溶液的pH值呈线性关系,且随pH值的降低而减小.所建立的球墨铸铁表面脱钝氯离子阈值方程,为进一步评估内衬水泥砂浆球墨铸铁管的服役寿命提供依据.     

水泥砂浆模拟孔隙液中球墨铸铁表面钝化成膜过程分析

本文利用电化学测试方法,开展了水泥砂浆模拟孔隙液中球墨铸铁表面钝化膜成膜过程的测试研究,分析了球墨铸铁电极的腐蚀电位和电化学阻抗谱及电荷转移电阻随模拟孔隙液碱度的变化规律,获得了球墨铸铁表面钝化膜成膜条件和成膜时间.结果表眀:水泥砂浆模拟孔隙液的碱度是影响球墨铸铁表面钝化膜形成的主要因素;当孔隙液的p H值在12.5以上时,球墨铸铁表面能形成稳定的钝化膜,其成膜时间随孔隙液碱度的升高而降低,且成膜后的球墨铸铁表面腐蚀电位和电荷转移电阻较为稳定;当孔隙液的p H值为11.5时,球墨铸铁表面难以形成钝化膜.本文的研究结果可用于水泥砂浆内衬球墨铸铁管的优化设计.     

温度对Q235钢在大港土中腐蚀行为和机理的影响

利用极化曲线、线性极化和电化学阻抗谱(EIS)研究了Q235钢在20～70℃、含水20%的大港土中的腐蚀行为.实验表明:Q235钢的腐蚀电流密度随温度升高而增大,线性极化电阻Rp及电荷转移电阻Rt随温度升高而减小;在阳极极化100～200 mV区间,Q235钢的电极过程受到了一定阻滞,E～lgI曲线在该极化区间内的斜率随温度升高而呈指数衰减;利用腐蚀电流密度和线性极化电阻所计算的Stern公式中的B值要大于活性区均匀腐蚀所对应的B值,在实验温度范围内,其数值基本维持在44.2 mV左右;线性极化电阻Rp是整个电极反应过程的综合体现,在含水20%的大港土中,由于受扩散过程控制,Rp的数值要比电荷转移电阻Rt大得多.     

硅烷水解时间对Q235钢表面VTES膜层耐蚀性的影响

利用硅烷溶液水解的方法,在Q235钢表面制备了乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)膜,利用电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化法研究了用不同水解时间的硅烷溶液制备的乙烯基三乙氧基硅烷膜在3.5%NaCl水溶液中的耐蚀性能.结果表明,用水解8天的硅烷溶液在Q235钢表面制备的乙烯基三乙氧基硅烷膜层,腐蚀过程中阳极和阴极反应受到抑制,耐蚀性能最佳;与原始Q235钢比较,腐蚀电流密度减小近3个数量级,极化电阻Rp提高近2个数量级,低频阻抗值提高至少3个数量级.     

混凝土模拟液中钢筋腐蚀电化学测试结果比较

为了研究电化学噪声(ENM)、电化学阻抗谱(EIS)和线性极化(LPR)3种方法对混凝土中钢筋锈蚀情况评价的可靠性,采用不同Cl-浓度的高碱性模拟液对钢筋进行浸泡,在钝化期和腐蚀期分别用3种方法测试了极化电阻,并分析了不同方法对腐蚀机理的表征.结果表明:3种方法得出的极化电阻值比较接近;当体系处于活化腐蚀状态时,ENM和LPR结果符合较好,EIS结果略小;当体系处于钝化状态时,EIS和LPR结果吻合,而ENM结果明显偏小;ENM和EIS对腐蚀机理的表征是一致的.3种方法对钢筋腐蚀的评价均具有较高的可靠性.     

冷轧钢表面硅烷膜的制备及耐蚀性能研究

文章采用浸涂技术,在不同方式预处理的冷轧钢板(CRS)表面制备γ-氨丙基三甲氧基硅烷膜,通过电化学方法和SEM研究硅烷膜在质量分数为3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能及冷轧钢腐蚀前后的形貌变化。结果表明,浸涂前分别采用质量分数均为0.10%CeCl3溶液和NaOH溶液(特别是CeCl3溶液)对冷轧钢表面进行成膜前预处理,均有利于冷轧钢表面形成均匀致密的硅烷膜,使冷轧钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度明显降低,腐蚀反应的极化电阻明显增大,耐蚀性能明显提高。经SEM测试表明,腐蚀前后冷轧钢表面硅烷膜的形貌几乎不变。     

恒电流脉冲法研究钢筋在模拟混凝土孔溶液中的腐蚀行为

通过恒电流脉冲法研究了钢筋在不同pH值模拟混凝土孔溶液中的腐蚀行为.应用时间常数与双电层电容计算了钢筋的极化电阻.结果表明:钝化钢筋的时间常数大于活化腐蚀钢筋,钝化钢筋的双电层电容比活化腐蚀钢筋小;腐蚀末期较好的抗腐蚀能力证实了钢筋在CP模拟液(pH13·6)中形成的钝化膜比在CH模拟液(pH12·5)中更致密,耐蚀性更好,而在CN模拟液(pH11·0)中基本无法形成完整的钝化膜;SO2-4与SiO2-3加入CP模拟液能提高钢筋的极化电阻,钢筋表面形成了更致密的钝化膜,在腐蚀末期钢筋表现出了更好的耐蚀性.最后,比较了恒电流脉冲、线性极化及电化学阻抗谱所测的极化电阻与腐蚀电流密度,表明这三种电化学方法在测试钢筋腐蚀速率方面具有较好的相关性.     

聚苯胺复合物膜的电化学合成及抗腐蚀性能

在含有苯胺、草酸和钨酸钠的溶液中,应用电化学循环伏安法在不锈钢表面合成聚苯胺/钨酸钠复合膜.通过开路电位(OCP)、动电位极化扫描(Tafel曲线)、交流阻抗(EIS)等电化学测试技术研究了掺杂不同浓度钨酸钠复合膜试样在相同腐蚀介质中的耐蚀性.结果显示,在氯离子存在下,复合膜能使不锈钢的腐蚀电位升高约200 mV,并显著降低腐蚀电流密度.该膜具有极好的稳定性和阻隔作用,能对不锈钢提供长时间有效的保护.     

山梨酸钾对Q235钢在含3%NaCl的冷却水中的缓蚀作用

碳钢的腐蚀与防护问题是腐蚀科学领域一个重要的研究课题.山梨酸钾具有无毒、廉价、环保等优异特性.通过失重法、动电位极化技术和电化学阻抗谱(EIS)技术,研究了山梨酸钾对Q235钢在含NaCl冷却水中的缓蚀行为.动电位极化使用外推法求出腐蚀电流密度,电化学阻抗谱用带一个常相位原件的等效电路进行拟合,发现山梨酸钾的添加会引起电荷传递电阻和双电层电容等阻抗参数的变化.结果表明山梨酸钾对含3%NaCl冷却水中Q235钢具有良好的保护作用,缓蚀效率随山梨酸钾浓度的增加而增加.极化结果表明,山梨酸钾为阳极型缓蚀剂.     

X70管线钢在酸性和近中性模拟海水溶液中的腐蚀行为

为对比X70管线钢在酸性(pH=3)和近中性(pH=7.7)模拟海水溶液中的腐蚀机制,采用极化曲线,通过电化学阻抗谱(EIS)和腐蚀失重实验对X70管线钢在不同模拟海水溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,X70管线钢在酸性溶液中浸泡168 h后腐蚀失重约为近中性模拟海水溶液中的16倍,大部分表面发生均匀腐蚀,局部形成以夹杂物为中心的腐蚀圆环,随着浸泡时间的延长,容抗弧半径和低频区阻抗值|Z|均呈增大趋势,先发生吸附而后出现微弱的扩散,电荷转移电阻R_ct值增大,腐蚀速率减小;近中性模拟海水中形成较厚的腐蚀产物膜,氯离子聚集破坏形成小点蚀坑,局部聚集形成大的点蚀,电荷转移电阻减小,腐蚀速率增大,而后趋于稳定;X70管线钢在模拟海水溶液中处于活性溶解状态,与酸性海水溶液相比,管线钢在近中性模拟溶液中自腐蚀电位E_corr正移137 mV,自腐蚀电流密度i_corr为酸性海水溶液中的0.047倍。因此,X70管线钢在酸性模拟海水溶液中的腐蚀规律可为其应用于海底管线的腐蚀控制提供理论支撑,对其安全服役具有十分重要的意义。     

再碳化后再碱化钢筋混凝土（水泥砂浆）的电化学研究

为模拟再碱化钢筋混凝土结构的耐久性,对再碱化后的钢筋-砂浆试件进行加速碳化试验,碳化的时间采用试件进行再碱化前第1次碳化所用的时间.采用交流阻抗谱、极化曲线和pH测试等测试方法研究再碳化过程中钢筋电化学和水泥砂浆碱性的变化.试验结果表明:在本试验条件下,再碳化后试件的pH值仍然大于10.00;再碳化后钢筋的腐蚀电流虽然有所增大,但仍小于再碱化前的腐蚀电流密度,钢筋的腐蚀电位负移,但仍大于再碱化前的腐蚀电位.研究结果表明:再碱化后的混凝土结构对CO2具有较好的抵抗侵蚀的作用.     

硫化氢质量浓度和温度对碳钢在NACE溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱等电化学实验方法以及扫描电镜和能谱等表面分析技术对20#碳钢在不同H2S质量浓度(0,95.61,103.22,224.16 mg.L-1)、不同温度(25,35,45℃)下的NACE溶液(含CO2)中腐蚀行为进行了研究,同时对该环境下腐蚀产物的形成机制进行了探讨.发现在含有CO2的NACE溶液中,加入少量H2S,能加剧碳钢腐蚀,加速阳极铁的溶解和阴极氢气的析出.随着H2S质量浓度的增加,腐蚀电流密度增大,碳钢腐蚀加剧.温度升高,腐蚀极化电阻变小,腐蚀也会加剧.腐蚀试样外层絮状腐蚀产物主要是铁碳化物,接近基体表面的腐蚀产物主要是铁硫化物.     

镀液温度对脉冲电镀镍-铬-钼合金镀层的影响

采用脉冲电镀法在Q235钢表面制备了Ni-Cr-Mo合金镀层,利用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电子显微镜(SEM)、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)考察了镀液温度对镀层元素含量、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明,随镀液温度的升高,镀层镍含量减小,铬含量先增大后减小,钼含量增大;镀层沉积速率稍有增大,镀层表面颗粒尺寸增大,镀层在3.5%NaCl溶液中耐蚀性先增强后减弱;镀液温度为30℃时,镀层最为均匀致密,且具有最大的自腐蚀电位(-0.535V)、最小的腐蚀电流密度(0.123μA·cm~(-2))和最大的电荷转移电阻(2550Ω·cm~2),耐蚀性最好。     

低合金耐蚀钢筋在两种pH混凝土模拟孔溶液中的耐氯离子点蚀性能

对比研究了普通低碳钢筋(LC)和2种耐蚀钢筋(1%Cr和6%Cr)在未碳化(p H=12.6)与碳化(p H=10.6)模拟混凝土孔溶液中加入氯离子后的腐蚀行为.采用线性极化电阻(LPR)和电化学阻抗谱(EIS)表征钢筋的电化学行为,并通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对腐蚀产物进行微观形貌观察和元素分析.结果表明:在点蚀阶段,与LC钢筋相比,1%Cr钢筋的临界氯离子值未提高,而6%Cr钢筋则提高5~10倍;在腐蚀扩展阶段,1%Cr的耐蚀性能与LC钢筋相比有小幅提升,可能的原因是1%Cr钢筋中的Cr促使生成致密锈层.     

醋酸钾型除冰液薄液膜厚度对飞机用2024铝合金腐蚀电化学行为的影响

利用新型低温薄液膜腐蚀实验装置,对飞机用2024铝合金在低温(-5℃)条件下的醋酸钾型除冰液薄液膜下的电化学腐蚀电化学行为进行了研究。结果表明:在较薄(低于240μm)的除冰液薄液膜下飞机用铝合金腐蚀电流密度随液膜厚度增加而增加,电荷转移电阻1/Rct随薄液膜厚度增加而增加;在较厚(高于240μm)的除冰液薄液膜下飞机用铝合金腐蚀电流密度随液膜厚度增加而减小,电荷转移电阻1/Rct随薄液膜厚度增加而减小。研究表明除冰液薄液膜对飞机铝合金的腐蚀速度随薄液膜厚度增加呈现先增加后减小的规律。     

1-羟基苯并三氮唑和钼酸钠对铜的缓蚀协同作用

采用电化学、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等实验方法研究了1-羟基苯并三氮唑(BTAOH)和钼酸钠(Na2Mo O4)复配后对铜在ASTM D 1384模拟大气腐蚀溶液中的缓蚀协同作用.电化学实验结果表明:BTAOH与Na2Mo O4在50 mg·L-1的质量浓度条件下,以2∶1复配使用能够显著提高铜在模拟大气腐蚀溶液中的电荷转移电阻,降低腐蚀电流密度,缓蚀率达到90.7%;铜在模拟大气腐蚀溶液中的腐蚀产物呈聚集柱状堆砌在表面,而在含有缓蚀剂的溶液中表面平整致密,且疏水性增强,接触角显著增大至91.8°.X射线光电子能谱结果显示Na2Mo O4与铜表面作用后形成Mo O3和Mo O2,两种氧化物填充在BTAOH形成的表面膜的缝隙中,提高了膜的致密性,对铜产生良好的保护作用.     

晶粒细化对Cu-20Ag-30Cr合金在HCl溶液中腐蚀电化学行为的影响

采用机械合金化通过控制球磨时间制备不同晶粒尺寸的三元合金粉末,然后分别以真空热压工艺制备常规晶粒尺寸和纳米晶粒尺寸的Cu-20Ag-30Cr合金块状合金。并且利用PARM273A和M5210电化学综合测试系统对两种合金进行电化学腐蚀测试,通过测定电化学极化曲线和交流阻抗谱研究了常规晶粒尺寸和纳米晶粒尺寸的Cu-20Ag-30Cr合金在不同浓度HCl溶液中的腐蚀电化学行为。结果表明随着HCl浓度的增加,腐蚀电流密度随之持续增大,自腐蚀电位持续负移,传递电阻持续减小,表明合金的腐蚀程度加剧,合金的耐腐蚀性能减弱;在相同浓度的HCl溶液中,纳米晶粒尺寸的Cu-20Ag-30Cr合金的腐蚀电流密度明显高于高于Cu-20Ag-30Cr合金,表明经过晶粒细化合金腐蚀速度加快,其耐腐蚀性能下降。     

铝合金在3.5%NaCl中电化学腐蚀行为研究

铝是一种广泛应用于工业生产的金属元素,因此铝及其合金的耐蚀性能的研究对工业生产有着重要的意义。在制备阶段采用阳极氧化法对铝合金表面进行预处理,于是在合金表面获得了一层较致密的氧化膜。在电化学测试阶段利用PARM273A和M5210电化学综合测试系统,通过测定电化学极化曲线和交流阻抗谱研究了基体铝合金和阳极氧化处理后的铝合金在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。电化学测试结果表明:与基体合金相比,在3.5%NaCl溶液中,经过阳极氧化预处理后的铝合金的腐蚀电流明显下降,并且电荷传递电阻明显升高,说明经阳极氧化预处理后铝合金的耐腐蚀性能加强,腐蚀速度下降;阳极氧化后,铝合金在3.5%NaCl溶液中的阻抗图谱呈单容抗弧,因此腐蚀过程受电化学控制。     

冻融循环对埋地管线在盐渍土中腐蚀行为影响的室内模拟试验研究

为探清冻融循环过程对管线钢材在盐渍土环境中腐蚀的影响,通过室内模拟试验,采用电化学阻抗谱测试(EIS)技术和极化曲线测试手段研究了不同冻融循环次数下X70钢在NaCl污染砂体系中的电化学腐蚀行为。EIS测试结果表明:污染砂体系的阻抗值会随着冻融次数的增加而降低,降低的主要原因是冻融循环导致了体系电阻R_s及电荷转移电阻R_(ct)的降低;极化曲线测试结果表明线性极化电阻R_p随冻融循环次数的增加而降低。通过室内模拟试验可知污染砂体系的腐蚀性会随着冻融循环次数的增加而提高,即埋地管线在盐渍土中的使用寿命随着冻融循环次数的增加而降低。     

26CrMo4套管钢在三元复合驱溶液的腐蚀行为研究

采用电化学工作站测试了P110级套管钢(26CrMo4)在三元复合驱(ASP)溶液中的腐蚀电化学行为。研究了ASP中各主要成分、浓度和温度对26CrMo4钢腐蚀行为的影响。用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对静态浸泡腐蚀后的试件表面进行了测试分析。结果表明,26CrMo4钢在ASP、AS、A、AP溶液中,腐蚀速率依次增大。随ASP浓度增加,腐蚀电位增大,腐蚀电流密度减小,腐蚀速率也随之减小。无论对于强碱或弱碱ASP溶液,随着温度增加,26CrMo4钢的腐蚀电流密度增加,腐蚀速率加快。经80℃静态浸泡192 h后,26CrMo4钢主要发生均匀腐蚀,腐蚀产物主要为Fe(OH)3、FeCO3、Fe2O3。