管线钢在含硫化氢及高压二氧化碳饱和的NACE溶液中的腐蚀行为

利用高压釜研究了X60和X70钢在饱和H2S及CO2分压为2MPa的NACE溶液中高温高压腐蚀环境下的腐蚀行为．研究结果表明：1)在所研究的温度范围内,两种钢均表现出较高的腐蚀速率,且伴有不同程度的点蚀或蚀坑群,其中CO2引发点蚀,H2S会加速阴极和阳极的反应速率,造成严重点蚀．2)随着温度的升高,武钢X60的腐蚀速率呈上升→下降→上升的趋势,宝钢X70的腐蚀速率呈下降→上升→下降的趋势．3)两种钢的表面腐蚀产物膜结构主要为铁的硫化物．4)Cl^-为点蚀的“激发剂”,并且在点蚀坑内富集,导致局部Cl^-浓度差不同,形成电偶腐蚀,促进点蚀发生．     

碳钢、不锈钢在六种不同环境介质中的电化学腐蚀行为

利用电化学测量技术,通过测量材料的极化曲线,研究了45#碳钢和奥氏体不锈钢在六种不同环境介质中的电化学腐蚀行为。结果表明：两种材料在六种环境介质中的饱和CO2NACE溶液中的平均腐蚀速率最大,且在NACE溶液中,CO2的通入使材料的腐蚀速率提高,加快材料的腐蚀。在CO2饱和条件下,乙酸根的存在,使CO2对材料的腐蚀明显增大。     

金属极化行为影响因素的研究

通过测定铁和碳钢电极在不同的电解质溶液、碳钢电极在不同浓度和温度的(NH4)2CO3溶液中的极化曲线来研究电极材料、电解质溶液的种类、(NH4)2CO3溶液的浓度以及温度等因素对金属钝化行为的影响.     

FV520B钢在H_2S/CO_2环境下的应力腐蚀

采用慢应变速率应力腐蚀拉伸试验方法,开展了FV520B钢在模拟管道压缩机叶轮腐蚀介质环境中的高温、高压应力腐蚀开裂(SCC)研究,探讨了H2S浓度、CO2浓度、温度、压力等环境参数对FV520B钢应力腐蚀开裂的影响规律和作用机制.试验结果表明,H2S起主要腐蚀作用,应力腐蚀敏感指数随H2S浓度的增加而增大,而压力在一定范围内对应力腐蚀敏感指数影响不大.通过试样断口微观形貌观察分析,研究其应力腐蚀行为和机理,并计算不同环境参数下的应力腐蚀敏感指数,运用回归分析方法建立了FV520B钢在H2S/CO2环境中应力腐蚀敏感指数与介质浓度、温度、压力等环境参数之间的数学模型,表明H2S浓度、温度对应力腐蚀敏感指数的影响较为显著,同时,4种参数对应力腐蚀敏感指数产生交互作用.     

X65钢在CO2/H2S介质中的高温高压腐蚀行为

利用高温高压釜,通过失重法、SEM、XRD以及电子探针进行微观结构分析,对90、120、150℃时X65钢在模拟油气田CO2/H2S环境中的腐蚀行为进行研究.结果表明:在实验条件下,X65钢发生严重的CO2/H2S腐蚀.随着温度的升高,腐蚀速率呈上升再下降的趋势(120℃时为最大值).表面都生成了FeCO3为主的腐蚀产物膜;CO2/H2S腐蚀的协同作用形成了钢表面独特的点蚀和台地腐蚀特征.CO2/H2S腐蚀是各种因素相互作用的结果.     

CO2分压对N80钢腐蚀产物膜保护性能的影响

利用高温高压釜对N80钢进行了两种温度、不同CO2分压下的腐蚀实验.测量了腐蚀速率,观察了腐蚀产物膜的宏观形貌及去除腐蚀产物膜后金属基体的表面状态,用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀产物膜的微观形貌并测量了膜的厚度,对在不同条件下成膜的N80钢进行了电化学极化曲线与交流阻抗谱(EIS)分析.结果表明:CO2分压升高,腐蚀产物膜保护性能提高,但由于介质的腐蚀性增强,腐蚀速率上升;膜局部缺陷是导致金属基体表面点蚀的主要诱因,CO2分压升高有利于减少65℃时膜表面的局部缺陷;在90℃下腐蚀产物膜的保护性能比65℃下对CO2分压的变化更为敏感.     

低铬钢H2S/CO2腐蚀电化学阻抗谱特征

采用电化学阻抗谱技术研究了4种不同含Cr量的P110钢的H2S/CO2腐蚀电化学特征。结果表明：H2S的存在有利于金属表面成膜,导致低频感抗弧消失。在H2S/CO2环境中腐蚀阻力比纯CO2环境中的腐蚀阻力大,H2S可显著降低腐蚀腐蚀速率。随着含Cr量增加,腐蚀速率出现极小值的H2S浓度升高。高含钢的耐蚀性不一定优于低含铬钢,其耐蚀性能与H2S浓度密切相关。     

16MnR钢硫化氢腐蚀与氢渗透规律的研究

利用Devanathan Stachurski电化学法和失重法,在不同浓度的硫化氢溶液中研究16MnR钢的腐蚀速率和稳态氢渗透电流密度随硫化氢质量分数变化的规律.实验结果表明,其变化规律可用3个不同的线性方程拟合,通过数学处理,求得16MnR钢的腐蚀速率和渗氢电流密度之间的定量方程.H2S的质量分数超过160×10-6以后,腐蚀产物Fe2+与H2S反应形成FeS(1-x)沉积物附着在钢的表面上,使腐蚀速率减小.H2S腐蚀的渗氢效率约在10-4的数量级范围.     

超级13Cr马氏体不锈钢在CO_2 及H_2 S/CO_2 环境中的腐蚀行为

在模拟油田腐蚀环境中,通过高温、高压、CO2和H2S/CO2腐蚀实验及电化学测试,研究超级13Cr马氏体不锈钢的腐蚀行为.结果表明:在CO2腐蚀环境中,随着温度的升高,超级13Cr的均匀腐蚀速率呈稍微上升的趋势,点蚀轻微;在H2S、CO2共存条件下,超级13Cr的均匀腐蚀速率变化不大,点蚀严重,当Cl-的质量浓度为160g.L-1时,其最大点蚀深度可达28μm.超级13Cr的点蚀电位明显高于普通13Cr的点蚀电位,温度升高、Cl-的质量浓度增大和H2S气体的存在降低了超级13Cr的点蚀电位,而CO2对超级13Cr的点蚀电位影响不大;在N2、CO2环境中,超级13Cr的回复电位都在钝化区间,且回复电位较高,具有良好的再钝化能力.H2S气体的存在同样使超级13Cr的回复电位和点蚀电位显著降低.     

含氯离子环境下锌铝伪合金涂层的耐蚀性及电化学特性

采用盐雾试验和电化学阻抗谱测试技术研究了纯锌和锌铝伪合金涂层在含氯离子环境中的腐蚀行为和电化学特性,通过扫描电镜、X射线物相分析等手段研究了原始涂层及腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的相结构,并对两种涂层的腐蚀机理进行了初步的探讨.随着盐雾时间的增加,纯锌涂层表面逐渐生成疏松多孔的胞状腐蚀产物层,主要腐蚀产物为Zn5(OH)8-Cl2H2O、ZnO和Zn5(CO3)2(OH)6,盐雾试验达到768 h后腐蚀产物层局部区域发生龟裂.锌铝伪合金涂层表面生成致密的腐蚀产物层,主要为Zn5(OH)8Cl2H2O、Zn0.71Al0.29(OH)2(CO3)0.145.xH2O及ZnAl2O4.电化学阻抗谱测试结果表明:随着盐雾时间的延长,两种涂层的电荷转移电阻均逐渐增大,但锌铝伪合金涂层的阻抗要明显大于纯锌涂层,表现出了更好的耐蚀性.     

Influence of oxide scales on the corrosion behaviors of B510L hot-rolled steel strips

The influence of oxide scales on the corrosion behaviors of B510L hot-rolled steel strips was investigated in this study. Focused ion beams and scanning electron microscopy were used to observe the morphologies of oxide scales on the surface and cross sections of the hot-rolled steel. Raman spectroscopy and X-ray diffraction were used for the phase analysis of the oxide scales and corrosion products. The corrosion potential and impedance were measured by anodic polarization and electrochemical impedance spectroscopy. According to the results, oxide scales on the hot-rolled strips mainly comprise iron and iron oxides. The correlation between mass gain and test time follows a power exponential rule in the damp-heat test. The corrosion products are found to be mainly composed of γ-FeOOH, Fe₃O₄, α-FeOOH, and γ-Fe₂O₃. The contents of the corrosion products are different on the surfaces of the steels with and without oxide scales. The steel with oxide scales is found to show a higher corrosion resistance and lower corrosion rate.     

X65MS钢在饱和H2S/CO2环境下的腐蚀产物研究

利用高温高压反应釜模拟酸性油气输送环境,研究X65MS管线钢在饱和H₂S/CO₂环境下的腐蚀行为.采用加速腐蚀实验法评测不同浸泡周期下的平均腐蚀速率.借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子探针(EPMA)等测试技术,分析了不同实验周期下氧化产物膜层的物相组成、表面形貌和截面形貌.结果表明,根据平均腐蚀速率随时间变化曲线的走势与氧化膜层的结构特征,腐蚀过程分为三个阶段.腐蚀过程以H₂S腐蚀为主,氧化产物主要为硫铁化合物(Fe_○xS_○y).随着浸泡时间的增加,铁元素比例减小,富S相比例增大,腐蚀产物膜层厚度增加,结构由疏松逐渐变为均匀、致密,腐蚀产物顺序为马基诺矿(Mackinawite)→过渡相陨硫铁(Troilite)→磁黄铁矿(Pyrrhotite),稳定的磁黄铁矿对X65MS管线钢基体的耐蚀性起到保护作用.     

大牛地奥陶系马五段硫化氢腐蚀机理与影响因素

为了解决大牛地气田硫化氢腐蚀严重问题,分析了硫化氢腐蚀机理以及影响腐蚀程度的因素。结合大牛地奥陶系马家沟组马五段地质条件以及硫化氢赋存条件确定该区域硫化氢形成的机理,为硫酸盐热化学还原反应;且该区域存在的大量石膏层为含硫化氢气体提供了良好的圈闭条件。硫化氢腐蚀模拟试验模拟了马五段地层水环境对N80钢和P110钢的腐蚀程度,P110钢的腐蚀程度较N80钢轻微,两者均属于极严重腐蚀。结合腐蚀表面微观形貌观测与腐蚀产物能谱分析得出:大牛地奥陶系马家沟组马五段硫化氢腐蚀机理为高温高压下CO2/H2S电化学腐蚀为主;并伴随有高Cl-破坏腐蚀产物膜加速腐蚀。硫化氢腐蚀影响因素分析得出温度和CO2含量增加会加速硫化氢腐蚀。     

Effects of laser heat treatment on the fracture morphologies of X80 pipeline steel welded joints by stress corrosion

The surfaces of X80 pipeline steel welded joints were processed with a CO₂ laser, and the effects of laser heat treatment (LHT) on H₂S stress corrosion in the National Association of Corrosion Engineers (NACE) solution were analyzed by a slow strain rate test. The fracture morphologies and chemical components of corrosive products before and after LHT were analyzed by scanning electron microscopy and energy-dispersive spectroscopy, respectively, and the mechanism of LHT on stress corrosion cracking was discussed. Results showed that the fracture for welded joints was brittle in its original state, while it was transformed to a ductile fracture after LHT. The tendencies of hydrogen-induced corrosion were reduced, and the stress corrosion sensitivity index decreased from 35.2% to 25.3%, indicating that the stress corrosion resistance of X80 pipeline steel welded joints has been improved by LHT.     

带状组织对SSCC和CO2腐蚀的影响

利用ＳｈｅｌＴｙｐｅ法和ＮＡＣＥ拉伸试验研究了低碳锰钢的硫化物应力腐蚀开裂（ＳＳＣＣ）行为,结果表明：存在带状组织,且与外加应力方向平行时可提高ＳＳＣＣ抗力．带状组织的存在还可降低ＣＯ２腐蚀速率,温度升高ＣＯ２腐蚀速率增大,并提出了带状组织影响ＳＳＣＣ和ＣＯ２腐蚀的物理模型．     

347H不锈钢电化学腐蚀行为研究

使用电化学工作站检测热轧态347H不锈钢、固溶态酸洗347H不锈钢和固溶处理态347H不锈钢在3.5wt.%NaCl、5wt.%H₂SO₄和5wt.%NaOH腐蚀介质中的电化学腐蚀行为,绘制极化曲线和电化学阻抗谱研究固溶处理对347H不锈钢电化学腐蚀行为的影响.结果表明:在3.5wt.%NaCl腐蚀介质中,固溶态酸洗347H不锈钢表现出最佳的耐腐蚀性,而固溶处理会降低热轧态347H不锈钢的耐腐蚀性能.在5wt.%H₂SO₄腐蚀介质中,通过1 160 ℃固溶处理2 h,347H不锈钢的耐腐蚀性有所提高.在5wt.%NaOH腐蚀介质中,热轧态347H不锈钢的自腐蚀电流密度和其他状态的347H不锈钢相比要小一个数量级,因此,热轧态347H不锈钢更耐5wt.%NaOH腐蚀介质的腐蚀.     

油田埋地碳钢管道外腐蚀行为研究

针对大庆油田龙虎泡作业区埋地碳钢管道外腐蚀较为严重的情况,通过检测埋管防护层破损点周围土壤的物理、化学性质和硫酸盐还原菌（SRB）数量,分析土壤的腐蚀性。采用扫描电镜能谱（SEM-EDS）、X射线衍射（XRD）和红外光谱（IR）等技术对管道外壁腐蚀物的形貌、元素组成和矿物成分等进行了表征和分析。借助动电位极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）进一步研究了埋地碳钢管道外壁在土壤浸出液中的腐蚀行为。结果表明,作业区潮湿的盐碱性土壤环境和复杂多变的土壤性质使该地区埋地碳钢管道发生腐蚀;腐蚀产物主要包括Fe₃O₄和FeOOH,其中FeOOH位于外层,Fe₃O₄位于内层;腐蚀产物通过参与阴极反应或充当大阴极来加剧管道腐蚀。     

温度对L80碳钢在含CO2天然海水中腐蚀行为的影响

 通过高温高压试验和电化学技术研究了温度对L80碳钢在含CO₂天然海水中腐蚀行为的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)、能量弥散X射线谱(EDS)和X射线衍射(XRD)对腐蚀产物膜进行了表征。结果表明,随着温度的升高,L80碳钢在液相条件下的腐蚀速率呈先增大后减小的趋势,在90℃达到最大值;而在气相条件下呈现与液相条件下完全相反的趋势。腐蚀产物膜的主要成分为FeCO₃,FeCO₃膜层的阴离子选择透过性以及Cl^-在L80碳钢表面的吸附促进了CO₂腐蚀,在90℃的气相和液相中所形成的腐蚀产物膜的电化学特征进一步验证了高温高压试验结果。     

用于散热器的冷轧钢板耐蚀性

利用化学浸泡及电化学方法研究了４种钢制散热器材质在不同含氧量和氯离子浓度下的腐蚀速度及耐蚀性，并用Ｘ射线衍射对锈蚀物进行了结构分析。实验结果表明，钢材腐蚀速度主要取决于供热水系统中的溶氧量。在脱氧条件下则形成Ｆｅ３Ｏ４保护膜，此时氯离子将加速材料的腐蚀。腐蚀极化电阻则随残余应力的增加而下降。