土壤中氯离子对X70钢腐蚀影响的电化学研究

利用极化曲线技术和电化学阻抗测试技术,研究了X70钢在含不同浓度氯离子土壤中的腐蚀行为．实验结果表明：氯离子对X70钢腐蚀的影响显著．随着土壤中氯离子浓度的增加,X70钢的腐蚀速率也增加．当土壤中氯离子增大到0．3％时,腐蚀速率最大,而后X70钢的腐蚀速率随着氯离子浓度的增大而减小．     

X70钢在乳酸溶液中腐蚀行为的电化学研究

运用交流阻抗（EIS）法和单线性扫描（LSV）法研究X70钢在乳酸溶液中的腐蚀行为，乳酸浓度和温度对X70钢腐蚀行为的影响．实验表明：在相同温度下，随着乳酸溶液浓度的增加，X70钢的腐蚀电位先正移后负移，自腐蚀电流先增大后减小，腐蚀速率先增大后减小；当乳酸的浓度不变时，随着乳酸溶液温度的增大，腐蚀电位逐渐正移，自腐蚀电流逐渐增大，其腐蚀速率逐渐增大．     

X70管线钢焊接接头组织及其海水腐蚀规律

对X70管线钢现场实际焊接工艺下的焊接接头,采用显微镜、电化学方法及失重法等方法和手段对母材、焊缝、热影响区进行了显微组织分析和在海水中的极化曲线、腐蚀速率的测试,研究焊接接头在模拟海水环境中的腐蚀性能。研究表明,X70管线钢焊接接头各区域组织不均匀,实验室模拟海水环境下的电化学行为、腐蚀速率存在明显差异;在海水腐蚀过程中腐蚀电位和腐蚀速率会发生变化,热影响区（HAZ）与母材及焊缝形成电偶腐蚀,接头腐蚀以点蚀为主。     

X70管线钢焊接工艺研究

X70是一种微合金高强度管线钢,起源于上个世纪的70年代的国外。本文通过对巴西管线建设中X70管线钢的自动焊工艺的系统分析,进行了优势对比和特性探究,以便改进我国的管线自动焊焊接施工工艺,提高我国管线建设技术。     

土壤中宏电池对X70钢腐蚀作用的研究

摘要：利用失重法、电化学阻抗测试技术等方法,研究了X70钢在土壤中的宏电池腐蚀行为。试验结果表明,宏电池粘土中 阳极的腐蚀速率为自然腐蚀速率的307倍。在宏电池阴阳极面积比15∶1情况下,粘土中宏电池阳极的腐蚀速率为阴阳极面积比1∶1时的210倍。随着实验时间的增加,粘土中X70钢自然腐蚀速率逐渐减 小,而宏电池阳极的腐蚀速率一直保持着相当高的腐蚀速率。     

X70异种钢焊接接头的电偶腐蚀行为

利用SEM和光学显微镜对X70异种钢焊接接头进行显微组织观察,并在模拟土壤溶液中测量各区极化曲线以及焊缝和X70钢以不同面积比偶合时的电偶腐蚀电流.结果表明,该接头熔合区很窄,无类马氏体存在,焊缝为细小树枝晶,Nb和Mo元素严重偏析于枝晶间,在实验溶液中该区呈钝化状态,具有优异的耐蚀性.热影响区粗晶区主要为粗大贝氏铁素体和分布不均匀的长条状M-A组元,而X70母材为细小贝氏体组织,二者腐蚀行为无明显差别,阳极极化电位超过150mV时前者的极化率略高于后者.在焊缝与X70的电偶腐蚀中,阴极反应受氧扩散控制,随阴/阳极面积比增大,X70腐蚀电流密度急剧增加,具有近似"汇集原理"的腐蚀特点,偶合时焊缝阴极极化电位很高,受到完全保护.     

X70钢在含SO2的弱酸性溶液中的腐蚀行为的电化学研究

用动电位扫描法和交流阻抗法研究了弱酸性溶液中SO2的存在、溶液酸度、温度、浸泡时间和极化电位对X70钢腐蚀行为的影响.结果表明,X70钢在含有SO2的弱酸性溶液中的腐蚀反应过程是受阳极控制的;SO2的存在促进了X70钢腐蚀反应阳极过程的进行;增加酸度和提高温度,主要促进了X70钢腐蚀反应的阴极过程;随着浸泡时间的延长和极化电位的增大,X70钢腐蚀反应的阻抗的模值逐渐减小,高频端相角最大处逐渐向高频方向漂移,相角最大值不断减小.     

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。     

含Cl^-，SO4^2-溶液中X70管线钢缝隙的阴极极化行为

研究了X70管线钢缝隙在含Cl-、SO42-溶液中阴极极化行为.实验结果表明:在-1000mV(CSE)缝口控电位下,随着缝隙开口尺寸增大,缝隙尖端越靠近缝口控电位;在同一缝隙开口尺寸时,随着缝口控电位的增大,缝隙内越容易达到保护状态.欠保护状态下,缝隙腐蚀会发生,缝隙内溶液pH值降低;保护状态下,缝隙内溶液pH值升高有碱化趋势.     

X70管线钢静态和动态韧性试验研究

在不同试验温度下，对X70管线钢缺口沿厚度方向的标准夏比V型缺口试样进行动态试验和静态试验，研究了X70管线钢的力学性能与加载速率的关系．通过对试验实测的载荷—位移曲线和破坏断口的分析，发现X70管线钢的韧性、试验曲线上最大载荷所对应的位移随试验温度降低而降低；同一试验温度下动态试验曲线上最大载荷所对应的位移小于静态试验曲线上最大载荷所对应的位移；加载速率对试样断面沿厚度方向收缩的影响与试验温度有关；无论是动态试验还是静态试验，试样断口均出现垂直于缺口方向的分层裂纹；试验温度对动态试验屈服载荷、最大载荷以及静态试验最大载荷的影响较小；随着试验温度升高，裂纹形成功和破坏总功均升高，加载速率对破坏总功的影响同样与试验温度有关．     

NaCl薄层液膜下X70钢腐蚀的电化学研究

采用交流阻抗法和极化曲线法研究了X70钢在NaCl薄层液膜下的电化学行为．研究结果表明：Cl^-浓度的增大,促进了X70钢在溶液中的阳极反应,降低了电荷传递电阻和自腐蚀电位,腐蚀速率增大,Cl^-浓度大于0．20mol／L时,X70钢腐蚀速率反而降低．在0．20mol／L NaCl薄层液膜下,液膜厚度在1000—120μm时,阴极极限扩散电流变化不大,液膜厚度小于120μm,阴极极限扩散电流剧增;随着液膜厚度减薄,X70钢的腐蚀速率先增大后降低．     

RH生产X70管线钢的不同工艺研究

从冶金效果、设备性能、工艺条件等方面对LF-RH与RH-LF二次精炼法进行了全面的研究,分析了两种工艺下RH真空处理的特点,对两种工艺下管线钢中有害元素及夹杂物的控制进行了讨论.LF-RH与RH-LF工艺下生产的X70管线钢铸坯中的T[O]平均为14×10-6和19×10-6,显微夹杂物个数分别为2.48个/mm2和2.62个/mm2,达到很高的洁净度水平.LF-RH工艺铸坯中氮平均为53×10-6,RH-LF工艺条件下铸坯氮含量为平均38×10-6,为以后生产更高质量的管线钢积累了经验.     

X70管线钢在含CO2湿气环境下腐蚀产物膜的生长

针对X70管线钢在湿气CO2环境下腐蚀产物膜的生长过程,利用高温高压冷凝反应釜进行不同腐蚀时间的动态模拟冷凝试验,分析腐蚀速率随腐蚀时间的变化规律。通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)考察不同腐蚀时间下腐蚀产物膜的微观形貌和成分。进行湿气温度为25℃的静、动态模拟冷凝试验,对比动、静态条件下腐蚀产物膜的微观形貌,考察流动状态对腐蚀速率和腐蚀产物膜生长的影响。在湿气冷凝腐蚀的特殊腐蚀环境下,探讨不同腐蚀阶段FeCO3形核和长大的关系,建立低温条件下X70钢湿气CO2腐蚀产物膜的成膜机制。结果表明:流动条件下湿气腐蚀速率高于静态条件,且流动条件下的腐蚀产物膜厚度较厚;X70钢低温下湿气腐蚀产物膜总体呈现无定形状态,内部镶嵌有FeCO3颗粒。     

国产X70管线钢与焊接接头组织及SSCC性能

输气管道的服役条件多为潮湿环境,输送介质含H2S.随着国产X70管线钢在西气东输工程中的应用,国产高强度管线钢硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)性能研究显得尤为重要.为此,测试、分析了国产X70管线钢及其焊缝的组织,进一步采用慢应变速率法(SSRT)研究了H2S对国产X70管线钢及其焊接接头SSCC的影响,国产X70管线钢及其焊接接头在含H2S腐蚀介质中应力腐蚀敏感性随H2S浓度的增加而增加,在H2S质量分数为50×10-400时,母材的脆性系数为19. 9500,焊缝的脆性系数高达59. 1900.若以2500视为安全值,则在H2S浓度为50×10-40时的母材就SSCC而言是安全的,而焊缝却是不安全的.     

X70钢在新疆库尔勒土中的早期腐蚀行为

模拟新疆库尔勒土的现场条件,通过室内模拟腐蚀试验和微观分析,对X70钢在该土壤中的早期腐蚀行为进行了研究.结果表明:X70钢在新疆库尔勒土中早期腐蚀为典型的溃疡状局部腐蚀,发展速度很快.早期腐蚀以腐蚀孔和腐蚀斑两种形态开始,随后向横向和纵向扩展,横向扩展速率相对较快.含水量对早期腐蚀状态和发展速率有明显影响.腐蚀区域绝大部分被腐蚀产物覆盖,产物层疏松、多孔.产物成分以Fe的氧化物为主,同时含有Fe的氯化物.     

X70钢在模拟大气腐蚀水中的腐蚀行为研究

采用极化曲线法和交流阻抗法研究了X70钢在含0．5g／L的Na2SO4、Na2CO3、NaCl模拟大气腐蚀水中的电化学行为．结果表明：随着浸泡时间的延长,X70钢腐蚀速率逐渐降低;液膜厚度在1000—800μm时,阴极极限扩散电流变化不大,液膜厚度小于800μm时,阴极极限扩散电流剧增．随着液膜厚度减薄,X70钢腐蚀速率呈增大趋势．     

X70钢在高温高压二氧化碳酸性溶液中的腐蚀行为

利用高温高压釜,通过失重法、SEM、XRD以及电子探针微观结构分析等方法,研究X70钢在3种不同高温条件下及2 MPa分压的饱和CO2环境介质中的腐蚀行为.结果表明,在所研究的温度范围内,X70钢在CO2环境介质中表现出高的腐蚀速率;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;表面腐蚀产物膜的主要成分为Fe3C和FeCO3;CO2腐蚀的作用形成了钢表面点蚀、条状腐蚀特征,EPMA分析显示碳元素也呈条状分布;试样中沿轧制方向的两相对平行侧面的点蚀特征明显,而垂直于轧制方向的两相对平行侧面点蚀极少;CO2腐蚀是各种因素相互作用的结果.     

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.SO2-4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.HCO-3和NO-3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.     

高温高压喷射条件下X70管线钢的CO2腐蚀形貌

利用自主研发的高温高压环路喷射装置并结合流体动力学模拟计算,研究了高温高压CO2环境流体喷射条件下X70钢的腐蚀产物微观形貌、基体表面三维形貌、腐蚀减薄量及其统计规律,并探讨了与流体状态之间的关系.结果表明,高温高压流体喷射条件下,不同流态区域内流体传质速率和壁面切应力的差异是造成X70钢腐蚀产物、基体表面三维形貌及腐蚀减薄量差异的主要原因.按照层流区→壁面喷射区→过渡区的顺序,流体壁面切应力逐渐增加,不断减薄腐蚀产物膜直至其脱落,造成传质过程阻力减小,传质速率增大,腐蚀过程不断加剧.因此,按照层流区→壁面喷射区→过渡区的顺序,X70钢表面腐蚀产物膜由完整致密向疏松多孔变化,基体表面三维形貌呈现平坦→陡峭→非常陡峭的特征,三维表面高度偏差和均方根偏差、腐蚀减薄量平均值和标准差均呈现逐渐增大的趋势.在高温高压流体喷射条件下,X70钢的CO2腐蚀速率与壁面切应力之间较好地满足指数关系.     

氯盐污染砂对X70钢早期电化学腐蚀行为的影响

采用EIS技术、极化曲线以及SEM等方法,通过室内试验研究了X70钢在NaCl与KCl污染砂中的电化学腐蚀行为,结果表明:当污染砂浓度为9%时,X70钢在KCl污染砂中腐蚀速度大于其在NaCl污染砂中的腐蚀速度;当浓度为3%、污染龄期为3 d时,NaCl污染砂中X70钢的腐蚀速率较大。由EIS测试结果可知:X70钢在KCl与NaCl污染砂中的Nyquist图主要由单容抗弧组成,腐蚀产物与砂粒之间的结合层电阻Rf是阻碍X70钢早期腐蚀失效的主要原因。X70钢片试样表面出现很多腐蚀坑,腐蚀形式主要以点腐蚀为主。当污染浓度为9%时,X70钢片在KCl污染砂中表面腐蚀坑的数量较多,表明了钾盐污染环境对X70钢的腐蚀程度要高于钠盐污染环境。