X65钢CO2腐蚀产物膜电化学行为研究

在模拟油田CO2腐蚀环境下,利用失重法、极化曲线及交流阻抗技术研究了X65钢在不同腐蚀时间和不同温度下形成的腐蚀产物膜特征。结果表明,腐蚀产物膜的生成可以显著降低腐蚀电流密度;从65℃,75℃到90℃时,随着温度的升高,腐蚀速率逐渐下降;从90℃到115℃时,腐蚀速率又开始上升。不同腐蚀时间电化学阻抗谱(EIS)曲线主要有高频容抗弧、低频感抗弧和低频容抗弧,其中低频感抗弧与试样表面活化溶解有关,低频容抗弧与试样表面腐蚀产物膜的生成有关。随着温度的升高,腐蚀产物膜的交流阻抗谱形状发生了变化。     

AH32钢表面磁控溅射制备复合涂层腐蚀行为及机理研究

为提高AH32船板用钢在模拟海洋环境下的耐蚀性,利用热丝增强等离子体磁控溅射技术对AH32船板用钢表面进行离子渗氮并在渗氮后的表面制备了Cr(Ti)N复合涂层。利用扫描电镜观察了不同涂层的截面组织形貌;利用失重法测试不同涂层在人工海水中的耐冲刷腐蚀能力;利用X射线衍射、扫描电镜表征了不同涂层冲刷实验后腐蚀产物的成分和形貌;利用电化学工作站测量了不同涂层耐蚀性,并讨论了不同涂层与基体在人工海水中的腐蚀机理。结果表明:离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层均能提高AH32钢基体的耐蚀性。离子渗氮的涂层与离子渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的年平均腐蚀失重率分别为1 485 g/m2·a和1 278 g/m2·a,均明显低于基体的年平均腐蚀失重率(2 134 g/m2·a)。离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N复合涂层均可提高涂层的自腐蚀电位,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的腐蚀电流密度与基体相比下降了一个数量级,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的耐蚀性最佳。     

AH32钢表面磁控溅射制备复合涂层腐蚀行为及机理研究

为提高AH32船板用钢在模拟海洋环境下的耐蚀性,利用热丝增强等离子体磁控溅射技术对AH32船板用钢表面进行离子渗氮并在渗氮后的表面制备了Cr(Ti)N复合涂层。利用扫描电镜观察不同涂层的截面组织形貌;利用失重法测试不同涂层在人工海水中的耐冲刷腐蚀能力;利用X射线衍射、扫描电镜表征了不同涂层冲刷实验后腐蚀产物的成分和形貌;利用电化学工作站测量了不同涂层耐蚀性,并讨论了不同涂层与基体在人工海水中的腐蚀机理。结果表明:离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层均能提高AH32钢基体的耐蚀性。离子渗氮的涂层与离子渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的年平均腐蚀失重率分别为1 485 g/m~2·a和1 278 g/m~2·a,均明显低于基体的年平均腐蚀失重率(2 134 g/m~2·a)。离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N复合涂层均可提高涂层的自腐蚀电位,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的腐蚀电流密度与基体相比下降了一个数量级,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的耐蚀性最佳。     

超高强度钢在大气环境中应力腐蚀行为研究

 采用慢应变速率拉伸测试技术研究了一种新型超高强度不锈钢Cr12的应力腐蚀开裂(SCC)行为,结合扫描电镜对应力腐蚀断口形貌进行观察和分析.结果表明,Cr12钢的空拉试样有明显的颈缩现象,断口四周平齐,为裂纹的起源与快速扩展区,以准解理断裂形貌为主.在弱酸性溶液中SCC敏感性增大,断口仍为准解理形貌,局部出现滑移台阶.在弱酸性气氛环境中,氧在薄液膜中的扩散能更快地到达金属表面,阴极反应的供氧量充足,阴极极化强化,钝化膜的稳定性和完整性受到破坏,点蚀更容易发生,从而增大了其SCC敏感性.Cl－通过诱发点蚀形成和阻碍钝化膜修复显著提高了Cr12钢的应力腐蚀敏感性,降低了钢的强度和塑性.应力腐蚀裂纹起源于点蚀坑处,SCC机制可用滑移－膜破裂理论进行解释.     

碳钢CO2腐蚀产物膜生长行为研究

利用高温高压CO2腐蚀模拟试验、微观形貌观察和电化学测试研究了16Mn钢腐蚀行为随时间的变化,探讨腐蚀产物膜形成过程。随腐蚀时间延长,16Mn钢均匀腐蚀速率减小,腐蚀产物晶粒逐渐长大并堆垛紧密,逐渐成膜覆盖于金属表面,膜厚先增加后逐渐趋于稳定,对基体保护能力增强。随腐蚀时间延长,有膜覆盖的16Mn腐蚀电流密度减小,极化电阻增加。腐蚀初期的电化学阻抗谱呈现3个时间常数,随时间延长,中低频区感抗弧逐渐消失,完整的腐蚀产物膜覆盖金属表面而对电化学反应过程产生影响。     

热镀锌钢在模拟混凝土孔隙液中电化学腐蚀行为

采用电化学阻抗法研究了不同pH值、不同氯离子浓度条件下热镀锌钢在模拟混凝土孔隙液中的电化学腐蚀行为,建立了两种腐蚀等效电路模型,分析了腐蚀参数的变化规律.结果表明:当饱和Ca(OH)2溶液受到严重碳化(pH<11)时,热镀锌钢在该体系中会发生析氢反应,耐腐蚀性能降低;当饱和Ca(OH)2溶液受到较小程度的碳化(11.5≤pH<12.5)反而更有利于热镀锌钢的进一步钝化,耐腐蚀性能提高,pH=12.0时的年腐蚀率最小,仅为0.59μm/a,而pH=12.5时的年腐蚀速率约为1.21μm/a;当饱和Ca(OH)2溶液未碳化(pH=12.5)且NaC l浓度不超过0.5%时,热镀锌钢在该体系中所形成的钝化膜的耐蚀性能较好,不会发生析氢反应;随着碳化程度的增大,氯离子对热镀锌钢腐蚀作用加剧.     

医用钛合金表面沉积AlTiN涂层在模拟人体生理环境中的腐蚀行为

采用高度离子化脉冲工艺(H．I．P)在医用Ti6Al4V合金表面成功制备了AlTiN陶瓷涂层。采用电化学腐蚀方法用三电极系统对Ti6Al4V—AlTiN在模拟人体生理环境中进行抗侵蚀试验,并作出极化曲线与Ti6Al4V合金进行对比分析。分析表明：相同条件下,Ti6Al4V -AlTiN在模拟人体生理环境中的抗侵蚀性更加优异。     

模拟泥沙海水冲刷环境下3C钢的腐蚀电化学行为

建立了实验室模拟海水冲刷腐蚀测试系统,采用极化阻力和电化学阻抗谱(EIS)等测试技术,研究了模拟实海流速冲刷环境下3C钢的腐蚀电化学行为以及流速和泥沙含量对3C钢腐蚀行为的影响.结果表明:在模拟实海流速≤0.80 m/s、泥沙质量分数≤1.50%o时,3C钢在无泥沙和含泥沙海水中的EIS特征都为单一容抗弧;腐蚀电位随着流速的增加而升高,极化阻力则随流速的增加而减小,说明流速的增加加速了3c钢的腐蚀;泥沙含量的增加增大了表面冲刷作用,导致3C钢的腐蚀速率略有增大.     

Q235钢表面环氧复合涂层在变电站环境中的腐蚀行为分析

以Q235钢表面涂覆的环氧富锌底漆,水性聚氨酯中间漆,银灰环氧磁漆构成的环氧复合涂层为对象,研究变电站环境中涂层自然暴露18个月后的腐蚀行为,并将其与用5%NaCl溶液浸泡250天处理的涂层的腐蚀行为做对比。采用电化学阻抗谱(EIS)研究环氧复合涂层试样的电化学腐蚀行为,评价环氧复合涂层的耐候性与耐盐性,并通过FT-IR表征涂层浸泡和自然暴露过程的结构变化。结果表明,环氧复合涂层试样在5%NaCl溶液中浸泡250d后,涂层阻抗从3.967×10~9Ω·cm2降至9.780×10~2Ω·cm~2,其失效机制为腐蚀介质通过涂层微孔逐渐渗入涂层中形成微观电通路,导致涂层孔隙率逐渐增大,基底材料腐蚀加速;自然暴露试验18个月的试样,其涂层阻抗为2.708×10~6Ω·cm~2,防护性良好。     

AF1410钢电子束焊接件在模拟海洋环境中的腐蚀行为

采用中性盐雾试验模拟海洋环境,研究了 AF1410钢电子束焊接接头不同位置、不同暴露时间的腐蚀电化学阻抗谱特征,并结合电子束焊接接头组织结构分析评价了焊缝熔合区及母材的耐腐蚀性能及电化学行为。开路电位及阻抗谱研究表明,焊缝熔合区的粗大回火马氏体和析出碳化物易构成腐蚀电池,比基材腐蚀反应阻力小,易引起电化学腐蚀。建立了不同腐蚀阶段的阻抗谱等效电路,并对其进行了拟合。     

碳钢在四川典型盐化工环境中的大气腐蚀行为

为研究四川电网输变电设备在典型工业环境中的金属腐蚀特点,以便为输变电设备差异化防腐措施提供理论指导,选取碳钢为研究对象,针对四川典型盐化工城市自贡市,在该市乡村环境和重工业污染环境地区分别开展一年期大气腐蚀试验。通过宏观形貌观察、腐蚀速率测试、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、能谱分析(energy spectrum analysis, EDS)、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、电化学测试等多种方法,全面研究了碳钢在这两种环境下的大气腐蚀行为。结果表明：碳钢在自贡地区腐蚀程度较为严重,重工业污染环境大气腐蚀速率为32.14μm/a,即使在乡村环境也受到较为严重的腐蚀,腐蚀速率达到21.92μm/a。碳钢在上述两种环境中的大气腐蚀行为具有显著差异,在氯离子含量更高的重工业污染环境中,碳钢表面更容易生成针状腐蚀产物,锈层保护性差,腐蚀将进一步加速。为提高自贡地区输变电设备腐蚀防护效果,可采取在重工业污染地区适当提高防护等级的差异化防腐措施。     

6063铝合金阳极氧化膜腐蚀性能的正交试验研究

用硫酸直流阳极氧化法对6063铝合金表面进行处理。采用正交试验研究方法探索腐蚀时间、温度和腐蚀液浓度对氧化膜抗蚀性能的影响,运用极差分析法对6063铝合金的腐蚀增重量和最大腐蚀深度进行了分析。结果表明:在铜加速乙酸盐雾环境下,时间对腐蚀的影响最强,温度及盐溶液浓度的影响均较小。合金的阳极氧化膜主要以点蚀为主,在72h、35℃、3%盐溶液浓度条件下,最大蚀坑深度达180.79μm,而原样则是以均匀腐蚀为主,可见与点蚀相比,阳极氧化膜对于均匀腐蚀的改善作用更明显。     

奥氏体不锈钢再钝化膜的耐腐蚀性能研究

奥氏体不锈钢自发钝化膜非常薄,在一些特定的阴离子环境中容易发生腐蚀而破坏,而且不锈钢仅有金属光泽,颜色过于单调.采用再钝化实验工艺使金属表层生成一层化学转化膜,不仅能提高不锈钢的耐腐蚀性能,还能利用对光的干涉作用使金属表面呈现不同的色彩.本文利用酸性化学着色,把经过再钝化的试样和未经过再钝化的试样浸入FeCl3溶液中进行腐蚀试验,全面腐蚀和点蚀结果均表明,经过再钝化的试样的耐腐蚀性能明显高于未经过再钝化的试样.该工艺具有较好的实用价值.     

腐蚀后高强钢管混凝土柱轴压性能

为研究不同腐蚀率下钢材力学性能的变化规律,以Q235、Q355和Q460钢材为研究对象,对12组共38个钢材试样进行了中性盐雾腐蚀试验和单轴拉伸试验,并对腐蚀后钢材性能退化规律进行了总结,提出了适用于不同强度等级的腐蚀后钢材强度预测公式。基于提出的腐蚀后钢材强度预测公式和腐蚀后实际壁厚,建立了腐蚀后高强钢管混凝土柱精细化数值分析模型,在与试验结果对比验证的基础上,分析了不同腐蚀率、混凝土强度和长细比等参数对承载力的影响规律,并依据不同规范采用不同计算方法对腐蚀后的高强钢管混凝土柱的承载力公式进行了预测。结果表明：腐蚀率的增大,钢材弹性模量基本保持不变,屈服平台逐渐缩短甚至消失。随着腐蚀率增加,方形截面高强钢管混凝土柱峰值荷载下降速率略大于圆形截面。混凝土强度等级越高,腐蚀后峰值荷载下降幅度越小。长细比增加,腐蚀后方形截面高强钢管混凝土柱峰值荷载对应的位移增加速率略大于圆形截面。使用钢材强度折减叠加壁厚折减的方法,三种规范对腐蚀后高强钢管混凝土柱承载力的预测更为准确,离散性也更小。     

X70管线钢在含CO_2湿天然气环境下腐蚀行为

利用高温高压冷凝釜模拟油气田湿天然气CO2腐蚀环境,进行了不同气体温度、湿气-管壁温差的湿气冷凝腐蚀实验,研究了温度对X70钢腐蚀形态、速率的变化规律.利用扫描电镜和能谱仪,分析了腐蚀产物膜的微观形貌和成分,并与高温高压釜中全水相实验结果进行了对比.建立了湿气管道腐蚀预测模型,初步探讨了湿气温度、管壁温度、温差、液膜温度和冷凝率等重要湿气参数对湿气顶部腐蚀的影响.结果表明：在相同管壁温度（5℃）下,湿气温度升高使X70管线钢腐蚀速率升高;在相同的湿气温度（25℃和45℃）下,X70钢的腐蚀速率随管壁温度的升高而略有下降;在20～45℃范围内,腐蚀产物膜与基体的结合较弱,极易从基体剥落,腐蚀形态均为全面腐蚀.     

模拟地热水环境中304不锈钢管材的结垢与腐蚀电化学行为

基于地热水输送过程中金属管道材料出现的腐蚀结垢问题,研究了模拟地热水(我国中部平原地热水的环境条件)中304不锈钢管材的结垢和电化学腐蚀行为. 结果表明,304不锈钢管在模拟地热水环境中的结垢过程分为结晶成核和晶核生长两个阶段,结晶成核阶段消耗结垢离子的速度比晶核生长阶段更快,304不锈钢管道表面结垢层的微观形貌为不规则的"稻草"状,地热水温度的变化促进了304不锈钢材料在模拟地热水中的点蚀敏感性,其表面钝化膜的保护性也随地热水温度的升高而降低.     

Flow-accelerated corrosion behavior of 13Cr stainless steel in a wet gas environment containing CO_2

This work investigated the flow-accelerated corrosion(FAC) behavior of 13 Cr in a wet CO_2-containing environment at different flowing gas velocities and impinging angles, with the natural-gas pipeline environment simulated by a self-assembled impingement jet system. Surface morphology determination, electrochemical measurements, and hydromechanics numerical analysis were carried out to study the FAC behavior. The results demonstrate that pitting corrosion was the primary mode of corrosion in 13 Cr stainless steel. High-flow-rate gas destroyed the passive film and decreased the pitting potential, resulting in more serious corrosion. The corrosion degree with various impact angles showed the following order: 90° 60° 45°. The shear force and the electrolyte from the flowing gas were concluded to be the determinant factors of FAC, whereas the shear force was the main factor responsible for destroying the passive film.     

碳钢在二氧化碳溶液中腐蚀影响因素的研究

研究了碳钢在二氧化碳饱和溶液中各种因素对腐蚀的影响。研究结果表明腐蚀速率随CO₂压力的升高而增大;温度在60℃时腐蚀速率最大;钙离子的存在减缓了腐蚀;当NaCl质量浓度等于30g/L时,腐蚀速率最大;Mg²⁺和SO_4^2-离子对腐蚀速率影响不大。