扫描Kelvin探针研究缺陷涂层的膜下腐蚀电化学行为

应用扫描Kelvin探针原位研究盐雾和干湿周浸环境中缺陷涂层膜下的腐蚀行为.结果显示:在两种腐蚀环境中,缺陷涂层均分为缺陷、阴极剥离及完好涂层区域;Kelvin电位的分布相同,缺陷处最高,完整涂层处最低.Kelvin电位分布峰的直径随时间的延长而增大,表明剥离区域扩大.干湿周浸环境中,Kelvin电位的最大值Vmax随时间变化不明显,Vmin在逐渐下降后达到谷值,随后升高;盐雾环境中由于电解质溶液持续扩散和盐雾颗粒极强的腐蚀性,Kelvin电位随时间的变化规律为Vmin在起始阶段达到最小值,随后升高.由Vmax-Vmin的变化规律得出,干湿周浸环境下腐蚀倾向性在试验开始5h后达到最大,而在盐雾环境下,试验开始阶段腐蚀倾向性就达到最大,且要高于干湿周浸环境.     

Cl-作用下碳钢和耐候钢大气初期腐蚀的Kelvin探针研究

利用扫描Kelvin探针(SKP)技术,结合腐蚀产物的形貌分析和物相分析,研究了Q235碳钢和Q450耐候钢在盐雾腐蚀实验早期阶段的腐蚀行为和电位分布.结果表明,Cl-对碳钢有强烈的侵蚀作用,在盐雾腐蚀过程的初期,金属表面出现明显的阴极区和阳极区,表面电位随时间逐步正移,呈现局部腐蚀的特征,且由于合金元素的作用,Q450耐候钢腐蚀较为均匀,SKP测试的表面电位高于Q235碳钢,形成的锈层较为致密,耐大气腐蚀性能优于Q235碳钢.     

3.5%NaCl薄液膜下碳钢的腐蚀行为研究

为了进一步研究碳钢的海洋大气腐蚀机理,为减缓碳钢在海水环境薄液膜下的腐蚀提供理论与实验依据,采用自制的薄液膜腐蚀实验装置,利用交流阻抗法和极化曲线法讨论了碳钢材料在不同厚度3.5%Na Cl薄液膜下腐蚀行为。结果表明,碳钢在薄液膜下的腐蚀比在全浸状态下的腐蚀更为严重;薄液膜腐蚀过程主要由浓度极化和活化极化两部分共同控制。在较薄液膜下,金属腐蚀速度主要由浓度极化控制;膜层较厚时,腐蚀速度主要由活化极化反应控制。溶液电阻随着膜厚的增大先迅速降低然后呈缓慢降低趋势,最终趋于稳定。     

碳钢在华南酸性土壤中的腐蚀行为研究

根据12年来对华南酸性土壤腐蚀试验站与土壤腐蚀性有关的性能数据测试结果,分析了华南酸性土壤的基本情况：在华南酸性土壤中,用埋设试样的方法测试了经过1.4年、3.4年、6.4年及8.6年4个试验周期后的腐蚀数据,并在近两年对碳钢埋样作连续原位测试,探讨腐蚀数据变化规律,结果表明,碳钢在华南地区酸性土壤中的腐蚀严重,主要为局部腐蚀。     

纳米TiO2对丙烯酸酯聚氨酯涂层/碳钢界面的初期失效行为的影响

采用激光电子散斑干涉技术、电化学阻抗技术和扫描电化学显微镜技术实时、动态和原位观测了涂覆丙烯酸聚氨酯涂层的碳钢在质量分数为3.5%的NaCl溶液中浸泡初期的界面腐蚀行为,并对比了纳米TiO2的添加对界面腐蚀行为的影响.在浸泡初期无宏观缺陷存在时,激光电子散斑干涉技术成功检测到涂层界面的微小变化,电化学阻抗技术显示不同涂层低频阻抗膜值的变化情况,均与扫描电化学显微镜技术获得的腐蚀电化学形貌结果一致,即在浸泡初期,未添加纳米TiO2的涂层其界面变化速度(即锈蚀萌生速度)较添加涂层明显得多,表明纳米TiO2可延缓涂层/碳钢的界面失效.     

船用碳钢在电解压载水中的初期腐蚀行为

为研究压载水电解处理技术对压载舱腐蚀的规律,采用静态挂片失重、电化学测试以及扫描电镜(SEM)等方法研究低碳钢在电解压载水中的初期腐蚀行为.结果表明:低碳钢在余氯质量浓度为7.5、17和28 mg/L的压载水中的腐蚀速度分别约为其在天然海水中的1.25、1.46和1.7倍,且余氯质量浓度越高,温度对腐蚀加速的影响越大;试样在电解压载水中的腐蚀过程由阴极反应中的传质过程控制;碳钢在余氯质量浓度为7.5和17 mg/L压载水中的腐蚀形貌留有剥蚀、断裂的特征.腐蚀产物能谱分析表明:电解压载水腐蚀产物中的氯元素含量降低,产物层对氯离子的渗入具有较强的阻碍作用.     

碳钢在中碱性介质中的腐蚀行为

采用稳态极化法和动电势扫描法测定了碳钢在Ｋ２ＳＯ４和饱和（ＮＨ４）４ＣＯ３溶液中的极化曲线,讨论了不同介质中碳钢的腐蚀速率及缓蚀剂的加入对碳钢腐蚀速率的影响．     

采用开尔文扫描探针技术研究镁合金偶接铜合金的电偶腐蚀规律

采用开尔文探针技术(SKP)测量AZ91D镁合金与H62铜合金偶接试样在盐雾加速实验中的电偶腐蚀规律. 研究表明:AZ91D镁合金的电偶腐蚀效应受到阳极与阴极的电位差的影响,AZ91D镁合金与H62铜合金偶接试样之间的伏打电位差约为-1.22V, AZ91D镁合金存在显著的电偶腐蚀效应. 由于存在较大的伏打电位差,在盐雾实验初始阶段,电偶腐蚀主要发生在偶接界面AZ91D镁合金一侧附近区域,而H62黄铜没有发生明显腐蚀. 由于AZ91D镁合金在盐雾中生成的腐蚀产物对基体具有一定的保护作用, AZ91D镁合金表面腐蚀产物与基体间存在显著的伏打电位差,导致AZ91D镁合金基体形成新的腐蚀产物. 因此,随着盐雾实验时间延长,AZ91D镁合金电偶腐蚀效应降低,H62铜合金腐蚀加快.     

碳钢电极和镍电极的腐蚀及钝化行为研究

本文运用恒电位法探究了碳钢电极和镍电极的腐蚀及钝化行为。将两种电极分别放置在不同电解质溶液中,改变温度和电解质溶液的组成,根据电极的极化曲线来判定其在对应的条件中是否腐蚀和钝化以及腐蚀和钝化的程度。实验结果表明,碳钢电极在NaOH溶液中只腐蚀不钝化,在氨水和碳酸氢铵混合溶液中既腐蚀又钝化,在硫酸溶液中不腐蚀也不钝化;镍电极在NaOH溶液中只腐蚀不钝化,在氨水和碳酸氢铵混合溶液中不腐蚀也不钝化,在硫酸溶液中既腐蚀又钝化。影响电极腐蚀和钝化的因素有温度,电解质种类与电解质溶液浓度。温度越高,电极腐蚀和钝化程度越强;电解质溶液浓度越大,电极腐蚀和钝化程度越强。电解质种类不同,腐蚀和钝化行为不同。     

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。     

Electrochemical corrosion behavior of carbon steel with bulk coating holidays

With epoxy coal tar as the coating material, the electrochemical corrosion behavior of Q235 with different kinds of bulk coating holidays has been investigated with EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy) in a 3.5vol% NaCl aqueous solution. The area ratio of bulk coating holiday to total coating area of steel is 4.91%. The experimental results showed that at free corrosion potential, the corrosion of carbon steel with disbonded coating holiday is heavier than that with broken holiday and disbonded & broken holiday with time; Moreover, the effectiveness of Cathodic Protection (CP) of carbon steel with broken holiday is better than that with disbonded holiday and disbonded & broken holiday on CP potential -850 mV (vs CSE). Further analysis indicated that the two main reasons for corrosion are electrolyte solution slowly penetrating the coating, and crevice corrosion at steel/coating interface near holidays. The ratio of impedance amplitude (Z) of different frequency to minimum frequency is defined as K value. The change rate of K with frequency is related to the type of coating holiday.     

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。     

电力输电杆塔用Q235钢聚硅氧烷复合涂层的大气腐蚀行为

采用喷涂法在Q235钢表面涂覆聚硅氧烷复合涂层,在重工业污染区、人口密集区、一般工业区、乡村定居区4个220kV变电站大气环境中自然暴露15个月,采用伏安法、交流阻抗法等研究其腐蚀行为。结果表明,重工业污染区变电站的腐蚀电流密度从3.849 5×10~(-12) A/cm~2增加到15个月的2.257 2×10~(-10) A/cm~2;而人口密集区变电站的腐蚀电流密度值先从1.640 1×10~(-10) A/cm~2降低到6个月的5.736 5×10~(-11) A/cm~2,后增加到15个月的3.929 9×10~(-10) A/cm~2。结合自腐蚀电位和涂层阻抗,聚硅氧烷复合涂层在不同环境中耐蚀性顺序为:人口密集区乡村定居区一般工业区重工业污染区。     

带有线缺陷熔结环氧/X70钢涂装体系在3.5%NaCl中的电化学行为

使用电化学阻抗(EIS)方法研究了带有线缺陷的熔结环氧/X70钢涂装体系在3.5% NaCl中的电化学行为.通过在试样表面以合适的角度划一个20.mm×20.mm的十字叉,划透至基体,来制得缺陷.结果表明,它的腐蚀失效过程大致可以分为三个步骤:在浸泡初期,试样的电化学行为类似裸钢;在中期,随着裸露金属腐蚀产物的增多,会在线缺陷内部造成塞积,使得缺陷内部pH值降低,涂层粘结接头中的离子键发生断裂;在后期,随着剥离区域的增大,会在剥离区域形成缝隙腐蚀,进而加速涂层的剥离和基底金属的腐蚀.     

钢表面激光处理碳纳米管涂层组织与耐磨性研究

为研究碳纳米管的耐磨性能,将其涂覆于４５钢表面,在氩气保护下采用３ｋＷＣＯ２连续激光器进行处理,然后进行淬火和低温回火,测定处理前后试样的组织结构和硬度,并采用ＭＨＫ－５００环块磨损试验机进行磨损性能测试。试验结果表明：经激光处理后,部分碳纳米管得到保留,部分碳纳米管在４５钢表面与Ｆｅ生成Ｆｅ３Ｃ,并且产生一层含２．５％～３．５％Ｃ的亚共晶合金化层,经进一步淬火后表面硬度可达ＨＲＣ７０,耐磨性也大大改善,分别比４５钢合金化、４５Ｃｒ熔凝和４０Ｃｒ合金化提高４０％、１８％和３１％。     

碳钢油气输送管道不同沉积物下的腐蚀行为

利用失重法、电化学测试、丝束电极和微观分析手段研究了在CO2饱和地层水中X65碳钢覆盖不同沉积物的腐蚀行为。结果显示,覆盖沙粒、黏土和碳酸亚铁可减轻X65钢的腐蚀,而覆盖硫化亚铁、元素硫和混合物则明显加速钢的腐蚀。尤其是覆盖元素硫,试样的腐蚀速率急剧增大。覆盖混合物试样的腐蚀速率也有显著的增大,混合物中元素硫起主导作用。试样表面沉积的元素硫可自催化阴极反应而大大加速钢的腐蚀。丝束电极的电位和电流分布显示,覆盖混合沉积物的电极,其电极电位比无沉积物覆盖电极的电极电位正。随着腐蚀进行,沉积物覆盖下电极发生严重的局部腐蚀。丝束电极的电位和电流分布图能够有效反映沉积物下局部环境变化而导致的局部腐蚀行为差异。     

Q235钢在青霉菌作用下的腐蚀行为和电化学特性

采用表面分析技术、失重法及电化学测试方法研究了Q235钢在青霉菌(Penicillium)作用下的腐蚀行为和电化学特性.青霉菌在Q235钢表面形成致密的生物膜和腐蚀产物沉积膜层.青霉菌促进Q235钢的腐蚀,腐蚀类型为点蚀坑.青霉菌体系中试样表面膜经历由游离态变为固着态,由单层逐渐变为多层的过程;生物膜作用与细菌活性有关,当活性降低时微生物腐蚀促进作用也大幅降低.