模拟工业大气环境中碳钢和耐候钢的腐蚀行为研究

用Na HSO3溶液进行模拟工业大气环境的加速腐蚀试验,研究Q235钢和耐候钢在加速腐蚀试验中的腐蚀情况,通过腐蚀质量损失法对试样的腐蚀速率进行分析,得到Q235钢的腐蚀速率高于耐候钢。采用X-射线衍射对腐蚀产物的成分进行分析,Q235钢和耐候钢的主要腐蚀产物均为Fe2O3、Fe SO4、α-Fe OOH和γ-Fe OOH。电化学测试对腐蚀过程进行分析,耐候钢的耐蚀性更好。表明Q235钢和耐候钢的锈层都有明显的保护作用,耐候钢的耐腐蚀性优于Q235钢。     

90°水平弯管冲刷腐蚀速率分布的实验研究

液固两相流是造成弯管冲刷腐蚀失效的关键因素之一.以水平90°弯管为研究对象,通过失重实验、电化学测试和腐蚀形貌分析,确定了水平弯管不同位置的冲刷腐蚀速率分布,并进一步确定全面腐蚀最大位置和点蚀最大位置.结果表明:最大冲刷失重腐蚀速率均出现在环向180°位置,即水平弯管底部的冲刷腐蚀最严重,同时外部管段的全面腐蚀速率大于内部管段;在环向90°、轴向45°位置,弯管受到电化学腐蚀和机械应力的耦合作用,其腐蚀性倾向性最大,因此其腐蚀电位最负,此时出现最大点蚀坑深为240.14μm.     

砂粒和氯离子对P110钢冲刷与腐蚀性能的影响

采用旋转圆盘冲蚀仪并辅以腐蚀电化学工作站分别测试了P110钢(26CrMo4)在含不同砂粒粒径和氯离子浓度溶液中的冲刷腐蚀行为。借助扫描电镜形貌观察,分析了不同氯离子浓度与砂粒粒径对P110钢冲蚀速率和腐蚀行为的影响规律。结果表明:砂粒粒径和氯离子浓度对P110钢冲刷和腐蚀过程有着重要影响,均为腐蚀和机械的协同作用所致。粒径较大的砂粒在冲刷时加速了传质过程,引起腐蚀作用的增加,最终导致整个冲刷腐蚀失重率的增加。氯离子的存在致使腐蚀过程中大量点蚀坑的形成,引起局部冲刷作用的加剧,最终导致P110钢的整个冲刷腐蚀失重速率增加。     

接地网材料在土壤中的腐蚀现状及腐蚀机理分析

针对接地网材料Q235、Q235镀锌扁钢在红壤中的腐蚀情况,通过运用失重法、微观分析法和电化学方法,采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等技术对接地网材料进行腐蚀产物分析。结果表明:Q235的腐蚀类型为局部腐蚀,产物主要为Fe3O4,Q235镀锌扁钢的腐蚀类型为全面腐蚀,腐蚀产物主要由Fe3O4、ZnO等组成。Tafe测试结果表明Q235和镀锌Q235在红壤中的腐蚀电流随着氯离子和硫酸根离子浓度的增加出现先增加后减小的趋势。通过失重试验发现Q235和镀锌Q235在土壤中的腐蚀速率先增加后减小,最后趋于稳定;通过失重法可以得到接地网在某个时间段的腐蚀速率,进而可以预测接地网的平均腐蚀速率,这对于避免因接地故障而导致的重大安全事故和节约接地网维修成本等方面具有较强的参考价值。     

Q235钢基体3Y-TZP/LZAS微晶玻璃梯度涂层冲蚀磨损性能研究

采用涂搪法烧结制备了Q235钢基体3Y-TZP/LZAS微晶玻璃梯度涂层。利用自制的冲蚀磨损试验机,在15°、30°、45°、60°、75°和90°冲蚀角下,控制冲蚀时间,分别对不同层数梯度涂层进行冲蚀,测定体积冲蚀磨损率。通过SEM对冲蚀后的试样表面进行显微结构分析,研究不同冲蚀角度下梯度涂层的冲蚀磨损机制。结果表明:梯度涂层的体积冲蚀磨损率随冲蚀角度增大均呈现出先增大后减小的趋势,并在60°时达到最大值;梯度涂层的抗冲蚀性能随着层数的增加而增强;低角度下的冲蚀机制主要为切削、犁削效应引起的切削磨损,高角度下的冲蚀机制主要为捶击锻打效应引起的脆性断裂,60°冲蚀角下捶击锻打效应和切削、犁削效应都比较强,涂层磨损量最大。     

交流杂散电流对地下金属设备腐蚀的影响

为了解决交流杂散电流对地下设备的腐蚀问题,为变电站接地网腐蚀防护提供依据。通过外加1.2 V,50 Hz的交流电流,在模拟的某变电站pH值=4的酸性土壤溶液中,测试了Q235钢的极化曲线、电位电流-时间曲线和腐蚀速率,分析了交流杂散电流对变电站接地网的腐蚀影响。结果表明:在交流电的正半周期,交流电加速了Q235钢的腐蚀;在交流电的负半周期,Q235钢接地体受到析氢的腐蚀。在模拟条件下测试7天,外加1.2 V,50 Hz交流电时试样经4次90°弯折后脆断;未加交流电时试样经6次90°弯折才出现裂纹。交流杂散电流使试样的腐蚀速度增加了18.8%。     

镍磷化学镀层在北方重工业城市雪水中的耐蚀性

为了改善Q235钢在空气污染较为严重的环境中的耐蚀性,以北方重工业城市之一的抚顺望花区的雪水为腐蚀溶液,考察了化学镀镍层在该介质中的耐蚀行为。采用金相显微镜观察了镍磷镀层的表面形貌,通过冷冻-加热循环试验考察了镀层的结合力,借助动电位极化、电化学阻抗谱等方法评价了镀层在雪水中的耐蚀性,测试和观察了浸泡实验的腐蚀速率和表面形貌。结果表明,Ni-P镀层可在Q235钢表面均匀沉积且较为致密,与基体之间有良好的结合力。镀层的自腐蚀电流密度较Q235钢低,电荷转移电阻更大,腐蚀速率是Q235钢的1/3～1/2。Ni-P镀层明显改善了Q235钢在污染较为严重的雪水中的耐蚀性,可作为Q235钢腐蚀防护的一种措施。     

碳钢贮热水箱的模拟腐蚀试验及涂层耐蚀性能研究

碳钢贮热水箱长期在30～80°C温变的热水环境中工作,易受到热水及水中杂质的腐蚀。研究了不同温度下Q235钢在自来水及含100μg/mLNaCl的自来水中的腐蚀速率。对裸钢及其涂覆相同厚度的不同涂层──酚醛环氧(自制)、钛纳米聚合物和改性聚乙烯后在70°C自来水中的极化曲线进行了比较。采用动电位扫描极化曲线测量和电化学交流阻抗谱法(EIS)分别对涂覆不同涂层的Q235钢进行了耐蚀性能研究。结果表明,3种防腐涂层均具有较佳的抗热水性,耐蚀能力较强,适宜对Q235钢贮热水箱进行防护。     

Q235钢焊缝在亚硫酸铵介质中的腐蚀行为

针对Q235钢焊缝在亚硫酸铵介质中腐蚀严重的实际，采用三电极电化学研究法和金相组织分析法研究了J420焊条焊接Q235钢的焊缝在亚硫酸铵介质中的腐蚀行为。研究结果表明，Q235钢用J420焊条焊接后，焊缝的组织特点决定了其耐腐蚀性较差。温度升高、亚硫酸铵溶液浓度增大，均可以促使焊缝的腐蚀速率增大。     

Q235钢在模拟淡水、海水、盐水大气环境中的腐蚀动力学研究

利用旋转挂片腐蚀测试仪对Q235钢进行室内加速腐蚀实验,研究Q235钢在模拟淡水、海水和盐水三种大气环境中干湿交替条件下的腐蚀腐蚀动力学规律。得出结论:在三种模拟大气环境中,随着腐蚀周期的增加,腐蚀深度增加,腐蚀速率呈现先增大后减小的趋势,腐蚀深度和腐蚀速率均为:海水大气盐水大气淡水大气;在模拟海水大气环境中,初期腐蚀较快,在模拟盐水环境中,腐蚀的发展趋势较大。     

混合气体环境中集气管线材料优选研究

油田集气管线输送介质成分复杂，尤其是当CO₂/H₂S/H₂O存在时，导致管线发生严重内腐蚀。在现场无损检测过程中，即使是不锈钢仍然存在微裂痕。因此本文通过腐蚀形貌、力学实验，研究了Q235A钢、Q345A钢、45#钢和3Cr13钢的腐蚀特性。结果表明，Q235A钢的腐蚀产物颗粒呈多边形，具有良好的交联特性，优于Q345A和45^#钢;同时，3Cr13钢的腐蚀产物颗粒之间没有明显的边界，其中腐蚀产物中的Fe₃C和纳米尺度表面微裂纹的观察表明，3Cr13钢的腐蚀以晶间腐蚀为主。与其他三种金属相比，3Cr13钢的强度下降比例更大，尤其是屈服强度，下降比例达到73.02%。     

温度和Cl-对Q235钢在MDEA/CO2体系中腐蚀行为的影响

通过浸泡腐蚀试验和电化学测量研究了温度和Cl-质量浓度对Q235钢在CO2饱和的20％(质量分数)N-甲基二乙醇胺溶液(MDEA/CO2)中腐蚀行为的影响.结果表明,温度和Cl-质量浓度对Q235钢在MDEA/CO2体系中腐蚀行为的影响是交互的.Cl-质量浓度为1 g/L和10 g/L时,Q235钢的腐蚀速率随温度升高而增大;Cl-质量浓度为15 g/L时,Q235钢的腐蚀速率随温度升高呈先增后减的变化趋势.     

基于灰色系统的金属在土壤中的腐蚀研究

以Q235B钢为研究对象,利用CR-6型腐蚀速率计量实验系统,测量并记录了Q235B钢在不同含水量、PH值、氯离子浓度、镁离子浓度和硫酸根离子浓度土壤中的腐蚀速率。以实验数据为基础,利用Matlab软件得到了不同因素对Q235B钢腐蚀速率影响情况的灰色预测模型。结果表明,该灰色预测模型能与实验结果较好的拟合,准确度高。     

户外球架用管材的腐蚀行为研究

采用失重法和电化学方法对比分析了户外球架用Q235B和L245钢管的耐腐蚀性能,并采用腐蚀形貌和腐蚀产物进行了分析。结果表明,在饱和水土壤中埋片31天后,Q235B和L245钢管的腐蚀速率分别为0.0193mm/a和0.0176mm/a,两种钢管的腐蚀程度都较低,且Q235B钢管的腐蚀速率要高于L245钢管。随着腐蚀时间的延长,Q235B和L245钢管的阻抗都呈现逐渐增大的趋势,Q235B钢管的结合层电阻并没有发生显著改变,而L245钢管的结合层电阻先减小并稳定在结合层电阻相较于Q235B钢管更小的水平;Q235B和L245钢管在经过31天腐蚀后,表面都覆盖了腐蚀产物Fe_3S_4,但Q235B表面的腐蚀产物层更加致密,在腐蚀过程中能够起到抑制腐蚀介质对基体的侵蚀,从而起到保护基体的作用。     

海水泥沙含量对945钢冲刷腐蚀的影响

本文采用旋转冲刷实验装置研究945钢在含泥沙海水中的冲刷腐蚀性能,测试介质为青岛附近海域天然海水并加入不同含量的石英砂模拟海水泥沙,分别采用电化学方法检测材料的抗冲刷腐蚀性能、失重法测量腐蚀速率、扫描电子显微镜(SEM)表征金属表面腐蚀产物形貌,并采用X射线衍射仪(XRD)、电子能谱仪(EDS)分析腐蚀产物成分。结果表明,含砂量0.3wt%条件下945钢的阻抗最大,冲刷腐蚀作用最低,随含砂量由0.15wt%增加到1.0wt%,腐蚀产物中的SiO_2含量逐渐增加。当海水流速由1 m/s增大到5 m/s时,945钢的阻抗逐渐减小,腐蚀情况愈加严重,腐蚀产物成分主要为FeO(OH)。     

新型无机复配缓蚀剂对钠基膨润土中Q235钢的缓蚀作用

钠基膨润土是电网工程上常用的降阻剂,可以保证接地网良好的接地导通性,向其中加入缓蚀剂是降低接地网材料腐蚀的有效方法。本文采用动电位极化和电化学阻抗谱（EIS）研究了新型复配缓蚀剂（Na₂B₄O₇、Na₂MoO₄、NaNO₂）和各单组分缓蚀剂在0.75%、1.50%和3.00%质量分数下对接地网常用的Q235钢在钠基膨润土降阻剂中的缓蚀行为。用埋片失重法、SEM、XPS分析了腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物。结果显示Q235钢在钠基膨润土降阻剂中会产生较严重的腐蚀,主要腐蚀产物为Fe₂O₃以及少量FeOOH。Q235钢在高含水钠基膨润土中的腐蚀受电荷转移控制,复配缓蚀剂可大幅提高电荷转移电阻和电化学阻抗。该无机复配缓蚀剂在保证降阻剂体系较低电阻率的同时具有优良缓蚀效果。在1.5%和3.0%质量分数下,短时和较长期埋放缓蚀效率均可达99%以上。在相同浓度情况对比下,复配缓蚀剂体系中Q235钢的年腐蚀速率比单组分缓蚀剂体系中更低,并且复配体系的电化学阻抗和电荷转移电阻更高,有着明显的协同效应,具有工程推广价值。     

环氧涂层提高Q235碳钢耐蚀性的研究

为改善Q235碳钢的耐蚀性,在其表面涂覆了1种环氧涂层。采用中性盐雾试验(NSS)、湿热试验、盐水全浸试验和电化学交流阻抗谱(EIS)对比了Q235钢涂覆前后的耐蚀性能。结果表明,Q235钢涂覆后在盐水中的平均腐蚀速率仅有38.8 mg/(m2·h),下降了86.3%以上,低频阻抗数值增加了3个多数量级,耐蚀能力显著提高。     

套管钢在水力喷砂压裂液中的冲刷腐蚀行为研究

以油田常用套管钢(P110、N80和J55)为研究对象,以水力喷砂压裂液为介质,借助自制管道冲刷腐蚀模拟测试实验台,研究套管钢在水力喷砂压裂液中的冲刷腐蚀行为,分析冲刷时间、含砂量、流速、冲击角度和KCl含量对其冲刷腐蚀行为的影响规律。结果表明:硬度是决定套管钢喷射冲刷腐蚀速率的主要因素,N80钢硬度高冲刷腐蚀速率最低,P110钢居中,J55次之;随着冲刷时间、含砂量、流速和KCl含量的增加,套管钢冲刷腐蚀速率增加,含砂量和流速极大地增加了冲刷腐蚀过程中的机械冲刷作用,而KCl则增加了其中的腐蚀过程;喷射冲刷腐蚀敏感冲击角度为30°;冲刷腐蚀后表面以带有飞边的压痕形貌为主,冲刷腐蚀机理主要为压痕机制。     

威灵仙提取液的Q235钢缓蚀性能

实验研究了威灵仙提取液的制备及其对模拟工业循环冷却水中Q235钢的缓蚀性能。紫外吸收光谱、电化学极化曲线、阻抗谱以及腐蚀失重等实验结果表明,综合考虑溶出率与缓蚀率,80℃水溶提取效果好于醇、酸助提;提取液投加量为7.52×10-3 g/m L时对Q235钢的缓蚀率达92.1%、腐蚀速率降至0.043 0 mm/a;缓蚀类型属于阳极型腐蚀抑制。     

电化学氢通量法用于油气管线在线腐蚀监测

通过恒电位阳极极化和失重法考察了不同pH、温度和H₂S浓度下Q235A钢在弱酸性介质中的氢渗透电流密度与腐蚀速率的变化情况,着重探讨了各影响因素下氢渗透电流与失重腐蚀速率之间的相关性,为氢通量技术用于油气管道非侵入式腐蚀监测提供依据。研究发现：随着pH降低或介质温度升高,Q235A钢的腐蚀速率与氢渗透电流均逐步增大,且二者之间具有良好的线性相关性。随着H₂S浓度增加,Q235A钢的腐蚀速率呈现先增大后降低的趋势,但氢渗透电流则先增大而后趋于稳定;当H₂S浓度在5～200 mg·L^-1范围内,腐蚀速率与氢电流符合二阶多项式函数关系。通过自制的氢通量探针监测实验管道内腐蚀时,发现过厚的管壁降低了氢电流测量灵敏度,但采用恒电位阶跃法得到的氢渗透电量（氢通量）则与失重腐蚀速率之间具有良好相关性,表明渗氢电量法可用于测量油气管道的内腐蚀速率。