O_3/SO_2复合大气环境中Q235B钢的腐蚀演化特性

采用干/湿交替的实验方法模拟大气腐蚀过程。运用X射线衍射、3D激光测量显微镜、电化学阻抗谱以及极化曲线等手段,研究了O_3/SO_2复合大气环境中Q235B钢的腐蚀演化特性。结果表明,O_3和SO_2的交互作用对Q235B钢的腐蚀有明显的抑制作用。腐蚀演化特性方面,当模拟环境中Na_2SO_3浓度为0.01 mol/L时,O_3/SO_2复合大气环境中Q235B钢的腐蚀速率呈先迅速增大而后缓慢减小的趋势;当模拟环境中Na_2SO_3浓度为0.05 mol/L时,O_3/SO_2复合大气环境中Q235B钢的腐蚀速率呈先缓慢增大后迅速下降的趋势;当模拟环境中Na_2SO_3浓度为0.10 mol/L时,O_3/SO_2复合大气环境中Q235B钢的腐蚀速率呈先增大而后缓慢减小的趋势。相比于不含O_3的大气环境,当模拟大气中SO_2含量较低时,O_3和SO_2的交互作用会促进具有保护性腐蚀产物中α-FeOOH生成;而当大气中SO_2含量较高时,O_3对腐蚀产物相组成影响不明显。     

Cr、V合金化弹簧钢腐蚀产物的相组成与转化

采用中性盐雾腐蚀实验对不同Cr与V含量的合金弹簧钢进行了24~288 h的腐蚀实验，用光学显微镜(OM) 观察腐蚀样品的表面宏观形貌，通过扫描电镜 (SEM) 观察腐蚀产物 (简称锈层) 截面情况，用能谱仪(EDS) 分析确定了腐蚀产物中Cr、V和Cl含量与分布情况，用X射线衍射 (XRD) 和Rietveld分析确定了腐蚀产物各锈层相的相对含量。结果表明：当腐蚀时间达到288 h时，钢表面逐渐形成内层 (30~50 μm) 和外层 (100~180 μm) 的两层结构锈层。其中外层主要是由γ-FeOOH组成，很容易剥落；而内层包含α-FeOOH和Fe₃O₄，结构较致密，与基体结合比较牢固。Cr和V在内层锈层中明显富集，而没有Cl^-，说明在内层锈层区域Cl^-侵入受到阻止；而外层锈层中Cr和V基本没有富集，且含有一定量的Cl^-；通过XRD分析腐蚀的不同阶段和不同部位的锈层成分图谱及相对含量关系，分析了γ-FeOOH形成和γ-FeOOH转化为α-FeOOH的过程。基于上述分析构建了不同相的转化模型。     

安徽省内电网设备常用Q235和40Cr钢大气腐蚀特性及其规律

针对在安徽省内代表性变电站站点自然环境下曝露1和3 a后的Q235、40Cr钢试样,开展腐蚀产物、腐蚀层形貌的研究,探讨其大气腐蚀机理。采用失重法获取Q235和40Cr钢试样的腐蚀速率,结合安徽省各相关地市的主要环境因素数据,再采用灰色关联分析方法,研究主要环境因素对1和3 a期Q235、40Cr钢试样大气腐蚀的影响规律。结果表明,Q235和40Cr钢试样大气腐蚀产物为FeOOH、Fe₃O₄、Fe(OH)₃及FeSO₄;腐蚀层表面密布着棉花球状的α-FeOOH,其间分布着片状的γ-FeOOH,腐蚀层结构较致密,但发生层状开裂。安徽省内Q235和40Cr钢试样大气腐蚀等级均在C2和C3等级,两者无明显差别。影响Q235和40Cr钢试样1 a期大气腐蚀的环境因素关联度排序为：NO₂>温度>SO₂>相对湿度>O₃;随着曝露时间延长至3 a,该关联度排序改变为：SO₂、温度>NO_2...     

烟道气氨法脱硫液对Q235碳钢腐蚀研究

采用静态挂片、极化曲线和长期点蚀实验，研究了氨法脱硫浆液中F^-和Cl^-以及 (NH₄)₂SO₄对Q235碳钢腐蚀的影响。结果表明，Q235碳钢在含卤硫铵溶液中的均匀腐蚀速率随F^-浓度和Cl^-浓度增大均呈现先降低后增高的趋势，随着 (NH₄)₂SO₄质量分数增加，均匀腐蚀速率降低；随着F^-浓度的增大，自腐蚀倾向增加；随着Cl^-浓度以及 (NH₄)₂SO₄质量分数的增大，自腐蚀倾向均降低；Q235碳钢在氨法脱硫模拟浆液中点蚀较严重，需采取重防腐措施。     

低合金钢在模拟酸性土壤中的耐蚀性研究

用硅藻土模拟酸性土壤,对两种接地网材料用的实验钢进行室内加速腐蚀实验。通过实验室埋片腐蚀实验、激光拉曼光谱和电化学方法研究其在模拟酸性土壤中的耐蚀性。结果表明,两者的腐蚀速率呈现先升后降的趋势;Q235钢的腐蚀失重明显大于低合金A钢的,且两者的腐蚀速率相差近一倍,腐蚀形貌由局部腐蚀逐渐发展为全面腐蚀;腐蚀产物均出现分层结构,外锈层成分大致相同,主要为α-FeOOH,Fe₃O₄,Fe₂O₃和γ-FeOOH,内锈层成分差别较大,低合金A钢中保护性锈层α-FeOOH所占比例大。Tafel极化曲线测试表明,低合金A钢的自腐蚀电位更正,腐蚀电流密度更小。     

高湿热海岸大气环境中Q235B钢的腐蚀演化规律

采用干/湿交替的实验方法模拟大气腐蚀过程,利用X射线衍射和极化曲线的方法,研究了低碳钢Q235B在高湿热海岸大气环境中的腐蚀演化规律。结果表明,在高湿热海岸大气环境中,低碳钢在腐蚀演化的初期阶段腐蚀速率最大,中期阶段腐蚀速率较为平稳,而后期阶段的腐蚀速率则迅速减小。此外,低碳钢的腐蚀速率随着模拟环境中的Cl-含量的增加而增大。相比于低湿热大气环境,高湿热大气环境更有利于Fe_3O_4的生成,而Fe_3O_4的含量又会随Cl-浓度的增大而减小。     

Q235钢在西沙大气环境中的初期腐蚀行为

在西沙群岛典型的高温、高湿和高盐分大气环境下对Q235钢进行了 1个月短期暴晒实验,利用扫描电镜、电子探针、激光拉曼和X射线衍射仪等观察分析了暴晒后样品的表面形貌、腐蚀产物成分和锈层元素分布。结果表明：Q235钢形成的锈层疏松多孔,多裂纹,对基体没有保护作用。由于Cl^-的侵蚀作用,锈层和基体之间发生氧化还原反应,加速了基体的腐蚀。碳钢在西沙暴晒1个月后外表层的腐蚀产物主要有：Fe₈(O,OH)₁₆Cl_1.3,Υ-FeOOH, β-FeOOH及少量α-FeOOH等,锈层内部不同位置的产物基本相同,主要为Fe₃O₄,Υ-Fe₂O₃以及少量的Υ-FeOOH、β-FeOOH等。     

模拟工业-海岸大气中pH值对Q235B钢腐蚀行为的影响

采用干/湿交替腐蚀增重模拟实验、XRD以及EIS等方法,研究了模拟工业-海岸大气中p H值变化对Q235B钢腐蚀行为的影响.结果表明,当SO2浓度较低时,p H值变化对Q235B钢腐蚀速率的影响不明显;当SO2浓度较高时,p H值变化对Q235B钢腐蚀速率的影响存在极值现象,即:当p H值处于"较高"和"较低"之间某一值时,Q235B钢的腐蚀速率达到极大值.当模拟工业-海岸大气中SO2浓度一定时,p H值变化对Q235B钢表面锈层相组成的影响不明显.分析表明,模拟工业-海岸大气环境中SO2的存在一定程度上抑制了b-Fe OOH的形成.随着SO2浓度的升高,锈层中b-Fe OOH和g-Fe OOH的相对含量在减少,g-Fe OOH可能发生了向Fe3O4的还原或向a-Fe OOH的相变转化.随着腐蚀时间的延长,锈层相组成的演化呈现出相似的规律.此外,当模拟工业-海岸大气中SO2浓度较低时,Q235B钢腐蚀主要遵循Cl-的循环机制,改变p H值对钢腐蚀行为的影响不明显;SO2浓度较高时,Q235B钢腐蚀初期主要遵循Cl-的循环机制,随着腐蚀时间的延长,SO2对腐蚀的影响逐渐显著,并以H2SO4再生循环的方式加速钢的腐蚀.     

海洋大气环境中电镀锌板的腐蚀行为与机理

通过2 a现场暴晒实验,采用腐蚀形貌宏观观察、SEM、XRD及失重法,对电镀锌板在青岛和西双版纳大气环境中的腐蚀行为进行了研究。通过电化学阻抗谱研究了电镀锌板在不同Cl^-浓度溶液中的腐蚀电化学行为。结果表明：电镀锌板在青岛和西双版纳大气环境中的平均腐蚀速率分别为0.76和0.1935 μm/a,在青岛大气环境中暴晒2 a后局部有红锈产生,主要腐蚀产物为Zn₅(OH)₈Cl₂H₂O,ZnO和Zn(OH)₂,在西双版纳大气环境中表面有少量白色锈点,主要腐蚀产物为2ZnCO₃3Zn(OH)₂,ZnO和Zn(OH)₂。电镀锌板在青岛和西双版纳大气环境中主要表现为均匀腐蚀,并伴有局部不均匀坑蚀;青岛大气环境中的Cl^-使电镀锌板在青岛大气环境中的腐蚀加剧。     

Q235钢/导电混凝土在3种典型土壤环境中腐蚀的灰色关联度分析

采用动电位扫描和电化学阻抗谱(EIS)技术,研究了Q235钢/导电混凝土在盐碱土、黄棕壤、红壤中的腐蚀行为,分析了土壤环境因素对腐蚀过程的影响规律,并基于灰色关联度理论计算了土壤中各离子对导电混凝土中Q235钢腐蚀过程的影响权重。结果表明,加速腐蚀45 d后,Q235钢/导电混凝土表面出现孔洞、边缘出现细微裂纹。Q235钢/导电混凝土在3种典型土壤环境中腐蚀速率按土壤类型由小到大排序为:盐碱土<黄棕壤<红壤。灰色关联度计算结果表明,Q235钢/导电混凝土在土壤中腐蚀时,土壤中各离子影响权重排序为:pH>[SO₄^2-]>[Ca²⁺]>[Cl^-]>[HCO₃^-]>[Mg²⁺]>[Fe3+]。随着土壤环境pH的降低,导电混凝土劣化程度增大,腐蚀速率上升。土壤中的H⁺、SO₄^2-会直接与导电混凝土组分发生反应,导致混凝土劣化,其影响权重最大。而Ca²⁺需通过扩散的方式进入导电混凝土孔隙液,以析出相应的氧化物或者碳酸盐沉积的方式提供物理防护作用,其影响权重略低。其中,由于Cl^-对Q235钢腐蚀的促进过程受到混凝土层及双电层隔绝作用的抑制,其影响权重较低。     

红壤中变电站接地网金属材料的腐蚀行为分析

采用扫描电镜 (SEM)、能谱 (EDS) 和X 射线衍射 (XRD) 等技术对红壤中变电站接地网服役长达13 a的镀锌扁钢进行了形貌分析和腐蚀产物分析。结果表明,该镀锌扁钢受到严重腐蚀,腐蚀产物主要由FeOOH,Fe₃O₄和Fe₂O₃等组成,腐蚀产物分层的原因是新生成的腐蚀产物沉积在金属/腐蚀产物层界面或腐蚀产物开裂处,同时S和Cl对内层腐蚀产物具有较大的影响。Tafel测试结果表明,在腐蚀电流峰值附近,SO₄^2-与Cl^-的百分比为1∶2时,两者对镀锌Q235碳钢在该红壤中的腐蚀性影响具有等效作用。通过室内加速实验模拟镀锌Q235碳钢在该红壤中的腐蚀发现,镀锌Q235碳钢的腐蚀速率呈现先增大后减小的规律,该加速实验在未改变镀锌Q235碳钢腐蚀机理的同时具有较好的加速效果。     

含铜低合金耐磨钢在盐雾环境中的腐蚀行为

对含铜和不含铜实验钢在中性盐雾试验箱中连续喷雾120、240、480和720 h,研究了在盐雾环境下Cu对低合金耐磨钢耐腐蚀性能的影响规律,通过失重法计算腐蚀速率,并利用XRD和SEM对腐蚀产物进行表征,利用动电位扫描、电化学阻抗谱 (EIS) 对比分析Cu在低合金耐磨钢腐蚀过程中起到的作用。结果表明：低合金耐磨钢的腐蚀产物主要包括γ-FeOOH、α-FeOOH、Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃,前期腐蚀产物疏松多孔,后期产物致密难剥落,腐蚀速率先升高后下降,含铜实验钢的腐蚀速率明显低于不含铜实验钢,添加Cu后,实验钢的自腐蚀电位上升,阻抗谱容抗弧增大,电荷转移难度增加,说明Cu能有效降低实验钢腐蚀速率,增强其耐腐蚀性能。     

Effect of Metal Cations on Corrosion Behavior and Surface Structure of Carbon Steel in Chloride Ion Atmosphere

In order to better understand why the corrosion behavior of carbon steel exposed in Nansha atmospheric environment is very serious, the effect of sodium, potassium and magnesium chlorides deposited on carbon steel surface has been studied under atmosphere conditions by wet/dry accelerated test. The difference of corrosion behavior and surface structure in Na⁺, K⁺, and Mg²⁺ containing atmosphere has been investigated by thickness loss, scanning electron microscope, X-ray diffraction and electrochemical techniques. The results indicate that the thickness loss of carbon steel exposed in different metal cations containing atmospheric environment increases in the order of Na⁺, K⁺, Mg²⁺. The hard metal cation can promote the dissolution of the steel to a certain extent. In Mg²⁺ containing atmosphere, the relative content of β-FeOOH is rather higher and the protective ability index α*/γ* decreases in the order of Na⁺, K⁺, Mg²⁺. The corrosion current density of both bare carbon steel and the rusted carbon steel increases in the order of Na⁺, K⁺, Mg²⁺. The polarization resistance and the charge transfer resistance decreases in the order of Na⁺, K⁺, Mg²⁺.     

H2S/CO2环境中L360钢点蚀行为研究

利用静态挂片失重法研究了含H₂S/CO₂模拟油田水溶液中, 温度及Cl^-浓度对L360管线钢点蚀的影响, 并利用Gumbel第一类近似函数分析了最深蚀孔概率. 结果表明, 在40℃~70℃之间, Cl^-浓度为10 g/L条件下, 点蚀的严重程度随温度增高而增大. 恒定温度下, Cl^-浓度对点蚀发生也有明显的影响, 当Cl^-在10×15 g/L范围时, 腐蚀试样发生明显的点蚀; 当Cl^-浓度大于20 g/L时, 试样主要发生均匀腐蚀, 随着Cl^-浓度的增大, 腐蚀产物膜变得更加疏松, 保护性能下降, 均匀腐蚀速率增大. 最深点蚀分布服从Gumbel第一类近似函数.     

接地极Q235碳钢材料在上海土壤环境中的腐蚀行为

通过电化学阻抗 (EIS)、极化曲线、扫描电镜 (SEM)、能谱分析 (EDS) 和X射线衍射 (XRD) 等技术对接地极Q235碳钢材料在含不同盐分的上海地区土壤中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,在不同盐分土壤条件下,Q235碳钢的阻抗均随着浸泡时间的延长出现先升高后平稳的趋势,腐蚀速率随盐分含量增大而增大。由于沿海土壤的侵蚀性阴离子含量较高,使得所产生的锈层失去保护性。Q235碳钢腐蚀主要以全面腐蚀为主,还伴有微生物腐蚀现象,腐蚀产物膜主要由Fe₂O₃组成。根据耐腐蚀性能评价标准,接地极碳钢材料在上海土壤环境中的耐腐蚀性能为良。