钻井液中碳钢的氢扩散和腐蚀疲劳行为

用旋转弯曲腐蚀疲劳试验碳 在钻井液中的腐蚀疲劳行为，并用电化学滞后时间法研究钻井中碳钢的氢扩散行为。结果表明：钻井液中碳化物能促进原子氢进入碳钢基体，加速碳钢的腐蚀疲劳，咪唑啉类缓蚀剂可以抑制原子氢的生成，减小氢扩散作用。     

碳钢氢腐蚀裂纹愈合的TEM观察

对含氢腐蚀裂纹的碳钢进行1000℃、10h的再热循环处理后，SEM和TEM观察表明，氢蚀裂纹发生完全愈合．Fe和C在γ-Fe中的快速扩散是碳钢中氢蚀裂纹愈合的必要条件．氢蚀裂纹愈合的动力是氢蚀气泡长大导致的塑性变形能Es，在Fe、C和氢原子扩散都足够快的情况下，氢蚀裂纹的愈合条件是Es≥2γ／r(γ为界面表面张力，r为裂纹半长)．TEM观察表明，氢蚀裂纹形成使晶界发生严重的塑性变形，位错密度高且相互缠绕，氢蚀裂纹的愈合过程伴随着亚晶长大、晶界滑动的高温回复过程甚至再结晶，位错回复低密度、整齐排列的低能态，片层状珠光体的出现也表明基体组织发生修复。     

涂层局部破损环氧涂层/碳钢体系干湿循环腐蚀行为

通过设计模拟腐蚀环境电解池,利用电化学阻抗谱、扫描电镜和傅立叶红外光谱分析,研究处于3%(质量分数)Na Cl电解质膜下环氧涂层/碳钢体系的干湿循环腐蚀行为。结果表明,涂层破损区域的表面裸露碳钢在第4次干湿循环的腐蚀速率达到最大,然后腐蚀速率随干湿循环呈降低趋势。而涂层下碳钢的腐蚀速率在第6个干湿循环达到最大,之后逐渐降低并趋于稳定。涂层下碳钢和裸露碳钢表面由于氧扩散差异,导致形成氧浓差电池,使处于敞开液膜下的裸露碳钢成为阳极,其腐蚀速率总是高于涂层下碳钢。由于离子定向迁移或扩散的作用,导致裸露碳钢的中心区域至其边缘腐蚀产物为多层阶梯状分布,而涂层下基体金属腐蚀形貌呈波纹状。     

碳钢在CO2-H2S体系中的腐蚀规律研究

采用氢扩散法,交流阻抗法和电子针分析研究碳钢在弱酸条件下的ａＣｌ溶液中通入ＣＯ２,以及加入微量Ｈ２Ｓ的腐蚀过程和渗氢量之间的关系,Ｃ烃及Ｈ２Ｓ的浓度在不同ＰＨ值对这个过程的影响,研究其腐蚀机理。实验表明,ＰＨ值在４～６．５之间的,ＣＯ２以及Ｈ２Ｓ对腐蚀过程和渗氢过程有着明显的加速作用,并且,随着ＰＨ值的降低,Ｃ烽Ｈ２Ｓ对渗氢量的增加有明显的促进作用。     

高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展的温度效应和过载迟滞效应

通过在18,35和55℃蒸馏水中疲劳裂纹扩展试验,证明了超高强度钢30CrMnSiNi2A腐蚀疲劳具有强烈的温度效应,得到了ΔK值和温度对裂纹扩展速率影响的复合表达式。由于扩展速率数据拟合得到的表观激活能值(36.7kJ/mol)十分接近于氢在γ-Fe中的扩散激活能值,支持了氢助裂纹扩展的观点。对大气中疲劳裂纹扩展具有重要价值的过载迟滞效应,在腐蚀疲劳时显著地减小,在0.1Hz的低频率下尤其明显。     

碳钢在察尔汗盐湖卤水中的腐蚀行为研究

用腐蚀挂片试验方法研究了典型碳钢在盐湖卤水中暴露2年的腐蚀行为,并运用室内电化学方法研究其在察尔汗盐湖卤水中的电化学行为。结果表明:室外卤水暴露2年后,典型碳钢腐蚀失厚为0.0282mm/a;室内电化学试验表明,碳钢在浸泡前期腐蚀较快,随着浸泡的进行,钢表面覆盖微薄的腐蚀产物层,在高盐度的卤水环境中,腐蚀产物层可有效增加氧扩散的阻力,减缓腐蚀的进行。     

电化学阻抗法研究土壤模拟溶液中CFRP/碳钢体系的腐蚀行为

采用电化学阻抗法(EIS)研究了碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)/碳钢体系在两种土壤模拟溶液中的腐蚀行为。测得的阻抗谱能清楚地反映CFRP/碳钢体系的腐蚀行为。浸泡早期,腐蚀介质的扩散速度小于界面的反应速度,阻抗谱表现出一定的扩散特征;随后阻抗谱为两个半圆;浸泡中后期,界面处形成腐蚀产物膜,阻抗谱表现出明显的Warburg扩散特征,并开始出现第三个时间常数。形貌分析的结果表明碱性腐蚀介质对CFRP的破坏性比酸性腐蚀介质要大,另外碱性介质容易引起体系中碳钢的局部腐蚀,而酸性介质则使碳钢发生均匀腐蚀。     

压铸AlMg5Si2Mn合金的腐蚀和腐蚀疲劳行为

研究压铸AlMg5Si2Mn合金的电化学腐蚀、晶间腐蚀和腐蚀疲劳机理。结果表明:合金的自腐蚀电位和点蚀电位分别为-1220和-690 mV,钝化区间约为530 mV,说明合金的耐腐蚀性能良好。合金的晶间腐蚀倾向明显,这主要是由于Mg2Si相自腐蚀电位较低,且(Al+Mg2Si)共晶区的体积分数较大(29.6%)。电化学腐蚀反应和Mg2Si自身溶解产生的氢元素导致疲劳试样表面发生阳极溶解,加速了疲劳裂纹的萌生,从而显著降低了合金的疲劳寿命。腐蚀疲劳试样的裂纹主要是沿晶界扩展。氢元素也导致合金塑性下降,造成应力腐蚀开裂。     

腐蚀疲劳裂纹扩展的机理

针对高强度低合金钢、钛合金和镁合金进行了腐蚀疲劳裂纹的扩展FCG、外加电压对于腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响以及断裂表面的研究。在外加电压对于腐蚀疲劳裂纹扩展速率影响的研究过程中,在一段时间内发生极化,可以根据此期间内的开路电压记录裂纹扩展速率,并测量极化情况下的裂纹增长速率。由于裂纹扩展测量技术的进步,测量的时间很少超过300s,这使观测非独立模式阴极极化对于腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响成为可能。当最大应力强度（Kmax）超过给定材料--溶液组合的特定临界特征值时,阴极极化会加速裂纹的扩展。当Kmax低于临界值,而所有其他条件（试件、溶液、pH值、载荷频率、应力比率、温度等）不变时,同样的阴极极化会妨碍裂纹扩展,或者对于裂纹扩展无影响。断口显微分析结果显示,阴极极化下加速裂纹的扩展是由于氢致腐蚀(HIC)。因此,根据氢致腐蚀机理以及KHIC和△ KHIC的显示,Kmax的临界值,以及应力范围（△ K）是由相应的腐蚀疲劳裂纹扩展的症状所确定的。当Kmax > KHIC（△ K > △ KHIC）时,腐蚀疲劳裂纹扩展的主要机理是HIC。对于大多数的材料--溶液组合的研究表明,当Kmax < KHIC（△ K < KHIC）时,应力协助扩散在腐蚀疲劳裂纹扩展中起决定性作用。     

镀镍碳钢在高温无氧水中的腐蚀电化学行为

利用线性极化法、极化曲线法和交流阻抗技术研究了化学镀非晶态Ni-P和电镀纳米Ni处理的碳钢在高温无氧水中的腐蚀电化学行为.结果表明,功能镀镍薄膜/碳钢复合材料在高温无氧水中的腐蚀是在电偶腐蚀条件下因氢去极化引起的电化学腐蚀,腐蚀的特征是点蚀,腐蚀的程度取决于镀层的均匀程度和镀层自身的耐蚀能力.     

脱硫装置碳钢腐蚀缓蚀剂研发

为了减缓或抑制脱硫装置中碳钢的H2S应力腐蚀开裂,通过挂片试验和极化曲线测试筛选出了N-甲基二乙醇胺(MDEA)、单油咪唑啉两种缓蚀剂,对减缓腐蚀和抑制氢鼓泡的效果都很好。还通过恒应变速率拉伸试验分别对它们在饱和H2S水溶液中的缓蚀效果进行定量评价,结果表明,这两种缓蚀剂的加入,都能够很大程度地降低碳钢应力腐蚀的敏感性。     

元素硫对特高含H2S气井用油管钢的腐蚀

用电化学方法研究了特高含硫化氢气井所用油管钢在含硫磺的5%NaCl水溶液中的电化学行为,湿态硫磺作为一种阴极去极化剂促进材料的腐蚀,腐蚀速度随硫磺含量增加而增加,且存在浓度极值。升温同样可促进硫磺对材料的腐蚀,不同温度腐蚀机理不同。     

油田排海污水中H2S的分布及其对平台钢结构设施腐蚀行为的影响

研究了W11—4油田A平台排海污水中H2S、钢桩上附着生物状态以及白色沉积物对平台海域钢结构设施腐蚀与防护的影响，测定了H2S的浓度、分布以及含H2S海水的腐蚀特征，研究了各种附着生物和白色沉积物的状态及组成。结果表明，H2S主要集中在海面海流下方区域，并与海水流速密切相关，最大可能H2S浓度低于19mg／L；白色沉积物为附着生物受硫化氢影响的生理分泌物，海水中的H2S及白色生理分泌物对平台钢结构设施的腐蚀过程没有影响。     

碳钢在饱和盐水钻井液中的腐蚀与防护研究

采用动态滚轮试验，静态失重法，电化学方法及扫描电镜研究了碳钢在饱和盐水钻井液中的腐蚀行为。实验结果表明，氧是引起腐蚀的主要因素；添加除氧剂和吸附型缓刨剂可减绔钻井液的腐蚀；且吸附型缓蚀剂对钠材在存放过程中的腐蚀起到较好的抑制作用。     

304不锈钢在H2S介质条件下的应力腐蚀

用电化学测试及慢应变速率拉伸试验（SSRT）方法对304不锈钢在饱和H2S溶液和NACE标准溶液中的应力腐蚀行为进行研究.结果表明,Cl-能显著降低304不锈钢在饱和H2S溶液中的腐蚀电位和点蚀电位,增加点蚀倾向,并降低抗H2S应力腐蚀能力.     

M13井采出水腐蚀与缓蚀机理的研究

用SEM、EDS法分析手段、动电位扫描极化曲线和滞后环实验等电化学方法研究了A3钢在M13井采出液水相中的腐蚀机理.结果表明,M13井采出液引起局部腐蚀的原因是形成CaCO<,3>垢的垢下腐蚀而不是点蚀,腐蚀的速度受腐蚀反应的阳极过程控制.用旋转挂片仪筛选出的WJF-6缓蚀剂用量为50 mg/L、在M13井采出液中使用时,实验室中测出的缓蚀率超过90%,其根本原因是抑制了电极反应的阳极过程.     

H2S浓度对35CrMo钢应力腐蚀开裂的影响

用电化学技术研究了35CrMo钢在含有不同浓度H₂S溶液中的腐蚀行为,通过慢应变速率拉伸实验研究了35CrMo钢在不同浓度H₂S介质中的应力腐蚀开裂 (SCC) 行为与机理。结果表明：35CrMo钢在pH值为5的H₂S环境下存在SCC敏感性,H₂S浓度升高,SCC敏感性增加,H₂S浓度为200 mg/L时有明显的SCC敏感性。H₂S浓度达到200 mg/L时,能明显促进35CrMo钢腐蚀电化学过程进行。在pH值为5的H₂S环境下,35CrMo钢的SCC机制是以氢脆 (HE) 为主,阳极溶解(AD)为辅的协同机制。     

A NOTE ON THE CORROSION FATIGUE OF STEEL 16MnRE

<正> 本文研究温度对16MnRE钢在H_2S饱和水溶液中疲劳扩展速率的影响,是前文的继续。进一步检验以前所得的结果在不同温度下是否仍然正确;并测定腐蚀疲劳裂纹扩展的激活能,了解H_2S饱和水溶液腐蚀环境对16MnRE钢疲劳裂纹扩展影响的实质。 一、实验方法 16MARE钢热轧后,试验前未经热处理。其化学成分(wt-％)为     

硫化氢对不锈钢在酸性体系中腐蚀行为影响的研究

采用动电位扫描、电化学阻抗和电子探针等方法，研究了硫氢浓度对1Cr18Ni9Ti不锈钢在0．05mol/LH2SO4体系中的腐蚀行为的影响，结果表明：（1）随硫化氢浓芳的增加，1Cr18Ni9Ti不锈钢的腐蚀被加速，钝化区变窄，且维钝电流密度变大；（2）硫化氢的加入使不锈钢表面钝化膜被破坏，随硫化氢浓度的增加，钝化膜有一个从减薄到完全破坏的过程。     

Corrosion Behavior of Aluminum Alloys in the Presence of Hydrogen Sulfide

The corrosion–electrochemical behavior of both carbon steel and aluminum alloys in hydrogen sulfide-bearing mineralized media is considered. An increase in the partial pressure of hydrogen sulfide aggravates the catastrophic breakdown of carbon steel, yet diminishes both the corrosion rate and the localization of corrosion attack on aluminum alloys. An investigation of the nature of the nonstoichiometry of surface oxide films on both carbon steel and aluminum alloys with the use of photoelectric-recombination method, revealed that the films fundamentally differ in semiconductive properties, according to which hydrogen sulfide can either promote or inhibit the corrosion. That is why hydrogen sulfide oppositely affects the corrosion–electrochemical behavior of aluminum alloys and carbon steels.