工业材料的微生物腐蚀

综述了碳钢,不锈钢,铝合金,铜合金,镍合金,钛合金,混凝土及其它非金属材料微生物腐蚀研究中的一些新进展。     

金属耐蚀材料 第一讲 铸铁

从本期起 ,连续刊载金属耐蚀材料讲座 ,每期一讲 ,共十二讲。内容为 :铸铁、碳钢、低合金钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢、沉淀硬化不锈钢、镍合金、铜合金、铝合金、钛合金等。虽然铸铁、碳钢、低合金钢一般不称为金属耐蚀材料 ,但由于它们价廉易得 ,在某些介质中也具有足够的耐蚀性能 ,且在实际工程中得到大量应用 ,所以亦作为金属耐蚀材料介绍。由于篇幅限制 ,每种材料重点介绍其化学成分、耐蚀性能、影响因素及材料应用。作为基础知识讲座 ,在编写过程中 ,引用的数据理论等均来自《腐蚀手册》及国内较有影响的有关书籍。     

电抛光

介绍电抛光原理及所需设备.详细介绍了铝、铜及铜合金、镍及镍合金、碳钢及不锈钢的电抛光工艺.     

金属材料在天然海水中的腐蚀电位及其变化规律

利用自行研制的多通道电位自动采集装置,测试了多种金属材料在青岛和舟山海水中为期120 d的腐蚀电位,对其在天然海水中的腐蚀电位变化规律及其稳定电位进行分析。结果表明,金属材料在天然海水中浸泡初期变化较快,同种类金属材料变化规律大致相同,不同种类金属材料在天然海水中的腐蚀电位变化规律不同;金属材料在不同海域(青岛和舟山)天然海水中的稳定电偶序大致相同,腐蚀电位从低到高为:镁阳极、铝阳极、铝合金、铸铁、碳钢、低合金钢、铜合金、不锈钢和镍合金。     

金属材料在三亚海水中的腐蚀电位序及合金成分对耐蚀性的影响

对36种金属材料在三亚海水中的腐蚀电位序、腐蚀电位对潮汐变化的响应以及不同金属合金元素成分对耐三亚海水环境腐蚀的作用进行了研究。结果表明,三亚海水环境中金属材料腐蚀电位的稳定区间较大,腐蚀电位序从高到低为:镍基合金、双相不锈钢、奥氏体不锈钢和紫铜、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、铜合金、低合金钢、碳钢、铸铁、铝合金和铝阳极。碳钢电位随潮汐变化的波动在动力学控制下,高潮位时腐蚀电位较负;在扩散作用控制下,高潮位时腐蚀电位较正。金属腐蚀电位在海水中的波动体现了腐蚀产物膜对扩散控制下的腐蚀具有阻碍作用。在三亚海水环境中,低C和高合金元素含量的碳钢对氧扩散抑制作用较好。奥氏体不锈钢的腐蚀电位随潮汐变化的波动远小于铁素体不锈钢和马氏体不锈钢,浸泡2700 h后,含Mo的奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢有较为稳定的腐蚀电位,腐蚀产物膜具有较好的保护性。铝阳极在三亚海水环境中的腐蚀电位随海水高含氧量时间的增加而上升,含Ga和高Zn含量的铝阳极材料的腐蚀电位较为稳定。Al青铜和T2紫铜在三亚海水环境中有较稳定的腐蚀电位,并且有较好的耐蚀性。     

金属材料的小孔腐蚀

<正> 一、前言小孔腐蚀是钝性金属在含有活性离子的介质中一种常见的局部腐蚀。化工生产中常用的碳钢、不锈钢、铝、钛等材料在活性离子(Cl~-、Br~-、I~-、ClP_4~-、SCN~-等)的作用下,会发生小孔腐蚀,铜及铜合金,以及锆和钽等高耐蚀性金属,在一定条件下也会遭受这种腐蚀。生产中由于小孔腐蚀导致设备或管线穿孔的事例很多。例如,氮磷复肥生产中316L不锈钢换热器因磷矿石中带来的氯化物引起孔蚀而泄漏;化纤生产中纯铝冷却管被NaSCN溶液腐蚀穿孔;在沿海化工厂中,黄铜或白铜冷却器管子在海水作用下不到一年     

奥氏体不锈钢冷凝焊管在生产中的致裂原因

通过金相显微镜、扫描电镜观察和能谱分析的方法分析了奥氏体不锈钢焊接冷凝管在生产过程中的致裂原因。结果表明,液态铜使不锈钢脆化,导致焊管开裂.并对防范措施进行了简述。     

海洋微生物腐蚀的研究进展

介绍了国内外海洋微生物腐蚀研究的最新进展,讨论了海洋中影响金属腐蚀的几类微生物,评述了微生物腐蚀研究中涉及的微生物的培养,测量方法以及表面分析手段;简介了不锈钢,铜和铜合金,镍合金的微生物腐蚀的特征和最新研究进展,并展望了微生物腐蚀研究的发展趋势。     

海水中Cu~(2+)对B10铜合金腐蚀行为的影响

使用腐蚀电位、线性极化电阻和电化学阻抗谱等电化学方法研究了海水环境中Cu~(2+)对Bl0铜合金腐蚀行为的影响。研究结果表明,海水中一定浓度的Cu~(2+)能够增大B10铜合金腐蚀速度。加入的Cu~(2+)能够在一定条件下还原沉积在基体金属、腐蚀产物膜表面。沉积的铜和基体金属形成电偶电池,铜膜为阴极,基体金属为阳极,增大基体金属腐蚀速度。所以当海洋结构中具有B10铜镍合金结构时,必须控制海水中电解铜离子浓度,在控制生物附着与污损的同时避免诱发铜合金电偶腐蚀破坏。     

金属的特异功能

减少噪声 保护环境。在日常生产和生活中，噪声的“声源”．多半来自金属的互相撞击或与其他物体撞击发出来的。为消除和减少噪声，科学家研制出一种新型金属——“无声合金”。它不仅强度高、硬度大，而且有橡胶、塑料的减振性能。“无声合金”主要有锰铜合金、铜锌铝合金、镁锆合金、钛镍合金、铜铝镍合金、铁铬铝合金、铝锌合金等等。     

海洋环境下金属材料微生物腐蚀研究进展

海洋环境下的微生物易附着在金属材料表面形成生物膜,进而导致金属材料表面的微生物腐蚀(MIC)。分析了海洋环境下常见的易导致腐蚀的微生物种类及其特征,如硫酸盐还原菌(SRB)、铁氧化细菌(IOB)、产酸菌(APB)与产粘液菌(SPB)等,归纳了船舶与海洋平台涉及的微生物腐蚀及其与材料摩擦磨损的协同作用。在此基础上,重点综述了近年来碳钢、不锈钢与铜合金在海洋环境下的微生物腐蚀研究进展,包括溶解氧(DO)浓度、胞外聚合物(EPS)、生物膜微观形态等因素对碳钢MIC的影响,不锈钢在MIC过程中钝化膜与Cr元素化合物形态与含量变化,微生物抵抗Cu离子毒性机制以及铜合金在MIC过程中出现的脱合金成分腐蚀。对比了碳钢、不锈钢与铜合金表面在MIC中由生物膜、腐蚀产物与钝化膜形成的复合表面层结构差异。并从阴极去极化理论与微生物电化学腐蚀理论的角度解释了MIC,总结了两种理论间的关联性与局限性,指出了一些亟待解决的问题。     

B30铜镍合金和316L不锈钢在热泵系统中的耐腐蚀性能

采用动电位极化扫描、电化学阻抗谱等方法研究在地下咸水不同电导率、p H值和流速条件下,B30铜镍合金和316L不锈钢的腐蚀行为。结果表明:随着地下咸水电导率的增加,B30铜镍合金自腐蚀电流密度迅速增加,点蚀敏感性增大,而316L不锈钢自腐蚀电流密度的增加较缓慢,耐蚀性明显优于B30铜镍合金。在酸性溶液中,B30铜镍合金发生均匀腐蚀。随着p H值的增大,B30铜镍合金点蚀倾向增大,316L不锈钢点蚀倾向减小。流速为1 m/s的冲刷腐蚀条件可以破坏B30铜镍合金钝化膜的形成,而不影响316L不锈钢钝化膜的稳定性。这为热泵系统如何选择金属材料提供了参考。     

不锈钢/碳钢TIG焊熔池表面流动行为

为研究异种钢在钨极惰性气体保护焊过程中的熔池表面流动行为,以粒子示踪法为基础,通过激光熔池表面反射的方法,对304不锈钢/Q235碳钢、316L不锈钢/Q235碳钢焊接过程中熔池表面液态金属的流动行为进行了研究,分析了熔池表面示踪粒子的运动趋势,并以此为依据计算了熔池表面液态金属的流动速度.结果表明,在不锈钢/碳钢的TIG焊过程中,熔池表面的液态金属存在从不锈钢侧流向碳钢侧的流动行为.其中,示踪粒子在304不锈钢/Q235碳钢的焊接熔池表面平均流动速度约为25.3 mm/s,在316L不锈钢/Q235碳钢的焊接熔池表面平均流动速度约为21.6 mm/s.     

铝合金点焊电极端面铜铝合金化机理研究

针对铝合金电阻点焊过程中出现的电极烧损及使用寿命短的问题,采用物理模拟的方法,从点焊电极端面铜铝合金化的宏观及微观形貌、成分等方面,进行了铝合金点焊电极端面铜铝合金化反应的行为、铜铝金属间化的形成过程以及铜铝合金化机理等研究。结果表明:电极端面与工件接触界面发生铜铝合金化反应是铝合金点焊电极烧损的主要原因;同时发现,温度和时间是影响铜铝合金化反应的两个重要因素,且铝合金高温点焊时,电极端面反应生成了共晶合金(Al+Cu Al2),而Cu Al2相和铜基体扩散,将形成硬而脆的金属间化合物Cu9Al4和Cu Al4。     

交流电磁场对几种金属腐蚀行为的影响

采用交流电磁场对碳钢电极进行静态试验腐蚀,并利用循环冷却水系统动态模拟装置,在恒定工况条件(水浴55℃,流速1.2m/s,入口温度30±1℃)下,对碳钢、不锈钢和黄铜等进行了交流电磁场影响腐蚀的动态腐蚀试验。静态腐蚀试验结果表明:交流电磁场可减小碳钢试样的腐蚀速率,证明了电磁场对碳钢腐蚀防护的有效性。动态腐蚀试验结果表明:交流电磁场对金属腐蚀速率及点蚀倾向有一定影响,对不同金属影响不同;交流电磁场作用下碳钢受磁矩影响呈现缓蚀,腐蚀速率呈下降趋势;而对不锈钢和黄铜腐蚀则表现出强化传质作用,致使金属的耐蚀性下降,腐蚀速率加快。     

结合WBE与EIS技术研究环氧涂层下碳钢与铜合金在海水中的电偶腐蚀

目的 研究环氧涂层下碳钢与铜合金在海水中的电偶腐蚀行为及涂层整体和局部区域的劣化过程。方法 使用丝束电极（WBE）技术和电化学阻抗谱（EIS）技术研究丝束电极表面的电流密度分布和涂层阻抗谱演化,同时对比分析碳钢区域与铜合金区域涂层的阻抗谱特征。结果 阳极电流峰首先出现在碳钢局部区域,而电流密度较大的阴极电流峰主要集中出现在铜合金区域的边缘。当浸泡至122 h时,铜合金区域的涂层阻抗明显低于碳钢区域的涂层阻抗,且EIS响应出现了Warburg扩散阻抗特征。在浸泡456 h后,单根钢电极发生由阴极向阳极的极性转换。结论 涂层下碳钢与铜合金在海水中发生电偶腐蚀时,铜合金作为阴极被保护,但铜合金区域的涂层在阴极剥离的作用下加速劣化。在涂层劣化过程中,碳钢区域的涂层缺陷处成为腐蚀反应的阳极区,而主要的阴极区位于铜合金的边缘区域,这与溶解氧的“竞争效应”有关。由于涂层发生阴极剥离现象使得基底金属被腐蚀,从而导致涂层下单根钢电极的电流发生由阴极向阳极的极性转换。     

LNG工程用管材料特性研究

液化天然气工程用材料在低温下应具有脆化难、韧性及强度高、加工和焊接性能优良等特点。从晶体结构出发,分析奥氏体不锈钢钢管在超低温下韧性高、强度高的机理;比较液化天然气工程用不锈钢材料与其他金属材料(9%Ni、殷瓦合金、铝合金、铜合金)的性能;并选取了液化天然气工程用材料的焊材。     

全钛冷凝器在火电、核电工程中的应用前景

用海水冷却的滨海电站和用污染淡水冷却的电站都存在铜合金冷凝器的严重腐蚀问题,诸如点蚀、砂蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀等。钛的比强度高、有良好的机械性能和优异的耐海水腐蚀性能。在静止或高速流动的海水中腐蚀速度极小,在常温海水中不发生点蚀或缝隙腐蚀。在120℃以上有可能产生点蚀或缝隙腐蚀,发生应力腐蚀的敏感性与其成份、结构和缺陷有关。表面有铁颗粒沾污时易导致吸氢和氢脆。钛管壁具有滴状冷凝特性,耐冲刷,不易结垢,可采用较高水流速度,其综合传热性能可与铜合金管相比。由于节省了一些附属设备,全钛冷凝器的制造成本与铜镍合金管冷凝器相差不大,有广阔的应用前景。     

材料及防护涂层在淡水环境中的腐蚀试验研究

在三门峡水库和“635”水库中投放涂层和材料试样进行试验,考察了金属涂层、封闭涂层、复合涂层系统在两种淡水环境下的腐蚀情况,比较了喷锌、喷铝、锌铝合金、稀土铝等金属涂层和封闭涂层在淡水环境中的保护效果;取得了部分碳钢、不锈钢、有色金属材料在淡水环境中的自然腐蚀数据。     

海水流速对典型金属管材腐蚀行为的影响

利用管路模拟腐蚀试验装置和电化学分析手段对比研究了4种典型海洋用金属管路材料在静态和动态海水环境中的腐蚀行为。结果表明,在静态海水环境中,碳钢的腐蚀速率远高于304不锈钢、B10铜合金和纯钛TA2。4种材料在3~10m/s流速内均为湍流腐蚀。流速为10m/s时,B10铜合金的动态腐蚀敏感性比304钢强,主要原因是在动态海水中B10的活化溶解区明显宽于304不锈钢,其成膜速度较慢。在静态和动态海水冲刷环境条件下,TA2由于在表面形成致密稳定的钝化膜,基本不发生腐蚀,是耐海水腐蚀性能最优异的管路材料。