X80管线钢埋弧焊焊接接头的组织和腐蚀性能

采用H08MnMoA焊丝埋弧焊焊接X80管线钢.利用扫描电镜分析焊接接头微观组织;采用动电位极化和电化学阻抗法研究了X80管线钢其焊接接头在0.5 mol/LNaHCO3+0.02 mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明,在0.5 mol/L NaHCO3+0.02mol/L NaCl溶液中,由于显微组织上的差...     

X70管线钢在CO32-/HCO3-溶液中的电化学行为研究

采用动电位扫描技术研究了X70管线钢在CO32-/HCO3-溶液中的电化学行为.通过分析X70管线钢在Na2CO3/NaHCO3溶液中的极化曲线，讨论了HCO3-的浓度对阳极极化行为的影响.采用快扫描与慢扫描得到的结果，分别利用Parkins边界条件和应力腐蚀破裂（SCC）参数Pi，预测出X70管线钢在1 mol/L NaHCO3+0.5mol/L Na2CO3溶液中的SCC敏感性电位区间，两种方法得到的结果基本一致.     

SO_4~(2-)对X80管线钢在含Cl~-的NaHCO_3溶液中点蚀行为影响

通过动电位极化方法研究了SO42-对X80管线钢在含0.01 mol/L NaCl的0.5 mol/L NaHCO3溶液中点蚀行为的影响,并通过电容测量方法对其机理进行了研究。结果表明:当溶液中SO24-和Cl-共存时,随着SO42-浓度的增大,点蚀电位降低,点蚀数量增加,X80钢发生点蚀的倾向性增大。这主要是因为吸附在试样表面的SO42-增加了X80钢表面钝化膜内的缺陷数量,从而增加了点蚀萌生的位置和几率。     

X80管线钢及其焊缝在高温高压环境下的腐蚀性能

采用质量损失法研究了X80管线钢母材及焊缝分别在温度为90 ℃, 压强为4 MPa, 腐蚀介质为0.1 mol/L NaCl+0.4/0.5/0.6 mol/L NaHCO3溶液中浸泡48 h的腐蚀速率,并结合扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对腐蚀产物膜的形貌和成分进行了分析。结果表明：X80钢母材及焊缝在0.1 mol/L NaCl+0.5 mol/L NaHCO3溶液中的腐蚀速率最低,此时产生的腐蚀产物膜耐腐蚀性能最好。在该种腐蚀介质中形成的腐蚀产物膜由上、下两层膜组成,上层膜的大小分布不均且易脱落,为Fe(OH)2;下层膜呈颗粒状分布,且均匀致密,为FeCO3。     

X70管线钢在近中性及高pH值溶液中的电化学行为和SCC敏感性

采用动电位极化曲线测试法研究了温度、通气条件和pH值对X70管线钢在NS4溶液和0.5 mol/LNa2CO3 1 mol/L NaHCO3溶液中的电化学极化行为的影响,并用慢应变速率试验(SSRT)研究了X70管线钢在这些溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)敏感性。结果表明,X70管线钢在NS4溶液中不出现活化—钝化转变区,随外加电位负移,SCC敏感性增加,表现出氢致破裂(HIC)的特征;在0.5 mol/L Na2CO3 1 mol/L NaHCO3高pH值溶液中出现活化—钝化转变区,在阴极极化区,也表现出氢致破裂(HIC)的特征,但在阳极极化区,发生的是阳极溶解型应力腐蚀破裂(ADSCC)。     

X80钢在0.5mol/L NaHCO_3溶液中的交流电流腐蚀行为

采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、金相显微镜等方法,研究了不同交流电流密度下X80钢在0.5mol/L NaHCO3溶液中的腐蚀行为。结果表明,随着交流电流密度的升高,X80在NaHCO3中阳极区表现为不同程度的钝化特征,阴极区变化不大,阻抗谱均呈现高中频容抗弧和低频Warburg阻抗特征,反应过程主要受扩散控制;X80钢表面先发生点腐蚀,然后向均匀腐蚀发展,腐蚀产物含有铁的氧化物或铁、钙的碳酸盐等。     

X80钢在0.5mol/L NaCl溶液中的交流电流腐蚀行为

采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、金相显微镜等方法,研究了不同交流电流密度作用下X80钢在0.5mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,随着交流电流密度的升高,X80在NaCl溶液中的腐蚀电位均较负,腐蚀电流密度出现波动,阳、阴极Tafel斜率的比值出现大幅度变化,极化电阻和低频区阻抗模值也均出现波动;X80钢表面出现越来越多的大点蚀坑及分布较均匀的小点蚀坑,局部腐蚀严重。     

溶解氧对X70管线钢在高pH值溶液中的电化学行为和SCC敏感性的影响

采用动电位极化、恒电位极化曲线测试法研究了X70管线钢在0.5 mol/L Na2CO3 1 mol/L NaHCO3溶液中的电化学行为,分析了供氧状况和扫描速度等因素对极化曲线的影响。采用慢应变速率试验(SSRT)研究了X70管线钢在不同供氧状况的溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)敏感性。结果表明,X70管线钢在通高纯氮气和不通气溶液中的动电位极化曲线形状相似,但是在通压缩空气的溶液中的动电位极化曲线出现三个零电流电位,分别位于活化区、活化-钝化过渡区和钝化区;不同供氧状况下SCC敏感电位范围不同。     

X80管线钢及其焊缝在高温高压环境下的耐腐蚀性能

采用质量损失法研究了X80管线钢母材及焊缝分别在温度为90℃,压强为4 MPa,腐蚀介质为0.1 mol/L NaCl+0.4/0.5/0.6mol/L NaHCO_3溶液中浸泡48h的腐蚀速率,并结合扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对腐蚀产物膜的形貌和成分进行了分析。结果表明:X80钢母材及焊缝在0.1 mol/L NaCl+0.5 mol/L NaHCO_3溶液中的腐蚀速率最低,此时产生的腐蚀产物膜耐腐蚀性能最好。在该种腐蚀介质中形成的腐蚀产物膜由上、下两层膜组成,上层膜的大小分布不均且易脱落,为Fe(OH)_2;下层膜呈颗粒状分布,且均匀致密,为FeCO_3。     

X80管线钢在NaHCO_3溶液中的阳极电化学行为

采用动电位极化曲线、动电位电化学阻抗谱(DEIS)和SEM研究了X80管线钢在NaHCO_3溶液中的阳极电化学行为,结果表明:随着HCO_3~-浓度增加,X80管线钢腐蚀速率呈现先增加、后减小的趋势,X80管线钢钝化的临界HCO_3~-浓度为0.009 mol/L.随着HCO_3~-浓度增加,极化曲线阳极电流峰发生变化,当HCO_3~-浓度低于0.009 mol/L时,无阳极电流峰;当浓度在0.009—0.05 mol/L时,有一个阳极电流峰;当浓度增加到0.1 mol/L时,出现两个明显的阳极电流峰,且第1峰与第2峰的峰值电流比随浓度的增大而逐渐增大,DEIS结果与动电位极化曲线完全对应,二者相结合可以很好地研究在不同电位下NaHCO_3溶液中X80管线钢的腐蚀行为,同时对其腐蚀产物和腐蚀机理进行了分析。     

NaHCO3溶液中X100和X80管线钢钝化膜性能比较

采用动电位极化曲线分析了X100和X80钢在0.5 mol/L NaHCO₃溶液中的极化行为,通过电流密度-时间曲线以及Mott-Schottky曲线研究了两种钝化膜的生长机制和钝化膜的半导体性质,借助电容测量和点缺陷模型计算了两种钝化膜内的缺陷密度和缺陷扩散系数。结果表明：两种管线钢在该介质中都存在一个很宽的钝化区间,钝化膜的生长均受电迁移和溶解-沉积混合机制控制,钝化膜均为n型半导体。但与X80钢相比,X100钢具有更低的自腐蚀电流密度和维钝电流密度,及更高的击穿电位。X100钢表面钝化膜也更为致密、均匀、稳定,钝化膜的施主密度更低,缺陷扩散系数约是X80钢的1/3。因此,X100钢比X80钢生成的钝化膜表现出更好的抗均匀腐蚀性能和抗点蚀性能。     

不同组织X80钢在高pH土壤模拟溶液中的点蚀电化学行为

将水淬、空冷方式热处理的X80钢与供货状态(原始组织)X80钢相比较,用动电位极化曲线和动电位交流阻抗谱研究不同组织X80钢在0.5 mol/L Na_2CO_3+1 mol/L NaHCO_3高pH值土壤模拟溶液中的点蚀电化学行为。结果表明,水淬热处理后的X80钢更易钝化,点蚀敏感性低,但维钝电流较其他两种组织的都大;三种组织的X80钢极化电阻和电极表面状态常数n值随电位的变化规律基本一致,但水淬组织的n值在不同电位区间分别高于或低于其他两种组织;这些电化学行为的差异与不同组织试样表面钝化膜的非均匀性和致密程度有关;动电位极化法和动电位电化学阻抗谱法所得结论一致,腐蚀电流密度随电位的变化及电极极化电阻随电位变化都可用来反映电极的点蚀行为。     

温度对X70钢在高pH值溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗谱技术、Mott-Schottky等测试方法,研究了温度对X70钢在高pH值溶液 (0.5 mol/L Na₂CO₃+0.5 mol/L NaHCO₃) 中钝化膜性能和电化学腐蚀行为的影响。结果表明：随着温度升高,X70管线钢的点蚀电位降低,维钝电流密度和钝化膜的极化电阻减小。在实验温度范围内,钝化膜为Fe₂O₃和Fe₃O₄的混合物,半导体类型为n型半导体,且不随温度升高而改变。但是随着温度的升高,钝化膜缺陷密度增加,膜厚度减小,腐蚀倾向增大。因此,温度升高会降低钝化膜的稳定性,导致其保护作用下降。     

X70管线钢点蚀行为研究

对X70管线钢的凹坑进行了SEM观察,并对控轧控冷工艺以及层流冷却水进行了分析研究。实验结果表明,X70管线钢凹坑是由于点蚀腐蚀所引起,而点蚀产生的原因是由于层流冷却水中的氯离子浓度偏高。另外,对X70管线钢的点蚀形成机理进行了讨论。     

X70和X80管线钢的电化学腐蚀行为

通过极化曲线和交流阻抗谱测试以及OM表面腐蚀形貌观察、SEM和TEM的组织观察,研究了Cl-和SO42-离子对X70和X80两种管线钢腐蚀过程的作用机理与规律。结果表明：Cl-有强穿透性,极易引起点蚀,两种钢的自腐蚀电流密度都随着Cl-浓度的增大而增大,点蚀和全面腐蚀也随之进一步加剧,X70钢在较低浓度的NaCl溶液中出现全面腐蚀和点蚀,X80钢仅在高浓度NaCl溶液中出现明显的点蚀,且在各种不同浓度溶液中腐蚀程度均没有X70钢严重。SO42-在金属表面吸附能力比Cl-强,少量SO42-在金属表面的吸附,造成Cl-的局部含量高,更易引起点蚀,而大量SO42-在金属基体表面覆盖,能阻碍Cl-的影响。X80钢比X70钢有更强的耐腐蚀性,X70钢对SO42-和Cl-的作用更为敏感。     

X70和16Mn钢土壤腐蚀行为比较 II.点蚀和缝隙腐蚀

用丝束电极测量和缝隙腐蚀试验等方法研究X70钢和16Mn钢在3种介质中点蚀和缝隙腐蚀方面的异同行为,发现在同样腐蚀环境下X70钢表面电位极差大于16Mn钢,结合形貌观察可以肯定X70钢具有较强点蚀倾向.2种管道钢在较弱腐蚀溶液中缝隙腐蚀不明显,以平均腐蚀为主;在较强腐蚀溶液中,缝隙腐蚀和平均腐蚀同时发生.从缝隙腐蚀失重数据看,X70钢缝隙腐蚀平均失重稍大于16Mn钢,但试验尚不能肯定两者在最大缝隙深度方面是否存在差异.     

Cl~-对高氮不锈钢在0.5mol/L NaOH溶液中腐蚀行为的影响

利用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和恒电位极化电流响应曲线对一种高氮不锈钢在含不同浓度Cl~-的0.5mol/L NaOH溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明:高氮不锈钢在含Cl~-的0.5mol/L NaOH中具有良好的耐蚀性,极化曲线表现出阳极钝化特征,Cl~-浓度对点蚀电位无显著影响,钝化电流密度随Cl~-浓度的增加而增大;当Cl~-浓度增加到1.00mol/L时,高氮不锈钢表面生成的钝化膜呈n型半导体,仍具有良好的保护性,钝化膜的载流子密度随着Cl~-浓度的增加而增大。     

X70高钢级管线钢焊接接头盐雾腐蚀机理

利用中性盐雾试验对X70高钢级管线钢焊接接头进行室温腐蚀,通过扫描电镜和能谱仪观察了X70管线钢焊接接头盐雾腐蚀前后表面微观形貌和化学元素的变化,并采用EDS对盐雾腐蚀后焊接接头表面进行了面扫描分析. 利用XRD讨论了其盐雾腐蚀前后表面物相,分析了X70管线钢焊接接头盐雾腐蚀后表面腐蚀膜的组成、作用和腐蚀机理. 结果表明,盐雾腐蚀后失效主要形式是点蚀和剥落腐蚀,活性Cl-离子破坏了试样表面的钝化膜,与Fe原子接触,是发生点蚀的主要原因;焊接过程中产生的残余拉应力成为腐蚀的应力源,使材料在腐蚀介质中发生应力腐蚀开裂,在与晶间腐蚀共同作用下发生剥落腐蚀;腐蚀膜达到一定厚度后覆盖在试样表面,阻隔试样与腐蚀介质的接触,有利于抑制腐蚀的持续进行.