新型含Cu管线钢的微生物腐蚀行为研究

通过对商用X80管线钢进行适当的Cu合金化功能性改进,制备出不同Cu含量(1.06Cu、1.46Cu、2.00Cu,质量分数,%)的新型管线钢。利用抗菌性能检测、电化学测试、腐蚀产物分析、激光共聚焦显微镜(CLSM)等方法研究了含Cu管线钢的抗菌性能和微生物腐蚀行为。研究表明,含Cu管线钢对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有强烈的杀灭作用,以多边形铁素体为特征的1.0Cu管线钢能够保证在X80钢强韧性的水平下具有优异的抗微生物腐蚀性能。含Cu管线钢中富Cu相对抗微生物腐蚀性能起到了关键作用。1.0Cu钢和X80钢的线性极化电阻RLPR在含有硫酸盐还原菌(SRB)的土壤浸出液中浸泡2 d后均急剧下降,导致X80钢的腐蚀电流密度明显大于1.0Cu钢。显微观察表明,大量生物膜的生成导致在SRB环境中的X80钢的点蚀数量和最大点蚀坑深度均高于1.0Cu钢。     

含Cu抗菌管线钢的抑制微生物腐蚀性能

采用室内浸泡试验和页岩气田现场试验对比研究了含Cu抗菌管线钢和L245NCS管线钢的微生物腐蚀行为。结果表明:在硫酸盐还原菌存在时,两种试验条件下的L245NCS管线钢都发生了严重的点蚀,其在现场试验中的点蚀速率高达16mm/a;而含Cu抗菌管线钢能够有效抑制基体表面细菌的生长,进而抑制点蚀。此外,具有生物毒性的Cu元素在腐蚀产物中富集,进一步提高了材料的抗菌性能。含Cu抗菌管线钢适用于页岩气田环境。     

管线钢的微生物腐蚀

介绍了管线钢的微生物腐蚀及其危害,分析了近年来管线钢微生物腐蚀的失效案例,总结了管线钢微生物腐蚀的研究现状及管线的微生物腐蚀防治措施。从材料自身角度阐述了耐微生物腐蚀管线钢的研究进展,在此基础上提出了耐微生物腐蚀管线钢的发展方向。     

Cu含量对管线钢耐微生物腐蚀性能的影响

含Cu耐微生物腐蚀管线钢的开发和应用是解决管道微生物腐蚀难题的有效措施。本工作利用电化学测试及SEM、激光共聚焦显微镜(CLSM)等分析技术,研究了不同Cu含量(0、0.7%、1.34%,质量分数)的X65级管线钢在无菌和接种硫酸盐还原菌(SRB)的近中性模拟土壤浸出液(NS4)中的腐蚀行为,为耐微生物腐蚀管线钢的优化设计提供依据。结果表明,随着Cu含量的升高,含Cu管线钢的抗菌性能和耐蚀性能均有所提高;当Cu含量从0增加到0.70%时,试样表面的点蚀坑密度从714 cm^-2下降到244 cm^-2;当Cu含量达到1.34%时,点蚀坑密度进一步下降到67 cm^-2;含Cu钢在腐蚀过程中持续释放的铜离子在接菌环境中的杀菌作用和其对腐蚀产物层的改善作用,以及其在无菌环境中所形成的Cu₂O等保护性腐蚀产物是含Cu管线钢具有优异耐蚀性能的关键原因。     

含Cu抗细菌腐蚀管线钢的研制及其性能

采用超低碳、低锰和微合金元素技术开发了Cu质量分数分别为0.9%,1.4%,1.8%的高强度抗细菌腐蚀板材，并对板材进行了硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀试验。结果表明：随着Cu含量的增加，板材的抗细菌腐蚀能力增强，SRB均匀腐蚀速率降低，SRB点蚀深度也降低。优选了Cu质量分数1.4%的抗细菌腐蚀管线钢，经过时效热处理工艺后，可析出大量30～50 nm的球状富Cu相，经过500℃+1 h的时效热处理后，试样的-20℃夏比冲击结果为184～220 J。调节时效处理工艺可获得X80钢级抗菌板材需要的力学性能，含Cu管线钢时效后的富Cu相对管线钢的抗细菌腐蚀性能起到了关键作用。     

新型铸造合金钢的研究

设计了一种含硅量较高的新型铸造合金钢，并研究了该合金钢的显微组织及其腐蚀行为。含Cr、Ni、Si、Mo、Cu多种元素的新型铸造合金钢，经1200℃×2h水冷固溶化处理后，具有良好的耐浓硫酸腐蚀性能和较高的抗点蚀性能。该合金钢敏化处理后，仍具有较好的抗晶间腐蚀性能。     

油气管线钢土壤环境硫酸盐还原菌腐蚀研究进展

结合国内外埋地管线钢微生物腐蚀的研究,综述了腐蚀性土壤微生物种类和特点、环境因素对硫酸盐还原菌腐蚀的影响、生物腐蚀研究方法和进展,以及微生物腐蚀防护与监检测技术.最后,对埋地管线钢微生物腐蚀研究进行了展望.埋地管线钢服役环境复杂,受到土壤类型、杂散电流、阴极保护、应力、剥离涂层和微生物等多种因素的影响,而各种因素之间又存在着相互的耦合作用.多因素耦合作用下埋地管线钢微生物腐蚀将成为土壤微生物腐蚀今后的主要研究方向.土壤微生物腐蚀研究涉及土壤学、材料学、腐蚀科学和微生物学等多学科,是一个多学科交叉的研究课题,而化学和电化学分析技术、微生物分析技术以及材料表征技术等的联用也将为土壤微生物腐蚀行为和机制的研究提供更多的研究方法,这也有助于更好地理解微生物/材料之间的相互作用机制.随着对微生物腐蚀研究的深入,人们对硫酸盐还原菌腐蚀机理的认识也更加全面,"生物阴极催化还原"理论从生物能量学和生物电化学角度解释了微生物腐蚀的过程和机理.抗菌涂层开发和耐微生物腐蚀管线钢研发为MIC防治提供了一个新的研究路径.     

Reel铺设弯曲过程对X65海管焊接接头耐H_2S应力腐蚀性能的影响

利用自主设计的弯管试验机对准101.6 mm的X65级焊接管线钢进行了Reel铺设弯曲模拟试验,并采用四点弯曲试验方法,评价了Reel铺设弯曲过程对X65海管环焊缝接头的耐H2S应力腐蚀性能的影响。通过试验后对环焊缝接头进行宏观观察和微观组织分析,结果表明, Reel铺设模拟弯曲试验前后的X65级管线钢的GTAW焊接接头均未出现裂纹,且无微观组织缺陷,具有较好的耐H2S应力腐蚀性能,弯曲过程对该管线钢焊接头耐H2S应力腐蚀性能无明显影响。     

红壤模拟溶液中Cl~-对X80管线钢腐蚀行为的影响

利用线性极化曲线、电化学阻抗谱和扫描电子显微镜等方法研究了模拟酸性红壤中Cl~-对X80管线钢腐蚀行为的影响。结果表明,在不含Cl~-的模拟酸性土壤溶液中,X80管线钢主要发生均匀腐蚀;当存在低浓度的Cl~-时,X80管线钢的均匀腐蚀遭到破坏,发生局部腐蚀;在本文测试范围内随着Cl~-浓度的增加,点蚀坑数量增多,点蚀坑的直径增大,X80管线钢耐局部腐蚀性能下降。在含Cl~-的溶液中,随着浸泡时间增加X80管线钢阻抗值先增大后减小,最后保持稳定。根据本文研究结果,铺设于酸性红壤中的管线钢必须考虑Cl~-对其腐蚀行为的影响。     

H2S浓度对国产X70管线钢及其焊接接头应力腐蚀性能的影响

采用慢应变速率试验研究了H2S对国产X70管线钢及其焊接接头应力腐蚀性能的影响，揭示了国产X70管线钢及其焊接接头在含H2S腐蚀介质中的应力腐蚀敏感性随H2S浓度的增加而增加。焊接接头抗硫化氢应力腐蚀性能较母材低；H2S对国产X70管线钢及其焊接接头应力腐蚀性能有着重要的影响。     

P-RE复合超细组织耐候钢的理论与技术

深入研究了P、RE、晶粒细化和组织类型等因素对钢铁材料耐大气腐蚀性能的影响规律和作用原理。研究发现,P改善耐大气腐蚀性能显著,也可有效提高钢的强度,由较高的P含量所导致的钢铁材料的冷脆问题可通过晶粒细化或超细化控制而显著改善;RE可显著改善钢铁材料的耐大气腐蚀性能,其主要作用机理是：在钢中形成的RE化合物、RE/Fe金属间化合物和固溶稀土等在腐蚀薄液膜中水解,并在pH值较高的阴极沉淀,从而起到缓蚀作用;晶粒细化有益于提高钢铁材料的耐大气腐蚀性能。通过集成上述3项技术,开发了新型的P-RE复合合金化超细组织经济型耐候钢。所开发的新材料成本优势明显,强韧性高,耐大气腐蚀性能可接近Cor-ten B钢水平。     

新型含Cu管线钢的抗氢致开裂性能

对比研究了传统X80管线钢和新型含Cu管线钢的氢致开裂敏感性。结果表明,传统X80管线钢抗氢致开裂性能不佳,氢致裂纹主要沿着马氏体/奥氏体(M/A)岛与基体界面扩展;而不同Cu含量的新型管线钢具有优异的抗氢致开裂性能,表现为氢致开裂实验后无裂纹出现。分析认为,含Cu管线钢中的纳米尺寸富Cu相提供了捕获H的有利陷阱,这种均匀弥散析出的细小富Cu相为H的分布提供了众多位置,有助于避免在局部区域产生很高的H富集而发生微观区域氢脆。纳米尺寸富Cu相作为有利氢陷阱为研发高强度兼具优异抗氢致开裂性能的新型管线钢提供了新思路。     

新型HFW焊管的耐腐蚀性能

目的 研究采用高频直缝焊接（HFW）制成新型含Cu焊管母材和焊接接头在硫酸盐还原菌（SRB）环境中的腐蚀行为,为含Cu焊管提供基础数据。方法 通过失重法获得含Cu钢母材、接头及对比材料L360在SRB中的腐蚀速率,采用光学电子显微镜（OM）和透射电子显微镜（TEM）研究了含Cu钢的微观组织结构和析出相成分。通过扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜对腐蚀后的表面腐蚀形貌、细菌形貌和点蚀深度进行分析,利用EDS区域扫描和面扫描对腐蚀产物成分及元素分布状态进行分析。结果 新型含Cu钢金相组织为粒状贝氏体、多边形铁素体和少量的珠光体,透射电镜观察发现表面析出了大量弥散分布的ε-Cu相。在SRB环境中,含Cu钢母材、焊接接头和L360的腐蚀速率分别为0.007 1、0.0239、0.010 0 mm/a。通过腐蚀产物、细菌分布及形态的扫描电镜观察发现,在含Cu钢母材表面未发现结构完整的生物膜,腐蚀介质中的材料表面水解产生的Cu离子有效破坏腐蚀初期快速附着在金属表面的生物膜,从而形成“包状物”残留在金属表面,附近发现萎缩和组织液溢出的细菌,含Cu钢焊接接头焊缝区域生物膜结构完整,有大量细菌吸附且生物活...     

低合金耐硫酸露点腐蚀用钢板的试制及其性能研究

开发和使用低合金耐硫酸露点腐蚀钢板,对提高设备耐腐蚀性能、延长使用周期及降低材料成本非常重要。介绍了鞍钢低合金耐硫酸露点腐蚀用钢板的试制情况,本次试制通过添加Cu、Cr、Sb、Ti等合金元素并结合合理的轧制工艺,开发出4~12 mm厚耐硫酸露点腐蚀钢板。对试制钢板的显微组织以及力学性能进行了检测,同时采用硫酸浸泡腐蚀试验对试制钢板与Q235B钢板的腐蚀速率、锈层组成进行了研究。试验结果表明:试制钢板的组织以铁素体+珠光体为主、含有少量的贝氏体,其力学性能优异,远超性能设计要求;在相同腐蚀条件下,试制钢板表面生成一层均匀且致密的内锈层,其耐硫酸腐蚀性能是Q235B钢板的7倍左右。     

Cr-Co-Cu合金在模拟酸雨溶液中浸态腐蚀特征

研究了一种含Cr-Co元素的高强高导耐磨蚀Cu合金新材料,并对其进行了固溶时效热处理,考察了在pH 4.5模拟酸雨溶液中均匀浸态腐蚀特征,通过SEM对显微组织观察、表面腐蚀形貌扫描、EDS及XRD对腐蚀产物的分析.结果表明,铸造态Cr-Co-Cu合金具有很强的耐酸雨腐蚀性能,且经固溶时效热处理后的合金耐酸雨腐蚀性能有很大提高,其组织均匀,弥散分布的点状和骨骼状析出相钉扎腐蚀产物与基体结合紧密,阻止了材料的深入腐蚀,降低了腐蚀产物Cu2O增量.     

用划伤电极法快速评价合金耐冲刷腐蚀性能

介绍了一种快速评定材料耐冲刷腐蚀性能的方法 -划伤电极法。对这种方法的原理、测定方法及数据处理方法作了详细的介绍 ,并用此方法测量了 8种合金耐冲刷腐蚀性能。结果表明 ,划伤电极法可以快速、准确地评价材料的耐冲刷腐蚀性能。     

Cr含量对耐大气腐蚀钢耐大气腐蚀性能的影响

每年因金属腐蚀导致的经济损失占很大比例,如果在金属中加入某些少量的合金元素,那么合金的耐腐蚀性就有可能大大提高,Cr就是一种能提高合金耐腐蚀性能的合金元素。文章采用加速腐蚀实验方法研究了Cr对耐大气腐蚀钢耐大气腐蚀性能的影响。结果表明,在含有Cr、Ni、Cu合金元素的耐大气腐蚀钢中,随着Cr含量的增加,钢的耐大气腐蚀性能有效提高,当0相似文献   

电弧喷涂铝基涂层耐高温硫化腐蚀性能的研究

对电弧喷涂铝基涂层在600 ℃条件下的耐硫化氢腐蚀性能进行了研究,并与Fe-Al涂层和A304不锈钢的耐H2S腐蚀性能进行了对比.结果表明,铝基涂层的耐硫化氢腐蚀性能优于Fe-Al涂层和A304不锈钢.铝基涂层具有良好的耐H2S腐蚀性能的主要原因是涂层中的Al含量很高,在腐蚀过程中能优先生成A1的腐蚀产物以及涂层中含有多种铝的金属间化合物,能够阻碍硫原子向金属内部渗人,从而保证了铝基涂层具有良好的耐硫化腐蚀性能.     

汽车排气管的耐蚀性能设计与研究

通过单一和复合添加Mo和Cu的方法研究了汽车排气管用钢在氯离子腐蚀介质中耐点蚀和应力腐蚀性能行为,并通过时效处理法研究了合金化元素的析出行为及其在局部腐蚀中的作用机理。结果表明,单一添加Mo或Cu可提高排气管用钢在氯离子介质中的耐腐蚀性能,复合添加Mo、Cu能在一定程度上抑制氯离子介质中的腐蚀,其效果相对单一添加Cu元素更好,但是Cu元素的添加量不宜超过0.19%。随着时效时间的延长,应力腐蚀开裂方式逐渐从穿晶断裂转变为沿晶断裂为主,并伴随穿晶断裂的混合型断裂方式,裂纹源于点腐蚀坑并沿着点腐蚀坑扩展。     

对离子束表面改性提高铝合金耐孔蚀性的某些解释

铝表面能形成一层保护性钝化膜,具有较好的耐均匀腐蚀的性能,但耐孔蚀等局部腐蚀性能却很差,在含Cl介质中尤为突出.因此提高铝及其合金的耐局部腐蚀性能已成为人们十分关注的课题.