H_2S/CO_2介质中P110钢表面的局部电偶腐蚀行为

通过模拟环境中的电偶电流的跟踪测试,研究了P110钢表面腐蚀产物膜层/金属基体所构成的电偶电流随温度、时间和面积比等因素的变化规律。结果表明,40℃时,有膜层覆盖的P110钢电极作为阳极发生垢下阳极溶解,而裸露电极作为阴极反应;在60℃时,偶接初始阶段,有膜层覆盖的P110钢电极先发生垢下阳极溶解,但很快偶接电极之间会出现电流反转,裸露电极由阴极变成阳极而被腐蚀;不同面积比的裸露电极/膜层覆盖电极偶接时,电偶电位相差不大,随着阳/阴极面积比的增大而负移,电偶电流密度绝对值则随阳/阴极面积比的增大而减小。随着时间延长,稳态条件下,裸露电极/膜层覆盖电极的电偶电流密度趋近为零;而在动态变化条件下,则很可能会形成小阳极大阴极的情况,从而会导致难以极化,最终出现腐蚀穿孔的危险。     

带锈铸铁与304不锈钢的电偶腐蚀

研究了在3.5% NaCl溶液中带锈铸铁和304不锈钢(SS3 04)之间的电偶腐蚀效应和特性,以及面积比对电偶腐蚀效应的影响.结果表明,SS304(面 积为Ac)与带锈铸铁(面积为Aa)面积比S(Ac/Aa)≤16时,电偶电流大小取决于SS304 表面在耦合电位时的阴极反应速率;随着面积比S的增大,电偶电流密度Ig/Aa 增大,但Ig/Ac降低,而且受限于SS304表面氧扩散极限电流密度;随面积比S 的增大,电偶腐蚀效应增大,但相对来说,电偶腐蚀效应是较小的.面积比S太大时,可能 使本身为钝化态的SS304在偶接活化后发生阴极腐蚀.建议S≤4.     

AZ91D镁合金电偶腐蚀的研究

在自来水和3.5%NaCl溶液中测试了铸造AZ91D镁合金与铝合金、锌合金、Q235碳钢和Cu偶合后的电偶腐蚀行为,研究了腐蚀环境、偶接材料和阴阳极面积比(CAAR)对铸造AZ91D镁合金电偶腐蚀行为的影响。在电偶腐蚀过程中测量溶液的pH值以及电偶腐蚀电流;用失重法计算了铸造AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率,利用SEM观察了AZ91D镁合金的腐蚀形貌,并对腐蚀产物进行XRD分析。结果表明,AZ91D镁合金在电偶腐蚀过程中会使溶液的pH值升高,并伴有以Mg(OH)₂为主的腐蚀产物的生成;溶液中Cl^-的存在会加速AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率;低氢过电位金属Q235碳钢和Cu对AZ91D镁合金的电偶腐蚀加速效果明显高于中氢过电位金属铝合金和锌合金,偶接材料的极化性能对AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率有较大影响。同时,大的阴阳极面积比会加速AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率,且AZ91D镁合金的电偶腐蚀电流随阴阳极面积比的增大而呈线性增长趋势。     

不锈钢包钢在红壤中的电偶腐蚀行为

通过失重法、电化学方法研究了不锈钢包钢在红壤中的电偶腐蚀行为,采用SEM、XRD观察分析试样的表面形貌及腐蚀产物。结果表明:不锈钢-碳钢电偶对的形成加速了阳极金属材料的腐蚀,随着电偶对阴阳极面积比的增加,电偶电流逐渐增大;不锈钢在浸泡45d后基本没有发生腐蚀,而碳钢则发生了极严重的全面腐蚀,腐蚀产物主要为铁的氧化物。     

Q235-304L电偶对在Na2S溶液中的电偶腐蚀行为研究

用电化学法和浸泡法研究了Q235-304L电偶对在3种不同浓度的Na2S溶液中的电偶腐蚀行为,用SEM观察试样的表面形貌.结果表明:在3种溶液中Q235钢的阳极过程均为混合控制,而304L的阴阳极过程均为电化学控制;偶接后Q235钢表面阳极金属的溶解过程与阴极过程同时进行,其阳极溶解电流大于电偶电流值;电偶腐蚀效应随阴阳极面积比的增大而增大;随着S2-浓度的升高,电偶对中Q235钢的腐蚀速率减小,电偶腐蚀效应也随之降低.     

G3钢和TP110SS钢在环空保护液中的电偶腐蚀

为预防G3油管钢和TP110SS套管钢之间的电偶腐蚀,并给生产提供指导性建议,采用电化学测试技术研究了环空保护液pH值、温度对G3钢-TP110SS钢电偶腐蚀的影响。结果表明:G3钢和TP110SS钢在环空保护液中将分别作为阴极和阳极发生电偶腐蚀。随着环空保护液pH值的增大,电偶电位的升高,电偶腐蚀速率减小;温度的升高导致电偶电位降低,电偶腐蚀速率增大。     

饱和CO_2盐溶液中镍基合金和碳钢的电偶腐蚀行为

在油田中管材应用种类繁多,难免存在不同材料的耦接使用。应用电化学法和溶液浸泡方法研究了P110SS-Inconel 718两种材料耦接的电偶对在含高Cl-的饱和CO2溶液中的电偶腐蚀行为,用扫描电镜(SEM)观察电偶对材料浸泡后的腐蚀形貌。结果表明:在Cl-浓度不变的情况下,随着溶液介质温度的升高,两种材料的自腐蚀电位均有不同程度的降低;耦接后,电偶对的电偶电流密度随着温度的升高而增大,表面腐蚀坑明显增深。浸泡试验表明:耦接后作为阳极的P110SS的腐蚀程度相比单独浸泡时加剧。     

碳钢/Ti和碳钢/Ti/海军黄铜在海水中电偶腐蚀的研究

采用动电位极化技术及失重法研究Q235B碳钢/TA2钛和Q235B碳钢/TA2钛/海军黄铜在海水中的电偶腐蚀规律.测定了Q235B碳钢、TA2钛和海军黄铜在海水中的自然腐蚀电位、腐蚀速率和稳态极化曲线,测定了不同面积比时电偶对电偶电流的大小、方向,电偶电位以及电偶对阳极和阴极的失重速率,由电偶对不同面积比的数据得到Q235B碳钢被Ti电偶极化的动态极化曲线.结果表明,阳极的腐蚀速率随阴/阳极面积比的增大而增加;阳极腐蚀速率随阴/阳极面积比的增大有一个极限值,即当阴/阳极面积比大于这个极限值时,阳极腐蚀速率不再增加.这三种金属构成的电偶对,海军黄铜是这个系统的阴极,受到碳钢的保护.     

X65/316L电偶对在模拟油田产出水中的电偶腐蚀行为

采用电化学方法研究了X65/316L电偶对在模拟油田产出水环境中的电偶腐蚀行为。结果表明,在pH值为7.15的模拟油田产出水中,当阴阳极面积比为2、1和0.5时,电偶电位在-708～-735mV之间,随着阴阳极面积比的增大,电偶电位正移,阳极电偶电流密度增大,但阴极电偶电流密度的变化范围不大。(SCE)电偶腐蚀效应随阴阳极面积比的增大而增大。阴阳极面积比为1时,电偶电流密度随pH值的减小而增大。     

Q235钢-紫铜在不同温度酸性红壤中的电偶腐蚀行为

目的研究Q235钢-紫铜电偶对在不同温度红壤中,电偶腐蚀的加速效应和腐蚀机理。方法通过恒温恒湿箱模拟不同温度的酸性红壤环境。采用失重法测定Q235钢-紫铜电偶对的电偶腐蚀动力学曲线,采用ZRA零电阻电流计研究电偶电流和电偶电位随腐蚀时间的变化曲线。通过XRD、SEM/EDS检测腐蚀产物的成分和微观形貌。结果电偶腐蚀20 d后,土壤温度为20、40、60℃Q235钢的腐蚀质量损失分别为0.4276、0.9432、1.4622 g/dm~2,电偶腐蚀效应分别为4.51、2.90、2.56。Q235钢在酸性红壤中呈局部腐蚀形态,当土壤温度为20℃和40℃时,腐蚀产物主要由FeO、Fe_3O_4与土壤颗粒胶结形成,结构较疏松;当温度为60℃时,腐蚀产物主要由Fe_3O_4组成,结构较致密。随着腐蚀时间的增加,电偶电位呈现起伏波动,电偶电流减小。腐蚀20 d后,Q235-紫铜电偶对在60℃下的电偶电流(71.1μA)小于20℃下的电偶电流(336μA),电偶腐蚀作用较弱。结论土壤温度越高,Q235钢腐蚀越严重。腐蚀进行的后期,温度较高的红壤中,Q235钢形成的腐蚀产物结构致密,且土壤氧含量低,对电偶腐蚀产生抑制作用。     

柔性石墨网与镀锌钢在模拟土壤环境中的电偶腐蚀行为

模拟了河南典型土壤介质环境,研究了典型“金属引下线(镀锌钢)-石墨接地网”之间的电偶腐蚀行为。结果表明：在模拟土壤介质工况条件下,金属引下线和石墨接地网之间的电位差约为700 mV,具有显著电偶腐蚀倾向,其中,引下线镀锌钢的自腐蚀电位更负,为电偶腐蚀阳极,腐蚀进程将被加速;电导率和含氧量对这两种材料间的电偶腐蚀行为均有显著影响;随着电导率和含氧量的升高,电偶电流密度均增大,在含氧量15%和电导率1 000μS/cm条件下,相比无偶接试样,其电偶腐蚀加速倍率分别达到13.36和5.18,电偶加速效应明显;面积比的升高对电偶腐蚀也具有明显的促进作用;本研究条件下上述两种材料间的电偶腐蚀敏感性等级均达到最高级E级。在新型石墨接地网装置中,镀锌钢引下线存在较高电偶腐蚀风险,在实际使用中应尽量避免上述两种材质的组合,在无法避免的情况下,应对其采取合理的防护措施。     

海水中钢的电偶腐蚀研究

获取了不同电位差的钢偶对在海水吧不同面积比偶合的腐蚀结果,讲座了海水中钢偶对的电偶腐蚀行为;对文献中推导的海水中钢偶对的腐蚀速度公式进行了检验和简化,海水中钢偶对阳极的腐蚀速度随阴、阳极自腐蚀电极差和阴／阳极面积比的增大而增大,阳极的腐蚀速度与阴／阳极面积比的关系是非线性的,且阳极的腐蚀速度随阴／阳极面积比的增大有一个极限值,阴极的腐蚀速度随阴／阳极面积比减小和阴／阳极电位差增大而减小,简化的海水中钢偶对的腐蚀速度公式与试验结果符合较好。     

流动对316L/2205和431/2205不锈钢在3.5% NaCl溶液中电偶腐蚀的影响

采用动电位极化、电偶电流、腐蚀形貌分析等方法研究了在3.5%NaCl溶液中介质流动对316L/2205和431/2205不锈钢电偶腐蚀的影响。与42CrMo/316L偶对对比发现316L/2205、431/2205和42CrMo/316L电偶中316L、431和42CrMo均作为阳极,其腐蚀受到加速,三种偶对的电偶腐蚀倾向大小为:316L/2205431/220542CrMo/316L;电偶电流测量发现介质流动可以增大三种偶对的电偶电流,偶对431/2205存在电偶电流和电位暂态峰。腐蚀形貌分析发现,静止条件下316L、2205和431不锈钢没有明显的腐蚀,42CrMo钢表面覆盖锈蚀层;流动条件下431不锈钢表面点蚀坑形成并附着腐蚀产物,42CrMo表面局部形成锈蚀层,结合形貌分析认为,431/2205偶对中电流暂态峰的出现与蚀坑中锈蚀层的形成有关。     

碳纤维/环氧树脂复合材料与金属的电偶腐蚀行为

采用全浸电偶实验,研究了3%NaCl溶液中,不同温度、不同金属与碳纤维/环氧树脂复合材料(GECM)偶合的电偶腐蚀特征,以及LD10/GECM在不同介质环境中的电偶腐蚀行为.结果表明:铝合金LD10、阳极化铝合金LD10、黄铜H62与GECM接触时有显著的电偶腐蚀现象,且以GECM上的氧还原反应为控制步骤.温度升高,反应活性增大,但腐蚀产物增多,GECM界面阻抗增大.LD10/GECM在对流、酸性、Cl-含量高的环境中点蚀倾向加剧;在含NO-3离子等氧化剂的环境中有晶间腐蚀倾向.     

不同湿度的酸性红壤中Q235钢-紫铜电偶腐蚀行为研究

目的研究典型江西酸性红壤环境中,不同土壤含水量对Q235钢-紫铜电偶腐蚀行为的影响。方法将Q235钢-紫铜偶接后置于不同湿度的红壤中,采用ZRA-2型电偶腐蚀计测量电偶电流和电偶电位。每间隔一定时间取出样品称重,获得腐蚀动力学曲线。采用XRD、SEM和EDS分析腐蚀产物形貌、成分和物相组成。结果腐蚀产物主要为Fe_3O_4、Fe_2O_3和FeOOH。随着土壤含水量增加,腐蚀产物剥落越严重,样品腐蚀失重越明显。Q235钢与紫铜偶接后,电偶腐蚀效应导致碳钢腐蚀加速。土壤含水量(质量分数)分别为10%、20%和30%时,电偶腐蚀效应分别为5.70、4.30和4.08。腐蚀初期,由于表面生成腐蚀产物,电偶电流出现急剧降低。结论随着土壤含水量增加,电偶电流增加,腐蚀越严重。     

AZ80镁合金与异种合金的电偶腐蚀研究

在3.5%NaCl溶液中将AZ80镁合金与石墨、铝合金、锌合金、铜合金、Q235碳钢偶合进行电偶腐蚀。在电偶腐蚀过程中测量溶液pH值及电偶电流,用失重法计算AZ80镁合金的电偶腐蚀速率,并用XRD分析腐蚀产物成分。结果表明:3.5%NaCl溶液的pH升高并在10.5左右达到平稳且腐蚀产物以Mg(OH)2为主;电偶腐蚀加快AZ80镁合金腐蚀;电偶对阴阳面积比越大,AZ80镁合金电偶腐蚀越严重。     

面积比对Al 6061-SS 304电偶腐蚀行为的影响

对30%硝酸环境中的Al 6061-SS 304电偶对开展浸泡实验和电化学实验,研究了Al 6061材料在30%硝酸环境中的电偶腐蚀现象和不同阴阳面积比对腐蚀行为的影响,借助SEM、EDS、电化学测量等方法对腐蚀前后Al 6061的表面形貌、腐蚀坑数量、电化学参数进行了测量与分析。结果表明:Al 6061耦合SS 304后,两者间的腐蚀驱动电位差达到583 mV,Al 6061作为反应阳极发生溶解腐蚀;在SEM照片中可以明显看出耦合后出现了三类电偶腐蚀现象,其中第二相粒子与铝基体耦合引起的微电偶腐蚀是腐蚀坑的主要类型。同时,阴阳面积比增加导致电偶电位减小和腐蚀电流增大,电偶电流与阴阳面积比满足定量关系式,且经K-S检验理论与实际吻合度高。     

碳钢／紫铜在NaCl介质中的电偶行为

测定了碳钢／此铜在不同ＮａＣｌ浓度、温度、阴阳极面积比的电偶电位、电偶电流。结果表明：温度、面积比和氯离子浓度对电偶电流影响较大。     

有机涂层/低合金钢体系在海水中电偶腐蚀

测量了低合金钢/有机涂层-低合金钢体系在海水中的电偶电位和电偶电流,结合电化学阻抗谱和线性极化技术,对比研究了该体系的电偶腐蚀过程。分析了浸泡过程中涂层失效与电偶腐蚀电化学参数的相关性。研究发现,当涂层的物理屏蔽能力很强,在浸泡初期阶段,体系的电偶电流密度几乎为零,基体金属没有腐蚀发生;浸泡中期基底金属发生腐蚀,该体系电偶电流密度迅速增大,低合金钢腐蚀速率增大;浸泡后期,低合金钢对涂层体系起保护作用,涂层阻抗不再下降,该体系的电偶电流密度趋于稳定。     

模拟海洋环境下7B04铝合金电偶腐蚀预测及验证

基于腐蚀电化学原理和有限元方法,建立7B04铝合金分别与CFRP、TA15钛合金、30CrMnSiA钢在模拟海洋环境下耦合时的电偶腐蚀模型,仿真得到电极表面的电偶电位和电偶电流密度分布等;实测电偶腐蚀电流并对模型的预测结果进行验证。结果表明:自腐蚀电位由高到低可依次排列为E_CFRP > E_TA15 > E_30CrMnSiA > E_7B04,耦合后7B04铝合金作为阳极而加速腐蚀;不同电偶体系的电偶电位相差不大,而电偶电流变化明显;阴/阳极面积比相同时,7B04铝合金与CFRP耦合时的电偶电流最大,即电偶效应最强,与TA15钛合金耦合时的电偶电流次之,与30CrMnSiA钢耦合时的电偶电流最弱;阴/阳极间的电偶电位和电偶电流随阴/阳极面积比的增加而线性增加;计算结果与预测结果相对误差基本在±5%以内,表明电解液中的双电极电偶腐蚀模型有较高的预测准确度。