X60管线钢在湿气和溶液介质中的H_2S/CO_2腐蚀行为

利用高温高压反应釜模拟高含硫气田H_2S/CO_2共存环境,分别在流动湿气和溶液介质中进行API-X60腐蚀实验,探讨了高H_2S分压对腐蚀行为的影响.X60管线钢的腐蚀速率在湿气介质中随H_2S分压升高而增加,在溶液介质中则先升高后降低,腐蚀形态均由全面腐蚀趋于局部腐蚀,腐蚀产物以硫铁化合物(Fe_xS_y)为主.H_2S分压为2.0 MPa条件下,溶液介质中形成的腐蚀产物中富S相比例明显增加,HS^-和Cl^-穿过膜层缺陷引发点蚀,多孔且不连续的富S膜层进一步促进点蚀发展.

温度对管线钢H_2S/CO_2腐蚀行为的影响

利用高温高压反应釜模拟高含硫气田H2S/CO2共存环境,在流动溶液介质中进行腐蚀实验,辅以SEM和XRD,探讨了温度对API-X60管线钢H2S/CO2腐蚀行为的影响。结果表明:随温度的升高X60钢的腐蚀速率先升高后降低,腐蚀形态由局部腐蚀趋于全面腐蚀,高温区有点蚀倾向。低温区形成的腐蚀产物以马基诺矿型晶体(FeS1-X)和FeS单硫化物为主,随温度升高腐蚀产物以层片状马基诺矿型晶体为主,并出现少量磁黄铁矿型(Fe1-XS)晶体;高温区则以磁黄铁矿型晶体为主。低温区腐蚀产物附着力差导致其覆盖率降低,膜层脱落处的阳极反应速率由于膜层覆盖处的阴极效应而加快,使点蚀迅速发展。

油气田CO_2/H_2S共存条件下的腐蚀研究进展与选材原则

综述了CO2/H2S共存条件下的腐蚀机理、其影响因素和国内外CO2/H2S腐蚀的研究现状与趋势,提出了CO2/H2S共存时的选材要求及原则,展望了对CO2/H2S腐蚀的研究重点和抗CO2/H2S腐蚀钢的研发方向.

管线钢在湿气介质中的H_2S/CO_2腐蚀行为研究

利用高温高压反应釜模拟高含硫气田H2S/CO2共存环境,在流动湿H2S/CO2介质中进行腐蚀实验,辅以SEM,EDS和XRD,探讨了湿气介质中高H2S分压对API-X52和API-X60管线钢H2S/CO2腐蚀行为的影响。两种钢在湿气介质中的腐蚀速率均随H2S分压的升高而增加,X60腐蚀速率略高于X52,随着H2S分压由0.15MPa增至2.0MPa,腐蚀形态由全面腐蚀趋向局部腐蚀,腐蚀过程由H2S控制,腐蚀产物以四方晶系的FeS1-x(Mackinawite)为主。X60钢表面出现氢鼓泡,内部发生氢致开裂。

原油船货油舱用耐蚀钢及焊接接头腐蚀性能研究

根据国际海事组织《油船货油舱耐蚀钢认可试验程序》,对新开发的SGNS-A32级货油舱用耐蚀钢及其焊接接头进行浸泡腐蚀试验,并辅以金相分析、电化学试验等研究手段,探讨了成分、组织等对耐蚀钢腐蚀行为的影响。结果表明,耐蚀钢板和焊接接头的力学性能和腐蚀性能均满足国际海事组织标准要求,钢板浸泡均匀腐蚀速率0.3mm/a,焊接接头焊缝与母材间腐蚀深度小于12μm;耐蚀钢板组织为铁素体+珠光体组织,焊缝组织为铁素体+贝氏体,热影响区组织为贝氏体;母材的自腐蚀电位较正,其次是焊缝,热影响区的自腐蚀电位最负。

轧制工艺对热轧船板表面耐海岸大气腐蚀行为的影响

利用恒温恒湿腐蚀模拟试验方法,辅以扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等材料分析手段,对不同轧制工艺下的船板表面进行耐海岸大气腐蚀研究,得到轧制工艺对船板表面耐海岸大气腐蚀行为的影响规律。结果表明,热轧船板表面的氧化铁皮以Fe3O4、Fe2O3和FeO为主,随终轧温度升高、终冷温度降低,Fe3O4含量明显增加,Fe2O3含量减少;在680～850℃内对钢板实施弱强度水冷,冷速为6～15℃/s,减少了450～600℃降温过程中表面氧化铁皮Fe3O4转化为Fe2O3的比例;氧化铁皮中Fe3O4的含量控制在40%～60%,Fe2O3的含量低于30%,FeO含量高于10%,降低了氯离子引起的点蚀蚀坑数量和深度,延长船板在海岸大气环境下的存储期。

高矿化度介质中J55钢的CO_2腐蚀电化学行为

通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)的测试,研究了高矿化度溶液中矿化度对J55钢CO_2腐蚀电化学行为的影响.结果表明:在高矿化度介质中,J55钢的CO_2腐蚀为阴极控制.随溶液矿化度增大,腐蚀电位正移,腐蚀速率先升高,后降低,当矿化度为62.423 g/L时,腐蚀速率最大.随溶液矿化度增加,J55钢的CO_2腐蚀由电化学步骤控制转变为传质和电化学步骤混合控制,并且矿化度越高,传质控制越明显.J55钢的电化学阻抗谱呈现3个时间常数,即高频容抗弧、低频感抗弧和低频容抗弧.随溶液矿化度增大,电荷传递电阻先减小后增大,在62.423 g/L左右出现极小值.

Ti-Nb微合金化高强钢的焊接接头组织和性能

采用混合气体(80%Ar+20%CO2)保护焊,对一种Ti-Nb微合金化控轧控冷高强钢板进行了焊接强度实验研究。通过微观组织特征分析,阐述了焊接接头热影响区(HAZ)的软化行为,综合分析了回火态HAZ的脆化机理。结果表明,随焊接热输入增加,粗晶热影响区(CGHAZ)晶粒长大,内部析出相粒子发生回溶现象,接头强度降低;焊接接头回火态强度有所提高,但随回火温度上升,CGHAZ的冲击韧性严重降低,其原因主要与原始组织遗传及碳化物沿晶界析出有关。

Q690CFD高强钢焊接热影响区的断裂韧性

选用Gleeble-1500试验机模拟了两种成分Q690CFD高强钢的焊接粗晶热影响区(CGHAZ),测试了CGHAZ的冲击韧性,并通过三点弯曲试样,测试了CGHAZ的CTOD特征值.利用SEM对CTOD试样断口及近断口区裂纹扩展行为进行了分析.结果表明,示波冲击止裂功及CTOD特征值δ_(m/c/u(8))随温度降低呈明显下降趋势;将CTOD特征值δ_m用Boltzmann函数拟合后所得脆韧转变温度与示波冲击变化规律相对应;两种成分钢的CTOD失稳裂纹扩展路径与近断口区组织亚结构中大角度晶界和M/A分布位置有关.

硫酸盐还原菌作用下X60管线钢的腐蚀穿孔机制

地下管线服役期内发生穿孔失效将会造成严重的安全事故及巨大的经济损失。某厂X60钢管线埋地一年后,7.1mm厚的管身出现蚀孔漏气现象。通过现场调研及SEM、XRD取样分析,研究了管壁穿孔失效的腐蚀机制。结果表明:蚀孔全部呈直线状分布于管底,蚀孔附近的腐蚀产物表面含有大量硫、氯元素;EDS及XRD分析确认腐蚀产物为硫铁化合物;钢管内壁基体侧氧化铁皮中含有大量FeO(OH)腐蚀产物。综合现场腐蚀环境、腐蚀形貌及腐蚀产物的详细分析,明确了蚀孔产生的原因为硫酸盐还原菌造成的微生物腐蚀,结合腐蚀特点及现场情况提出了改进措施。

Q960E热影响粗晶区疲劳寿命与ΔK_(th)值的关系分析

基于模拟焊接热循环试验及疲劳裂纹扩展试验,对动载结构用高强钢Q960E热影响粗晶区进行了多种应力幅值作用下的疲劳寿命研究.通过得到Paris方程建立了不同焊接热模拟工艺下疲劳裂纹扩展门槛值(ΔKth)随不同交变载荷下疲劳寿命值的近似线性关系.利用场发射扫描电镜中背散射衍射功能(EBSD)对疲劳裂纹扩展试样中的裂纹尖端进行了晶体学取向分析及扩展机制讨论.结果表明,在应力幅值ΔP固化后,疲劳寿命N随ΔKth的增大而增加,其延寿微观机理在于组织中的亚结构取向存在差异,所形成的大角度晶界(≥15°)可有效迫使裂纹转向,从而提高材料的疲劳寿命.

耐候钢新型表面锈层稳定剂处理及其耐3.5%NaCl溶液周浸腐蚀性能

目的解决耐候钢裸露使用初期锈液流挂与飞散的问题。方法制备了新型耐候钢表面锈层稳定剂,通过周期浸润循环腐蚀试验、锈层微观分析和电化学测试等方法研究了在模拟海洋大气环境下,锈层稳定剂对耐候钢锈层结构及耐腐蚀性能的影响。结果表面锈层稳定化处理后,耐候钢表面生成的锈层区分为致密且连续的内锈层和外锈层。室内加速腐蚀168 h后,耐候钢的失重腐蚀速率由未处理的5.71 g/(m^2×h)降低到表面处理后的3.31 g/(m^2×h),失重腐蚀速率降低了约42%。耐候钢的锈层电阻由未处理的96?·cm^2提高到表面处理后的167.7?·cm^2,锈层电阻提高了约75%。表面处理后的耐候钢锈层中,Cr元素以α-(Fe_(1-x)Cr_x)OOH的形式存在于基体与锈层的界面处,Cr元素在内锈层与基体结合处发生聚集。结论新型锈层稳定剂可以明显改善耐候钢锈层结构,细化锈层晶粒,阻碍Cl^-的渗透,有助于耐候钢表面快速生成致密、连续且稳定的保护性锈层。

耐候钢表面锈层稳定化处理技术研究

目的解决耐候钢裸露使用初期锈液流失导致污染环境的问题。方法制备了耐候钢表面锈层稳定化处理溶液。通过周期浸润循环腐蚀试验、锈层微观分析和电化学测试等方法,研究了在模拟工业大气环境下,表面处理溶液对耐候钢锈层结构及耐腐蚀性能的影响。结果表面处理后,耐候钢的开路电位由处理前的-0.395 V降低到-0.475 V,表面快速生成一层连续致密的氧化层。加速腐蚀16 d后,耐候钢的腐蚀速率由未处理时的0.209 mg/(cm^2·d)降低到表面处理后的0.106 mg/(cm^2·d),降低了约49%;锈层的自腐蚀电位由未处理的-0.216 V提高到处理后的-0.073 V,提高了约66%,自腐蚀电流密度由未处理时的7.41μA/cm^2降低到1.58μA/cm^2,降低了约79%。随着腐蚀时间从1 d延长至16 d,处理后的耐候钢锈层中α-FeOOH的质量分数由2.96%增加到4.46%,增加了51%,γ-FeOOH的质量分数由2.06%降低到1.65%。表面处理后的耐候钢锈层中,Cu和Cr元素在锈层与基体结合处和锈层内部发生富集。结论处理溶液降低了耐候钢表面的开路电位,可使耐候钢快速生成致密且连续的锈层,锈层中Cu、Cr元素富集促进了γ-FeOOH向α-FeOOH的转化,提高了锈层电化学保护性能,降低了后期腐蚀速率,缩短了稳定化进程。

组织结构对锌–铝–镁合金热浸镀层耐蚀性的影响

以热浸镀Zn–3.25Al–2.35Mg和Zn–2.55Al–1.47Mg钢板为研究对象,分别采用扫描电镜、X射线衍射、辉光放电光发射光谱等方法对不同合金镀层的组织结构、物相组成、表面元素分布情况进行研究。以热镀锌层钢板作为对比,利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究不同热浸镀钢板的腐蚀行为。结果表明,锌–铝–镁合金镀层主要由共晶组织、富锌相以及少量富铝相组成。不同成分镀层的组织结构存在差异,Zn–2.55Al–1.47Mg合金镀层表面的共晶相含量高于Zn–3.25Al–2.35Mg镀层,且在镀层的浅表层存在明显的富Mg区域。Zn–2.55Al–1.47Mg镀层的耐蚀性优于Zn–3.25Al–2.35Mg镀层,说明随锌–铝–镁镀层中共晶组织含量增大,合金镀层的耐蚀性提高。

耐火耐候钢在工业和海洋大气环境中的腐蚀行为研究

通过干湿交替腐蚀试验、扫描电镜和XRD等研究了耐火耐候钢在工业大气和海洋大气环境中的腐蚀行为。结果表明:耐火耐候钢在工业大气环境中的腐蚀速率低于海洋大气环境中的腐蚀速率,工业大气环境会促进耐火耐候钢锈层中α-FeOOH的生成,而海洋大气环境中形成的锈层中有β-FeOOH生成。在这两种大气环境中产生的锈层的形貌有差异,耐火耐候钢在不同大气环境中发生腐蚀的机制也不相同。

PH1500热成形钢电阻点焊焊接性能研究

研究PH1500热成形钢的电阻点焊焊接特性,探讨该工艺下钢板的焊接电流窗口、焊点的微观组织、显微硬度和力学性能等方面的特点,分析其焊接特性。结果表明,1.2 mm厚的该钢种焊接窗口为1.6 kA,最小和最大焊接电流分别为7.2 kA和8.8 kA。在最小和最大焊接电流下,焊点的热影响区都存在软化点。最小焊接电流下焊点焊缝的硬度值波动较小,焊缝硬度略高于最大焊接电流下焊点焊缝的硬度值。相对来说,焊接电流对抗剪力的影响较小,对抗拉力的影响较大。

卷曲温度对热轧510L带钢氧化铁皮腐蚀行为的影响

通过热模拟、暴露试验、扫描电镜和电化学阻抗测试等方法和设备研究了卷曲温度对热轧510L带钢表面氧化铁皮耐腐蚀性能的影响。结果表明,在适当高于600℃的温度卷曲可以改善热轧510L带钢表面氧化铁皮的结构,提高氧化铁皮的致密性,有效阻碍腐蚀性介质的渗透,增强氧化铁皮对基体金属的保护作用,从而提高热轧510L带钢在储运期间的耐大气腐蚀性能。

热浸镀锌板三价铬钝化膜耐蚀性的研究

通过改变三价铬钝化工艺中的辊带比,在热浸镀锌板表面制备了3种厚度不同的钝化膜。分别采用X射线荧光光谱仪、辉光放电光谱仪和扫描电镜表征了钝化膜的厚度、元素深度分布和表面形貌。通过中性盐雾试验(NSS)以及塔菲尔曲线、电化学阻抗谱、莫特–肖特基曲线等的测量,研究了钝化膜的耐蚀性。结果表明,增大辊带比可以增大钝化膜的厚度。随膜厚增大,钝化膜表面裂纹减少,致密度提高,耐蚀性增强。其原因有二:一是钝化膜对腐蚀液的屏蔽作用增强,使锌层电化学反应过程中的电荷传输电阻增大;二是当厚度增大时,钝化膜的半导体结构由n型转变为n–p型,n–p型半导体结构能够同时阻碍阴、阳离子的迁移,且施主载流子浓度的减小减弱了钝化膜的导通能力。

模拟工业环境下耐候钢水性锈层稳定剂耐蚀性的研究

用以丙烯酸树脂、铁氧化物颜料、促进剂、分散剂等制成的水性锈层稳定剂处理耐候钢表面(涂覆试样),然后将裸耐候钢和涂覆试样浸入用于模拟工业环境的0.01 mol/L亚硫酸氢钠水溶液进行周期性腐蚀试验。72 h后通过扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪表征了它们的形貌、成分和物相,用失重速率、极化曲线和电化学阻抗谱评价了它们的耐蚀性。结果表明,腐蚀试验后,裸耐候钢表面产生了疏松锈层,生成了α–FeOOH,基体中的Cr元素有向表面富集的倾向。而涂覆试样未生成锈层,物相未发生明显变化,耐蚀性显著增强。

冷轧IF钢板表面状态对磷化膜质量的影响

利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试等方法研究了冷轧IF钢板表面状态对其磷化膜质量的影响。结果表明:表面夹杂物及析出相对冷轧IF钢板表面磷化膜具有明显影响;通过铸坯机清处理以及降低板坯加热温度,可降低冷轧IF钢板表面夹杂物及析出相含量,有效控制有害元素在表面的富集,有利于提高钢板表面均匀性,控制冷轧板材表面活性,从而改善磷化膜质量,并提高磷化膜致密性及耐蚀性。