稀土对复合涂层微观组织与性能影响的研究进展

随着对材料摩擦、润滑、粘结、吸附等表面现象研究的深入,各种新型复合涂层材料快速发展并开始逐渐取代传统材料。各种表面工程技术目的是为了制造高硬度及耐磨性优异的复合涂层,通过不同技术获得的涂层仍存在不同程度的孔隙率、结合强度低、断裂韧性低等缺陷,大量研究表明稀土及其氧化物对于改善涂层组织及性能起到了重要作用。本文综述了稀土及其氧化物对涂层微观组织及晶粒的影响及其对力学性能、摩擦学性能的改善效果,并分析了稀土的影响作用机制。在此基础上,探讨了稀土改性涂层的发展前景。

火电厂再生水中的微生物对管道的腐蚀行为研究

为探究火电厂以再生水为水源时供水管道的微生物腐蚀行为,采用环状生物膜挂片反应器,动态模拟了再生水管道运行状况,通过测定溶液pH值、电导率,试片失重,电化学参数(如氧化还原电位、极化曲线、交流阻抗)、细菌数量并结合SEM、EDS、XRD等手段研究了铁细菌(IOB)、硫酸盐还原菌(SRB)及这2种混合菌对Q235钢腐蚀的影响过程和机理。结果表明,2种细菌数量随时间的延长而增长,再生水的pH值先降后升、电导率则稳步增长,环境中的细菌数与此时管材的腐蚀速率呈正相关性,SRB是影响微生物腐蚀的主要菌种;通过EDS和XRD分析发现不同环境下的腐蚀产物主要成分:IOB时腐蚀产物以FeOOH为主,存在少量Fe_(2)O_(3)、Fe_(3)O_(4);SRB时腐蚀产物主要为氧化铁和硫化铁;而SRB+IOB共存时主要腐蚀产物为Fe_(2)O_(3)、Fe_(3)O_(4)和FeS;同时管道前期表面产生的微生物膜和腐蚀产物会抑制Q235的腐蚀,后期微生物膜失活、覆盖的腐蚀产物脱落,又会使腐蚀加速。

海洋环境中CaAl-LDH对钢筋混凝土寿命的影响

通过共沉淀和离子交换法制备了钙铝层状双金属氢氧化物(CaAl-LDH),并采用电化学测试方法研究了CaAl-LDH对模拟混凝土孔隙液中钢筋抗氯盐侵蚀性能的影响,以及在模拟海洋环境中对钢筋混凝土寿命的提升作用。结果显示:钢筋表面CaAl-LDH与氯离子发生交换,使钢筋的钝化电位提升了近200 mV,钝化范围扩大;CaAl-LDH有效降低了混凝土中氯离子含量,使氯离子扩散系数及表面氯离子质量分数分别降低63.6%和55.3%,钢筋混凝土结构的服役寿命延长。

硝酸铈添加剂对AZ91D镁合金微弧氧化膜组织与性能的影响

为了进一步提高AZ91D镁合金表面的耐蚀性与耐磨性,在硅酸盐电解液体系中加入不同浓度的硝酸铈添加剂,利用微弧氧化(MAO)技术在其表面原位生长出陶瓷膜层。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对陶瓷膜层物相组成和表面微观形貌进行了表征,并通过电化学测试与摩擦磨损试验,评估了陶瓷膜层的耐蚀与耐磨性能。结果表明:硝酸铈添加剂的添加对膜层相组成影响较小,随着硝酸铈浓度的增加,膜层表面先出现较大孔径的孔洞,之后孔洞数量逐渐减少,且孔径也缩小。与无添加剂的膜层相比,硝酸铈的添加量为0.4 g/L时,其被磨穿时长从1 min增加到8 min,耐磨性有所改善;腐蚀电位从-1.69 V增加到-1.26 V,腐蚀电流密度从8.56×10^(-6)A·cm^(-2)降到2.49×10^(-7) A·cm^(-2),耐蚀性显著提高。

去应力退火对LPBF TC4合金在1%NaCl溶液中的腐蚀行为影响

本文利用电化学阻抗谱和动电位极化曲线研究了去应力退火对激光粉末床熔融(LPBF)技术制备的TC4钛合金在1%NaCl溶液中的电化学行为,并采用Mott-Schottky测试、X射线光电子能谱仪对其表面钝化膜进行了分析。结果表明:LPBF TC4合金由针状α'/α马氏体组成,而800℃去应力退火后的组织为α+β双相结构;去应力退火导致LPBF TC4钛合金的耐蚀性降低,极化电阻降低,腐蚀电流密度和钝化电流密度增加。退火处理前后LPBF TC4钛合金的钝化膜均为n-型半导体,但去应力退火后合金的载流子密度增加,且钝化膜中TiO2的含量降低,导致合金的耐腐蚀性能降低。

应用油井环境的新型牺牲阳极研发

热采井井下温度较高且环境介质较为恶劣,常规配方的铝基牺牲阳极在该条件下性能较差,需要开发适用于井下高温腐蚀环境的新型牺牲阳极。本文在Al-Zn-In系列典型成分牺牲阳极材料的基础上,优化引入其它金属元素设计出适用于高温油井环境下的牺牲阳极材料,在80℃油井采出液中对所研制的阳极材料进行了恒电流测试、极化曲线等电化学性能测试,通过对比分析开路电位、工作电位、电容量、电流效率、表面腐蚀形貌等指标,筛选出一种综合性能最优的井下耐高温铝合金牺牲阳极。

埋地管道强制电流阴极保护系统检测方法

目前我国长输埋地管道采取的主要防腐措施是给钢管加防腐涂层和阴极保护两种方式联合并用。涂层的作用主要是物理阻隔作用,将金属基体与外界环境分离,从而避免金属与周围环境的作用。但是由于涂层本身存在缺陷,如针孔的存在;或者是在施工和运行过程中不可避免涂层破坏,使金属暴露于腐蚀环境中。这些缺陷的存在会导致大阴极小阳极的现象,使得涂层破损处腐蚀加速,因此给管道施加准确合适的保护电位就尤为重要,而目前使用单位在管道运行过程中大多只是通过巡线方式在测试桩测量管道的保护电位,这种方法所测保护电位包含了土壤中的IR降,不能反映准确的保护电位,很可能造成保护电位不足,使管道得不到保护。

回填石包覆下Al-Zn-In-Si-Ti-Sn牺牲阳极在淡海水中的电化学行为

采用电化学测试及电偶腐蚀试验等研究了回填石包覆下Al-Zn-In-Si-Ti-Sn牺牲阳极在淡海水中的电化学行为。结果表明:Al-Zn-In-Si-Ti-Sn牺牲阳极在回填石包覆环境中的电荷转移电阻(Rct)及电感电阻(RL)均高于在淡海水环境中的,且其在回填石包覆环境中的腐蚀电流密度(J_(corr))显著低于在淡海水环境的。回填石包覆下,阳极电偶电流大幅降低,混合电位显著正移,阳极溶解不均匀。回填石会阻碍Cl-和溶解氧的扩散,回填石包覆会导致Al-Zn-In-Si-Ti-Sn牺牲阳极的溶解速率显著下降,溶解不均匀,最终导致阳极性能下降。

燃气管道两种极性排流器服役性能对比

为缓解地铁直流干扰,城市燃气管道多采用牺牲阳极与极性排流器组合的缓解措施。利用实验室测试和现场测试相结合的方法对比研究了肖特基二极管+电容+浪涌保护器型(1号)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)+电容+浪涌保护器型(2号)两种极性排流器的服役性能。通过现场测试获得了两种极性排流器对管道动态直流干扰和交流干扰排流效果和作用机制。结果表明:2号极性排流器的排流效果更好,但1号极性排流器反向绝缘性能更好;两种极性排流器连接排流地床均对管道直流干扰与交流干扰具有缓解作用,且2号极性排流器缓解效果更优。

钠基膨润土防水毯对包裹埋地管道阴极保护的影响

针刺覆膜法钠基膨润土防水毯具有永久性的防水效果,可减少油气泄漏对环境造成的污染,常应用于穿越环境保护区的管道,但其对所包裹管道的阴极保护影响尚不明确。开展了不同包裹形式下防水毯对管道阴极保护影响的模拟试验,并进行实际应用与效果检测,根据检测结果,分析了防水毯对其包裹管道阴极保护屏蔽的关键影响因素。结果表明:防水毯面电阻率很高,为9.1×10^(5)Ω·m^(2),绝缘性强;防渗垫开口结构不存在阴极保护屏蔽,可为防水毯包裹埋地管道阴极保护提供参考。

在役输油站场智能化区域性阴极保护系统设计策略

文章主要研究了在役输油站场追加区域性阴极保护系统,并探索其与智能化技术的融合策略。为此,设计并实施了一套集成化的智能化区域性阴极保护系统。该系统包括多路输出恒电位仪、云端数据管理系统、柔性阳极和深井阳极等关键组件,通过公用通信网络实现远程数据采集,从而统一管理阴极保护数据。实验结果证明,该系统显著提升了输油站场阴极保护的智能化水平和管理效率,为确保在役输油站场的长期安全稳定运行提供了有力保障。

不同镁合金牺牲阳极材料在循环冷却水中的性能比较

为评价四种镁合金牺牲阳极材料在炼化企业循环水水冷器系统中的阴极保护性能,采用四天加速试验法对阳极材料工作电位、电流效率进行测量,使用扫描电子显微镜和能谱仪对溶解形貌和腐蚀产物成分进行表征,同时使用电化学工作站测量阳极材料的阳极极化曲线。结果显示,四种镁合金牺牲阳极材料高纯镁、M1C、AZ63B和AZ31B在两种实际工况循环水介质中都呈现出活化极化行为,溶解形貌都比较均匀,腐蚀产物主要是Mg(OH)_(2),高纯镁和M1C的工作电位比AZ63B和AZ31B的工作电位稍负一些;电流效率排序为高纯镁、AZ63B、M1C、AZ31B;在阴极保护设计时,可参考文中得到的镁牺牲阳极阴极保护性能表现,并综合经济性考量,选择合适的材料,同时需注意到在镁阳极表面极可能形成Mg(OH)_(2)沉积。

南水北调中线河南段某输水管线土壤腐蚀性分析

在过去的几年中,土壤腐蚀性的评估一直是一个重要的研究领域。对于输水管线等关键基础设施,了解其土壤腐蚀性对于保障安全运行至关重要。本文以南水北调中线河南段某输水管线土壤腐蚀性探测工程实例为研究对象。在研究中,通过对土壤的视电阻率、氧化还原电位、酸碱度(pH值)和极化电流密度等项目的探测,对探测成果进行了综合的分析评价。这些参数可以提供有关土壤腐蚀性的详细信息,有助于评估输水管线的腐蚀风险。

船体单区域和双区域外加电流阴极保护系统分析

本文以船体外加电流阴极保护系统实际应用案例,分析单区域外加电流阴极保护系统和双区域外加电流阴极保护系统运行参数和电位情况,总结了两种系统的特点和应用环境。

某输油管道杂散电流干扰检测及排流防护相关研究

输油管道与地铁运行线路交叉、平行,管道电位出现漂移,断电电位正向偏移,受杂散电流干扰的管道会出现部分时段处于欠保护状态。干扰段管道采取排流防护措施后,通过监测管道电位发现,管道电位波动范围缩小、断电电位负向偏移。管道杂散电流干扰得到有效的消除和抑制,管道全时段处于阴极保护状态下运行。

氮含量对新型奥氏体不锈钢电化学响应及点蚀行为的影响

利用电化学工作站对含氮量分别为0.326%、0.527%、0.750%的新型奥氏体不锈钢在2.5%、3.5%、4.5%、5.5%、10.5%NaCl溶液中进行动电位极化测试,同时在3.5%Na Cl溶液中进行了EIS测试,获得阻抗谱图;在浓度为6%的FeCL3溶液中进行了标准点蚀试验,计算了试样的平均腐蚀速率;采用扫描电镜(SEM)与激光共聚焦显微镜(LSM)对腐蚀后试样进行三维成像观察。结果表明:试样的腐蚀电位(Ecorr)随着溶液浓度的升高,表现出先升后降的趋势,当氮含量为0.527%时,其点蚀电位(Eb)均大于1.2V;随着氮含量的增加,电荷转移电阻(Rct)以及钝化膜厚度(Lss)亦表现出先升后降的趋势,当氮含量为0.527%时获得极大值,Rct与Lss分别为4.222×10^(5)Ω·cm^(2)、6.688×10^(-8)m,说明此合金在NaCl溶液中具有最佳的耐腐蚀性。氮含量为0.527%的合金,其平均腐蚀速率以及腐蚀坑深度均具有最小值,分别为130.370 g/(m^(2)·h)、185.300μm,在相同视野下其腐蚀区域最小,耐腐蚀性良好。

埋地管道高压直流干扰监检测技术的研究现状

高压直流输电系统接地极单极大地回路运行时,大量电流入地导致接地极附近地电位升高,接地极附近管道及附属设施可能面临管体腐蚀、管体氢脆、防腐蚀层剥离、设备烧蚀等风险。为监检测高压直流接地极对管道的影响,对国内外相关研究案例进行了调研总结,介绍了多种高压直流干扰监检测方法,对其未来的发展方向进行展望并提出了相关建议。

藤壶附着对低合金高强度钢牺牲阳极保护效果的影响

目的探索藤壶附着对低合金高强度钢阴极保护效果的影响,研究海洋中大型污损生物附着下金属材料的腐蚀规律。方法在青岛胶州湾进行腐蚀挂板实海暴露实验,运用纱网箱隔离藤壶幼虫作为对照组。在暴露6个月和12个月后回收腐蚀挂板,研究藤壶附着后挂板腐蚀形貌、腐蚀产物和阴极保护效率的变化。在室内进行模拟实验,研究牺牲阳极对存在藤壶附着的钢的保护效果。结果在施加牺牲阳极保护后,藤壶附着下的钢表面具有更明显的局部腐蚀坑,且多位于藤壶附着的边缘位置。藤壶附着对牺牲阳极保护效率的影响有限,藤壶附着钢的极化电位相较于无藤壶附着钢的极化电位更负,保护电流密度更小。藤壶附着钢的未附着区域的保护电流密度(63.9μA/cm^(2))比无藤壶附着钢(46.3μA/cm^(2))的保护电流密度高。XRD谱、拉曼光谱和SEM图表明,藤壶附着不影响腐蚀产物或沉积物的组成。结论在牺牲阳极保护下,处于藤壶附着边缘和中心位置的钢,可作为氧浓差电池的阳极,在自催化的协同作用下,腐蚀过程加速,形成了严重的局部腐蚀。同时,藤壶附着可使钢的有效工作面积下降,导致藤壶附着下钢试样的无藤壶附着区域与不存在藤壶附着的钢试样相比,具有更高的保护电流密度和更负的极化电位。

高压直流接地极对管道干扰规律及缓解措施研究

油气管道和电力设施建设迅速发展,由于空间地理位置限制,管线与电力设施不可避免地并行铺设,高压直流接地极干扰对埋地管道产生的腐蚀问题日益突出。通过对国内外高压直流干扰现状的总结,可以让相关人员更好地了解高压直流接地极对埋地管道干扰的产生原因以及现有防护措施的作用和具体应用。在此基础上,总结了目前关于高压直流接地极对管道干扰及防护措施研究状况,为相关研究人员和工程人员提供参考和借鉴。

热处理对Al-Zn-Ga-Si铝合金牺牲阳极电化学性能的影响

实验熔炼了Al-Zn-Ga-Si牺牲阳极材料,并采用3种方式对其进行热处理,通过扫描电镜观察微观形貌,借助牺牲阳极电化学性能试验法、电化学阻抗、微区电化学等测试方法研究了3种热处理方式对铝合金牺牲阳极电化学性能的影响。结果表明:热处理试样比铸态试样的电化学性能有所提升,试样熔合度更高,组织更加均匀;同时,固溶处理比退火处理表现出更加优异的电化学性能,阳极微区活化点增多、活化性能加强、腐蚀产物不易附着。