含CO_2甲酸盐完井液中超级13Cr不锈钢的局部腐蚀性能

在深井及超深井中,超级13Cr油管失效的情况时有发生。为确定超级13Cr油管在井下环境中发生点蚀及局部腐蚀的风险,采用高温高压腐蚀试验方法研究了模拟井筒环境下超级13Cr油管的表面腐蚀形貌,并通过微区电化学扫描开尔文探针(SKP)方法研究了超级13Cr在饱和CO2环境中的电位分布。通过腐蚀形貌观察发现,在高温环境下,试样表面出现明显的局部腐蚀现象。而SKP扫描结果也表明,随着浸泡时间的增加,阳极区与阴极区电位差值逐渐变大,并出现明显的电位峰值,局部腐蚀不断加速。

表面沉积有SO2污染物的黄铜在大气中的腐蚀行为

采用电化学阻抗谱(EIS)、扫描Kelvin探针(SKP)等方法研究了沉积有SO_2污染物的黄铜电极在大气中的腐蚀行为,采用X射线衍射(XRD)分析了黄铜表面的腐蚀产物。结果表明:表面沉积有SO_2污染物的黄铜电极的腐蚀反应阻力明显小于表面无污染物的黄铜电极的,且表面沉积SO_2污染物的量越大,腐蚀反应阻力越小;随着腐蚀时间的延长,黄铜电极表面腐蚀产物增加,表面伏打电位升高,表面反应活性降低;表面沉积有SO_2的黄铜在大气环境中的腐蚀产物主要为ZnSO_4·7H_2O、CuSO_4·3H_2O及ZnO,另外还有少量的Zn(OH)_2、Cu(OH)_2和CuO。

回火温度对Cr7钢耐CO_(2)腐蚀性能的影响

利用高温高压釜加速腐蚀试验,获得了Cr7钢经不同回火处理后在CO_(2)环境中的静、动态腐蚀速率,并利用SEM结合XRD分析了样品的组织及腐蚀产物类型。结果表明,Cr7钢经不同温度回火后的组织均为回火马氏体,其耐蚀性能随着回火温度的升高呈下降趋势,静态腐蚀产物为Cr(OH)_(3)和FeCO_(3),动态腐蚀膜表面还附着由FeCO_(3)和CaCO_(3)组成的颗粒物。扫描开尔文探针和电子背散射衍射分析结果显示,经200℃和500℃回火后的样品电位差约为80 mV,600℃回火后的样品电位差增大到了118 mV。回火过程中马氏体板条的合并使得大角度晶界的比例升高,从而使微区电位起伏加大,这是引起Cr7钢耐蚀性能下降的主要原因。

SnO_(2)修饰MoS_(2)薄膜的n-p可调室温氢气响应及其原位SKPM研究

研发高性能氢气传感器对氢能及相关产业发展具有重要意义.2D-MoS_(2)纳米材料在构建快速可靠的室温氢气传感器方面优势显著,但灵敏度和选择性较差.本文报导了具有n-p可调型氢敏响应行为的SnO_(2)修饰MoS_(2)薄膜,其原位SKPM研究表明SnO_(2)(0.38 eV)和MoS_(2)(0.26 eV)在氢敏响应中会出现不同的表面电势变化,使其界面势垒随SnO_(2)覆盖率的增加而改变,从而使界面效应对体系n型氢敏响应的积极贡献转变为负面补偿.当SnO_(2)覆盖率为6.4%时,传感器具有增敏、提速且选择性好的n型氢敏响应,当其提高至95.6%时呈现p型响应.这种随结构n-p可调的氢敏响应既能用于传感层的敏感性能调节,还可为MoS_(2)基二维材料的气敏响应类型调控提供简单易行、成本低廉的方法.

带破损氧化石墨烯改性环氧树脂涂层的X80钢在NaCl溶液中的局部腐蚀规律

在环氧树脂涂层中添加2%(质量分数)的氧化石墨烯(GO)对其进行改性,利用电化学阻抗谱(EIS)和扫描开尔文探针技术(SKP),研究在5种NaCl溶液中,X80钢基体上的GO改性涂层破损后的局部腐蚀规律。结果表明:GO的独特片状结构能有效抑制水和氯离子等介质进入改性涂层内;同时,GO对腐蚀介质的阻隔作用将金属腐蚀活动限制在涂层破损处,腐蚀产物堆积并形成保护膜,对金属基体起到了一定的保护作用。

AerMet100钢在盐雾中的腐蚀与电化学特性

目的对AerMet100钢在盐雾中的腐蚀和电化学特性进行研究,分析其腐蚀机理。方法通过盐雾试验,观察分析AerMet100钢的腐蚀行为和腐蚀形貌,分析腐蚀产物成分。测试盐雾试验不同时间后的极化曲线和电化学阻抗谱,并建立等效电路模型,采用Cview和Zsimp Win软件进行等效电路和极化曲线拟合,计算自腐蚀电位、自腐蚀电流和等效元件数值,定量分析其变化规律,之后通过K-K转换验证等效电路拟合的正确性。利用扫描开尔文探针(SKP)测试盐雾试验不同时间后带锈试样的表面电位,并进行Gaussian拟合,分析其电位分布和变化规律。最后,结合试验结果,对AerMet100钢在盐雾中的腐蚀机理进行分析。结果AerMet100钢在盐雾试验中的腐蚀形态由点蚀逐步发展为均匀腐蚀,其腐蚀产物分为两层:外锈层主要成分是β-FeOOH,内锈层主要成分是Fe_3O_4和γ-Fe_2O_3,内锈层较外锈层更为致密。盐雾试验9 d后,自腐蚀电位为–593.178 mV,自腐蚀电流为3.919μA,腐蚀产物层电阻为4.152?·cm^2,腐蚀反应电阻为2748?·cm^2,此时试样的腐蚀倾向性最低,腐蚀产物的积聚降低了腐蚀反应速率。未腐蚀试样表面平均电位为–842.387 mV,盐雾试验6 d后为–701.686 mV,12 d后为–575.502 mV。随着盐雾试验时间的延长,试样表面平均电位升高,电位分布分散,电位差增大,分为明显的阴极区和阳极区。结论AerMet100钢表面腐蚀产物层可有效阻止腐蚀溶液向基体的渗透和扩散,延缓腐蚀进程,对基体起到较好的保护作用。

X65管线钢在模拟海水环境中的腐蚀行为

采用失重法,SEM,扫描开尔文探针(SKP)技术等方法研究了X65管线钢在模拟海水环境中的腐蚀行为;采用电化学方法研究了温度、SO_4^(2-)含量对X65管线钢在模拟海水环境中腐蚀行为的影响。结果表明:随着SO_4^(2-)量的增加,腐蚀速率呈现增大的趋势;随着温度的升高,X65钢的自腐蚀电流密度增大,但增大的幅度却逐渐减小;随着浸泡时间的延长,X65钢的平均腐蚀速率呈现下降趋势,但局部腐蚀进一步加重且出现明显的点蚀现象。

AZ91D镁合金电偶腐蚀的扫描Kelvin探针研究

利用扫描Kelvin探针技术(SKP)研究AZ91D镁合金与316L不锈钢偶接件在盐雾试验中电偶腐蚀规律。通过在中性盐雾试验不同周期的表面腐蚀形貌的观察和伏打电位分布图的测量结果分析表明,AZ91D镁合金电偶腐蚀效应与偶接阴阳极的伏打电位差密切相关,AZ91D镁合金与316L不锈钢偶接件存在较大的电位差(约为–1.28V),其电偶腐蚀效应非常显著。在盐雾试验初始阶段,腐蚀主要发生在偶接界面AZ91D镁合金一侧,该腐蚀区域的伏打电位增加幅度较大,而316L不锈钢受到保护没有发生明显腐蚀。随着盐雾试验时间的延长,AZ91D镁合金腐蚀加快,腐蚀产物覆盖区域不断扩大,24h盐雾试验后,偶接件的平均伏打单位差由原始的–1.29V增加到–1.53V,AZ91D镁合金的电偶腐蚀效应加大。由于AZ91D镁合金在盐雾中生成的腐蚀产物对基体具有一定的保护作用,当腐蚀产物不断增加并覆盖表面,偶接件的电位差减小导致AZ91D镁合金的电偶腐蚀效应降低。

高强低合金钢焊接接头在海水中的初期腐蚀行为

通过电化学方法和表面分析技术,研究了高强低合金钢焊接接头在海水中的初期腐蚀行为。结果表明:浸泡前母材区的初始电位较低,腐蚀倾向最大,浸泡后母材区电位波动最大;该焊接接头在初期腐蚀呈现阳极溶解速率由高向低转变的特征,其中母材区阳极溶解电流密度最大;焊接接头在海水中的初期腐蚀以全面腐蚀和点蚀两种形式发展,腐蚀产物主要成分为α-Fe_(2)O_(3),α-FeOOH和γ-FeOOH。在海水中浸泡初期,焊接接头各区域耐蚀性从低到高排序为母材区、热影响区、焊缝区。

微区电化学测量技术进展及在腐蚀领域的应用

综述了近年来微区电化学测试系统的各项技术设备原理及应用的发展概况,分别探讨了扫描振动参比电极技术(SVET)、扫描开尔文探针(SKP)、局部电化学交流阻抗谱(LEIS)和扫描电化学显微镜(SECM)等微区电化学测量系统在腐蚀理论研究与防护技术领域的应用;并指出在发展更加精密、可靠和满足快速的SVET、SKP、LEIS和SECM等微区电化学测量系统的同时,将以上技术用于金属各种局部腐蚀的机理和相组织腐蚀电化学的研究中,不但可以积累以上技术关于腐蚀电化学研究中的基础数据与规律,还可以加快这些技术的发展。

采用开尔文扫描探针技术研究镁合金偶接铜合金的电偶腐蚀规律

采用开尔文探针技术(SKP)测量AZ91D镁合金与H62铜合金偶接试样在盐雾加速实验中的电偶腐蚀规律.研究表明:AZ91D镁合金的电偶腐蚀效应受到阳极与阴极的电位差的影响,AZ91D镁合金与H62铜合金偶接试样之间的伏打电位差约为-1.22V,AZ91D镁合金存在显著的电偶腐蚀效应.由于存在较大的伏打电位差,在盐雾实验初始阶段,电偶腐蚀主要发生在偶接界面AZ91D镁合金一侧附近区域,而H62黄铜没有发生明显腐蚀.由于AZ91D镁合金在盐雾中生成的腐蚀产物对基体具有一定的保护作用,AZ91D镁合金表面腐蚀产物与基体间存在显著的伏打电位差,导致AZ91D镁合金基体形成新的腐蚀产物.因此,随着盐雾实验时间延长,AZ91D镁合金电偶腐蚀效应降低,H62铜合金腐蚀加快.

高强铝合金裂纹尖端在3.5%NaCl溶液中的微区电化学特性

采用毛细管微电极测试方法、扫描Kelvin探针技术和数值分析方法,对2024 T351高强铝合金裂纹尖端在3.5%NaCl溶液中的微区电化学特性和腐蚀行为进行了研究.结果表明,裂纹尖端的腐蚀电位较远离裂纹尖端的基体位置更负,裂纹尖端处的电化学活性明显增加.在外加应力的作用下,裂纹尖端处表面氧化膜的厚度减薄,其稳定性和保护性变弱.裂纹尖端处优先发生阳极溶解,浸泡24 h后在裂纹尖端处出现腐蚀产物的堆积.由于腐蚀电位和电化学活性的差异,在裂纹尖端(阳极)和远离裂纹尖端的基体(阴极)之间可形成电偶对,进一步促进裂纹尖端局部区域内腐蚀过程的进行.

SLM成形18Ni300模具钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究

利用激光选区熔化成形技术(SLM)制备18Ni300模具钢试样。通过与锻造试样对比,分析了SLM成形18Ni300模具钢试样的组织和在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明,SLM成形试样的硬度略微低于锻态试样;SLM成形试样的显微组织中存在孔隙缺陷;SLM成形试样的伏打电位比锻态试样低;极化曲线测试结果与浸泡腐蚀结果均表明,SLM成形试样的耐蚀性较锻态试样差。

热处理工艺对7%Cr钢显微组织及耐蚀性能的影响

利用质量损失法和电化学方法测试了3种不同组织类型的7%Cr钢在CO_(2)环境中的腐蚀行为,并通过EBSD和SKPM手段从晶界和表面电势角度分析了组织类型引起的耐蚀性能差异原因。结果显示:7%Cr钢轧态组织为贝氏体+铁素体,淬火态组织为淬火马氏体,正火态组织为铁素体+少量珠光体。试验钢的耐蚀性能排序为淬火态>正火态>轧态,试验钢产物膜中Cr元素的富集程度及其极化曲线自腐蚀电位均与此规律相符,试样表面最大电势差与此规律相反。轧制试样两相间存在电势差,易于形成原电池;淬火试样中Cr元素可通过晶界快速扩散至腐蚀位置形成产物膜;正火试样游离态Cr元素较少且高比例的大角度晶界不利于其扩散至腐蚀界面。