X70钢焊接接头在酸性溶液中的局部腐蚀SVET研究

采用SEM分析了符合焊接工艺规范的X70管线钢焊接接头部位的组织,并采用扫描振动参比电极技术(SVET)研究了X70钢焊接接头在鹰潭酸性土壤模拟溶液中的局部腐蚀行为。结果表明,X70钢焊接接头热影响区在鹰潭酸性土壤模拟溶液中的腐蚀电流密度最大,焊缝和母材靠近热影响区的区域电流密度次之,母材的腐蚀电流密度随着与热影响区距离的增大而降低。

金属腐蚀的多尺度计算模拟研究进展

综述了计算方法在金属腐蚀研究中的应用与进展,提出了利用第一性原理与内聚有限单元相结合的跨尺度计算与模拟方法研究金属铝的腐蚀行为与机理。采用基于密度泛函的第一性原理计算Cl-与钝化膜的相互作用,明确了铝点蚀的萌生机理。利用第一性原理计算方法研究Al-H体系,计算了H原子沿铝表面以及从表面向内部的吸附、溶解和扩散,表明H沿晶界的扩散和偏聚对晶界强度影响显著。将第一性原理计算得到的晶界结合能输入到内聚有限元模型,模拟铝合金的晶间开裂行为,实现了原子尺度到宏观尺度的衔接,建立了从原子尺度到宏观尺度的跨尺度计算与模拟框架。

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。

Fe_3C和珠光体对低碳铁素体钢腐蚀电化学行为的影响

通过对X80管线钢进行固体渗碳模拟焊接接头区域的Fe_3C和退化珠光体组织,采用扫描Kelvin探针(SKP)、扫描振动参比电极(SVP)和局部电化学交流阻抗谱(LEIS)结合浸泡实验分析了Fe_3C和珠光体对铁素体钢表面电化学性能以及在鹰潭土壤模拟溶液中的局部腐蚀发生规律的影响.结果表明,退化珠光体组织在空气(湿度为40%,温度为22℃)中的腐蚀电位低于贝氏体铁素体,并且随着Fe3C含量的增加,腐蚀电位降低;渗碳试样在鹰潭模拟溶液中发生局部腐蚀,中心铁素体区为整个材料电偶腐蚀的阴极,退化珠光体和退化珠光体/贝氏体铁素体区为阳极,随着Fe3C含量的增加,阳极溶解电流密度增大;模拟溶液各离子含量成倍增加后,退化珠光体的阳极电流密度升高,电化学交流阻抗值降低,局部腐蚀效应增大.

E690高强钢在SO_2污染海洋大气环境中的应力腐蚀行为研究

采用U形弯试样干湿交替腐蚀的实验方法,结合电化学测试、裂纹形貌观察和锈层分析,研究了E690钢在模拟SO_2污染海洋大气环境中的应力腐蚀行为及机理.结果表明,E690钢在SO_2污染海洋大气环境中具有较高的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性,其SCC机理为阳极溶解和氢脆(AD+HE)的混合机制.大气环境中的SO_2可通过促进a-Fe OOH的形成以及Ni和Cr在内锈层中的富集促进内锈层的致密化,促进Cl-在锈层底部的浓聚和酸化,进而大大促进SCC裂纹的萌生与扩展,提高了E690钢的SCC敏感性.

X80和X52钢在模拟海水环境中的腐蚀行为与规律

采用模拟浸泡实验、腐蚀形貌分析以及动电位极化和电化学阻抗技术研究了X52和X80钢在模拟海水环境中的腐蚀行为。结果表明:饱和氧时即模拟浅海条件下,X80和X52钢试样表面全面腐蚀和点蚀都会发生,腐蚀速率较大;低氧时即模拟深海条件下,二者主要发生点蚀,腐蚀速率较小。通过对X52和X80钢在模拟海水环境中针对含氧量这一影响因素的腐蚀行为与规律的对比分析得出,X80钢更适用于深海。

X80管线钢高pH应力腐蚀开裂机制与电位的关系

采用慢应变速率拉伸实验和恒电位浸泡实验,分析了不同电位下X80管线钢在高pH环境中的应力腐蚀开裂(SCC)行为和机制.结合不同扫描速率下的动电位极化曲线的测量,从热力学角度对SCC的敏感电位区间进行了划分.在综合考虑材料的最大断裂强度和面缩率损失的前提下,提出了评价SCC敏感性的综合指标I_∑,并将适用于酸性土壤模拟溶液中的SCC敏感性判据拓展到高pH环境中对其进行了验证.结果表明,X80钢在本实验溶液中的SCC敏感电位区间可以划分为:+600--569 mV,受阳极溶解(AD)机制控制,沿晶应力腐蚀开裂(IGSCC)较为敏感,铁素体晶界优先溶解;在开路电位E_(ocp)--600 mV,SCC敏感性最低,以点蚀的发生和发展为特征,单纯的AD机制不会导致显著的穿晶应力腐蚀开裂(TGSCC)敏感性;在析氢电位-1046 mV—E_(ocp),在AD和氢脆(HE)机制的共同作用下,X80钢的SCC敏感性最高,裂纹以TGSCC的形式扩展,点蚀对TGSCC裂纹的萌生和扩展起到关键作用;低于-1046 mV,X80钢在HE的作用下断裂,表现出较高的脆性.经计算验证,采用I_∑作为评价SCC敏感性的指标是可行的.

X65钢焊接接头在模拟浅表海水和深海环境中的腐蚀行为对比

在实验室模拟条件下,采用失重法及电化学等方法并结合腐蚀形貌显微观察,研究了X65钢焊接接头在浅表海水和深海(1000 m)环境中的短期腐蚀行为及其机理。结果表明,X65钢焊接接头在浅表海水环境下的腐蚀速率大于深海环境下的腐蚀速率,浅表海水环境以点蚀为主,深海环境只在熔合线附近腐蚀相对较快,焊缝区腐蚀不明显;在模拟浅表海水和深海环境下,热影响区(HAZ)的腐蚀电位均低于焊缝和母材区,导致焊缝区域存在电偶效应,加速了HAZ的腐蚀,形成较厚的腐蚀产物膜。

金属材料在三亚海水中的腐蚀电位序及合金成分对耐蚀性的影响

对36种金属材料在三亚海水中的腐蚀电位序、腐蚀电位对潮汐变化的响应以及不同金属合金元素成分对耐三亚海水环境腐蚀的作用进行了研究。结果表明,三亚海水环境中金属材料腐蚀电位的稳定区间较大,腐蚀电位序从高到低为:镍基合金、双相不锈钢、奥氏体不锈钢和紫铜、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、铜合金、低合金钢、碳钢、铸铁、铝合金和铝阳极。碳钢电位随潮汐变化的波动在动力学控制下,高潮位时腐蚀电位较负;在扩散作用控制下,高潮位时腐蚀电位较正。金属腐蚀电位在海水中的波动体现了腐蚀产物膜对扩散控制下的腐蚀具有阻碍作用。在三亚海水环境中,低C和高合金元素含量的碳钢对氧扩散抑制作用较好。奥氏体不锈钢的腐蚀电位随潮汐变化的波动远小于铁素体不锈钢和马氏体不锈钢,浸泡2700 h后,含Mo的奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢有较为稳定的腐蚀电位,腐蚀产物膜具有较好的保护性。铝阳极在三亚海水环境中的腐蚀电位随海水高含氧量时间的增加而上升,含Ga和高Zn含量的铝阳极材料的腐蚀电位较为稳定。Al青铜和T2紫铜在三亚海水环境中有较稳定的腐蚀电位,并且有较好的耐蚀性。

Q235钢和X70管线钢在北美山地灰钙土中的短期腐蚀行为

通过腐蚀失重速率试验、腐蚀形貌特征的扫描电镜观察和X射线衍射分析以及土壤理化性质分析等手段研究了国产Q235钢和X70管线钢在加拿大中南部的山地灰钙土中实地埋样试验一年后的短期腐蚀行为特征.结果发现Q235钢和X70钢的平均腐蚀速率和最大点蚀深度均比较接近,但Q235钢点蚀密度明显高于X70钢;两种钢的腐蚀产物成分类似,均为FeOOH、Fe3O4和Fe2O3的复杂混合物,腐蚀产物层不致密,存在明显的裂纹;两种钢表层土壤中均发现较多的硫酸盐还原菌、硫化菌和异养菌,这些菌群的共同作用能够加速腐蚀产物层下局部腐蚀的发生.

H_2S浓度和pH值对X65海管钢焊接接头腐蚀行为的影响

采用高压釜模拟海底集输环境,通过电化学测试技术、浸泡实验、SEM和XRD技术研究了H2S浓度和pH值对X65钢焊接接头腐蚀行为的影响。结果表明,X65钢焊接接头中热影响区的开路电位最负,焊缝最正,母材介于两者之间,腐蚀电流密度从大到小的顺序为:热影响区】母材】焊缝;焊接接头平均腐蚀速率在0.1~0.25 mm/a之间,硫化物浓度增加、pH值降低均可导致腐蚀速率增加;X65钢海管焊接接头在模拟现场工况条件下以均匀腐蚀为主,焊缝区腐蚀程度低于热影响区。

E690高强低合金钢焊接热影响区典型组织在含SO_2海洋环境中的应力腐蚀行为对比研究

采用U形弯试样干湿交替腐蚀的实验方法,结合电化学测试和裂纹扩展行为分析,对比研究了E690钢焊接热影响区热模拟组织在模拟含SO_2海洋薄液环境中的应力腐蚀行为及机理。结果表明,E690钢焊接热影响区组织在含SO_2海洋薄液环境中具有较高的应力腐蚀敏感性,其中细晶热影响区组织与母材的应力腐蚀敏感性相对较低,粗晶和临界热影响区组织在该环境中应力腐蚀敏感性很高,裂纹扩展速率较快,且呈加速扩展之势。不同组织U形弯试样经过5 d干湿交替腐蚀实验后均形成应力腐蚀微裂纹,裂纹萌生于马氏体-奥氏体(M-A)组元与铁素体基体之间微电偶腐蚀形成的点蚀坑处。

pH值对2024-T351铝合金在NaCl溶液中电化学行为的影响

采用动电位极化技术结合电化学阻抗谱测量,研究了pH值对2024-T351铝合金在0.6 mol·L^(-1) NaCl溶液中腐蚀电化学特性的影响规律。结果表明,在pH=5～7的NaCl溶液中,铝合金表面可生成稳定的氧化膜,阻抗谱出现两个容抗弧。随着溶液pH的降低,极化曲线上的阴极电流密度逐渐增加,且氧化膜厚度减薄,膜电阻和电荷转移电阻均有所降低,这表明,氧化膜的保护性能随pH的减小而降低。在酸性(pH=3)NaCl溶液中,阻抗谱变为一个容抗弧,说明铝合金表面的氧化膜难以稳定存在,基体合金直接与溶液接触,极化曲线表现出基体合金的电化学特性。

南海某导管架平台的阴极保护延寿修复技术方案探讨

南海某在役导管架平台牺牲阳极服役到期后需要延期服役15a,以在役平台的结构特征和服役环境为依据,从安装、可行性、可靠性和工程造价等方面对比分析了牺牲阳极和外加电流技术延寿技术的可行性。结果表明:相较于牺牲阳极法,外加电流延寿修复技术更加经济和便捷,采用阳极电缆拉伸和阳极远地安装方式,兼具经济性和安全性。

电阻探针腐蚀监测技术的发展与应用

综述了近几十年国内外电阻探针腐蚀监测技术的发展,重点介绍了该技术的基本原理,回顾了其发展历程。列举了目前国内外主要的电阻探针腐蚀监测技术相关产品,对比分析了不同品牌产品的特点和性能差异。介绍了电阻探针在各行业腐蚀监测领域中的应用情况,总结了电阻探针技术在国内市场应用的现状和需求。最后通过对目前电阻探针技术在国内外的开发和应用现状的对比和研究,预测了该技术在国内市场发展的空间,提出了国内该技术未来发展的趋势。

扫描Kelvin探针的电化学原理分析

1前言 探索局部腐蚀电化学过程,尤其是研究微观腐蚀电化学成为腐蚀与防护研究的关键科学问题之一,一些具有较好抗均匀腐蚀能力的材料往往容易发生点蚀、应力腐蚀开裂等局部腐蚀。由于局部腐蚀不易被察觉,因而局部腐蚀比均匀腐蚀更加危险,

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.

2024-T351铝合金在酸性NaCl溶液中SCC行为的电化学噪声检测

采用电化学噪声技术对2024-T351铝合金在酸性NaCl溶液中的应力腐蚀开裂过程进行检测,并通过对电流噪声信号进行时域和频域分析,研究裂纹尖端腐蚀行为以及裂纹萌生和扩展过程的电化学噪声特征,并得出裂纹扩展的判断依据。结果表明,在浸泡初期,电流噪声时频谱中的振幅较小,能量主要集中于高频段,表明电极表面主要发生了膜破裂-再钝化等快反应过程,裂纹处于萌生阶段。随着浸泡时间的增加,电流噪声中出现特征峰。此时,低频段能量逐渐增加,表明裂纹进入扩展阶段。通过对电流噪声信号进行小波分解,可以区分应力腐蚀开裂过程中裂纹萌生和扩展的不同阶段。

海洋大气环境下玻璃鳞片/环氧复合涂层制备及其耐蚀性评价

针对海洋大气环境下普通碳钢用复合环氧防护涂层进行制备与耐蚀性研究。通过硅烷偶联剂对玻璃鳞片改性,将改性后的玻璃鳞片加入到环氧树脂中制备玻璃鳞片/环氧涂层。通过傅里叶红外光谱仪分析玻璃鳞片结构,利用电化学阻抗谱对比研究涂层耐蚀性,并通过中性盐雾实验评判海洋环境下涂层保护性能。实验结果表明,利用增加羟基配对位的方法可成功对玻璃鳞片表面改性,且玻璃鳞片对溶液中腐蚀性介质有良好的屏蔽作用,显著提高了环氧涂层的耐腐蚀性能。30%(质量分数)玻璃鳞片改性环氧涂层浸泡648 h后阻抗模值|Z|在107.6Ω·cm^2以上,远高于普通环氧涂层阻抗。计算得到30%玻璃鳞片改性涂层中水分子的扩散系数D为2.07×10^-11 cm^2/s,远小于普通环氧涂层的扩散系数1.9×10^-9 cm^2/s。

沼泽环境下20钢输氢气管道失效分析

针对某20钢输氢管道在大庆地区沼泽环境服役过程中的管道外表面开裂问题,采用化学成分分析、体式显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法对管道腐蚀进行了分析。结果表明:输氢管道外表面的机械损伤在服役环境存在的应力和腐蚀介质协同作用下,使得损伤区域产生微裂纹并逐步扩展,导致管道发生腐蚀失效。因此,对于管道不仅要改进管道本身的防腐工艺,还要针对管道本身服役环境,采用相应的防腐措施。