阴极极化对高强钢焊接件应力腐蚀敏感性的影响

目的研究不同极化电位下高强钢焊接件在海水中的应力腐蚀敏感性。方法采用慢应变速率试验(SSRT)和电化学阻抗技术来判定不同极化电位条件下高强钢焊接件在海洋环境中应力腐蚀敏感性的大小,利用扫描电镜和三维视频测试技术观察试样断裂处的颈缩情况和断裂方式。结果在E corr~-0.9 V电位区间内,高强钢焊接件在海水中没有明显的应力腐蚀敏感性;在-1.1~-1.2 V电位区间内,焊接件断口出现脆性断裂特征,力学性能下降明显,具有很强的应力腐蚀敏感性。结论阴极极化对高强钢焊接件在海水中的应力腐蚀敏感性影响显著。     

海工高强钢在海水中应力腐蚀研究进展

从高强钢材料的合金成分、金相组织、加工工艺、残余应力以及海水温度、Cl^－浓度、pH值等环境条件和腐蚀程度等方面总结了高强钢应力腐蚀的影响因素。结合高强钢的使用环境和力学特点,简述了高强钢的应力腐蚀开裂机理,包括氢致开裂理论、阳极溶解理论、腐蚀产物楔入理论、应力吸附破裂理论等。针对高强钢在海洋环境中的应力腐蚀问题,分别从组织成分优化、表面处理和阴极保护等方面论述了应力腐蚀防护方法。最后,展望了应力腐蚀机理与防护的发展方向。     

高强钢海洋环境应力腐蚀破裂敏感性的控制因素

首先在不同含碳量的CrMo系列钢上,就模拟海水中应力腐蚀抗力和破裂方式、屈服强度、晶界特性和晶内显微组织随含碳量和回火温度的变化关系进行综合测试分析,得出了碳化物分布尤其是原奥氏体晶界的碳化物微层对高强钢应力腐蚀破裂行为有控制作用的新观点。该观点在实用于装备的高强钢30Cr3SiNiMoV、37SiMnCrMoV和30CrMnSiA以及弹簧钢65Mn在各种环境的应力腐蚀和氢脆行为上得到了验证。     

高强钢海洋环境应力腐蚀破裂敏感性的控制因素

首先在不同含碳量的CrMo系列钢上，就模拟海水中应力腐蚀抗力和破裂方式、屈服强度、晶界特性和晶内显微组织随含碳量和回火温度的变化关系进行综合测试分析，得出了碳化物分布尤其是原奥氏体晶界的碳化物微层对高强钢应力腐蚀破裂行为有控制作用的新观点。该观点在实用于装备的高强钢30Cr3SiNMoV、37SiMnCrMoV和30CrMnSiA以及弹簧钢65Mn在各种环境的应力腐蚀和氢脆行为上得到了验证。     

不同海域40Cr低合金钢腐蚀行为研究

目的 研究40Cr在海水环境中的自然腐蚀行为.方法 采用形貌分析、腐蚀质量损失分析、XRD分析等方法对40Cr在青岛、舟山、三亚海水全浸区的腐蚀行为进行研究.结果 40Cr在不同海域中的腐蚀均较为严重,青岛及三亚海域的试样表面被大量海生物附着,舟山海域的试样表面则以泥沙沉积为主.去掉腐蚀产物后试样的腐蚀形貌以坑蚀为主.在试验周期内,随着时间的延长,试样的腐蚀速率逐渐减小,在不同周期内均以三亚海域的为最高.在相同条件下与普通碳钢(Q235)相比,40Cr的腐蚀速率偏高.随着时间的延长,青岛、舟山试样点蚀深度逐渐增加,而三亚试样点蚀深度则先增加后减小,同周期下青岛海域试样的点蚀深度最小.不同海域及周期下40Cr的腐蚀产物以稳态α-FeOOH及Fe2O3为主.结论 40Cr在三个海域的腐蚀形貌均以坑蚀为主,试验周期内试样在三个海域的腐蚀速率随时间延长逐渐减小,同周期下三亚海域试样的腐蚀最为严重;40Cr中C含量较高,在相同条件下其腐蚀速率要高于普通碳钢;40Cr的腐蚀产物以稳态成分为主,是由于Cr元素含量较普通碳钢增加,加速了钢的腐蚀产物到热力学稳定状态的转化.     

海水环境中铸造不锈钢的腐蚀行为

通过暴露和冲刷腐蚀试验，获得了7种铸造不锈钢在海水全浸区、潮汐区及含沙流动海水中的腐蚀结果，讨论了它们的腐蚀行为。在海水全浸区．ZGOCr-13Ni4Mo、ZG1Cr18Ni9Ti和ZGOCr17Ni12Mo2发生严重的点蚀（孔蚀、斑蚀、沟槽腐蚀和隧道腐蚀）和缝隙腐蚀。高Cr、Mo（-N）的铸造不锈钢zG0Cr20Ni25Mo5、ZGOCr25Ni6Mo3CuN、ZOr25Ni9Mo4CuRe和ZGOCr20Ni18Mo6N有好的耐蚀性。铸造不锈钢在海水潮汐区的腐蚀比全浸区轻，耐蚀顺序与全浸区一致。在含沙流动海水中，ZGOCr13Ni4Mo的耐蚀性较差，ZGOCr17Ni12Mo2、ZGOCr25Ni9M04CuRe和ZGOCr20Ni18Mo6N的耐蚀性较好．     

新型高强不锈钢在海水中的腐蚀行为研究

目的 确定新型高强不锈钢在海水环境中的耐蚀性能和腐蚀机理。方法 通过海水浸泡试验、动电位极化曲线和电化学交流阻抗测试考察新型高强不锈钢在海水环境中的腐蚀性能,并结合金相显微镜观察、X射线衍射分析(XRD)和X射线光电子能谱(XPS),分析该不锈钢的组织结构和钝化膜组成。结果 新型高强不锈钢在海水中的自腐蚀电位稳定在0.012~0.020 V,点蚀电位为1.10 V,保护电位为0.89 V。海水中浸泡45 d后,电化学阻抗值仍然保持在10⁶ Ω.cm²数量级。这说明钝化膜表面并未出现点蚀的形核,钝化膜仍具有较好的保护性。该不锈钢具有典型的孪晶奥氏体结构,形成的钝化膜表层主要成分为FeOOH、Cr(OH)3等氢氧化物,内层成分主要为Fe3O4、Cr2O3、CrO3、单质Ni,具有较强的钝化膜修复能力。结论 该不锈钢在海水中具有良好的耐蚀性。     

实验室加速腐蚀环境下35Cr2Ni4MoA材料镀硬铬表面腐蚀行为研究

目的研究35Cr2Ni4MoA材料镀硬铬表面的腐蚀行为特点。方法开展35Cr2Ni4MoA材料在实验室湿热环境和盐雾环境的加速腐蚀环境试验,分析腐蚀环境对35Cr2Ni4MoA材料镀硬铬表面腐蚀行为的影响,加速腐蚀试验共8个周期,通过蚀坑深度、蚀坑面积、单面面积腐蚀数量描述材料表面腐蚀情况。结果35Cr2Ni4MoA在实验室腐蚀环境下蚀坑深度随时间变化满足幂函数关系,蚀坑半径随时间满足线性关系。实验前期单位面积内点蚀数量较多,腐蚀程度轻,在试验中后期点蚀扩展相连,腐蚀面积变大,腐蚀数量减少,腐蚀程度加重。结论提高35Cr2Ni4MoA材料镀硬铬表面处理质量,减少材料表面处理孔隙,能有效提高35Cr2Ni4MoA材料的腐蚀防护能力。     

黑色金属材料在长江淡水中的腐蚀行为

通过现场暴露试验,获得了2种碳钢、3种不锈钢及1种不锈钢与碳钢复合板材料在武汉长江淡水中的4年腐蚀试验结果,总结了它们的腐蚀行为。结果表明,Q235和16Mn碳钢在武汉长江中有较高的腐蚀率和明显的点蚀,稳定腐蚀率为0.055 mm/a;暴露4 a,奥氏体不锈钢304和316L没有明显腐蚀,而马氏体不锈钢430有较明显的点蚀和缝隙腐蚀;马氏体不锈钢0Cr13Ni5Mo与Q345C复合钢板在长江淡水中使用4 a后,0Cr13Ni5Mo发生严重的点蚀,说明马氏体不锈钢在淡水中的应用应慎重。     

柴油加氢装置关键换热器管束腐蚀机理研究

目的明确兰州石化柴油加氢装置某换热器管束(主要材质为15Cr Mo钢和321不锈钢)的腐蚀失效原因。方法采用高温高压釜试验和模拟铵盐结晶试验研究15Cr Mo钢和321不锈钢在服役介质中的腐蚀机理。结果 15Cr Mo钢的腐蚀失效形式表现为铵盐结晶下的快速均匀腐蚀和其他部位的点蚀;而321不锈钢的腐蚀失效形式则相反,主要表现为铵盐结晶下的点蚀。结论为避免铵盐结晶引起的腐蚀穿孔,建议提高换热器出口温度到230℃以上,将换热器出口的注水工艺改为注中和缓蚀剂,在加氢反应器出口增设脱氯罐。     

典型不锈钢在淡化海水中的耐腐蚀性能研究

目的研究316L和2205在淡化海水中的耐腐蚀性能,并研究水处理药剂对不锈钢耐蚀性的影响。方法采用电化学试验、慢应变速率拉伸试验、扫描电镜等方法。结果在淡化海水中,316L临界点蚀温度为42.7℃,加入药剂后为70.2℃;2205的临界点蚀温度大于85℃。2205耐缝隙腐蚀性能明显好于316L,药剂对2205也具有一定的缓蚀作用。316L和2205在50℃淡化海水中具有高应力腐蚀抗力。结论 316L不适合直接在淡化海水中应用,但适合在加入药剂的淡化海水中使用;2205适合在淡化海水中应用。     

腐蚀疲劳交替环境下0Cr16Ni5Mo1不锈钢的损伤行为研究

目的 研究腐蚀疲劳交替环境下0Cr16Ni5Mo1不锈钢的损伤行为。方法 通过开展0Cr16Ni5Mo1不锈钢在不同腐蚀疲劳交替次数下的试验,分析腐蚀疲劳交替频率对疲劳寿命、表面形貌等的影响规律,明确其腐蚀疲劳交替损伤机理。结果 腐蚀时间一定时,0Cr16Ni5Mo1不锈钢试验件的疲劳寿命随着腐蚀疲劳交替频率的增加而增加。交替频次较低时,疲劳断裂部位主要发生在试验件表面或侧面的腐蚀损伤处;交替频次较高时,疲劳断裂部位开始内部缺陷处出现。试验件表面附着的腐蚀产物随着交替周期的进行而减少,但随着交替次数的增加,基体截面深处出现腐蚀产物。结论 0Cr16Ni5Mo1不锈钢试验件的疲劳寿命随交替次数的增加呈现指数函数规律的增长趋势。腐蚀-疲劳交替作用下,0Cr16Ni5Mo1不锈钢的表面腐蚀损伤形式主要为点蚀,裂纹主要萌生于试件表面的缺陷处,腐蚀加速了裂纹萌生的进程。交替次数的增加促进了表面和缺陷处钝化膜的生成,以及腐蚀产物在缺陷内部的堆积,从而使试验件寿命增大。     

南海高温高压含CO2气井管柱腐蚀适用性评价

目的明确南海高温高压含CO2气井管柱材料腐蚀适用性,指导现场管柱材料选择。方法采用高温高压釜腐蚀实验仪器对井筒高温高压环境条件下不同材料腐蚀速率进行实验分析,并采用扫描电镜及能谱分析仪对腐蚀实验后试样腐蚀形貌进行分析,评价不同井筒环境下管柱材料腐蚀适用性。结果150℃条件下,材料腐蚀速率随分压的增加而增大,同时随着材料Cr含量的增加,材料腐蚀速率降低,其中P110钢材料腐蚀速率到达0.3511mm/a,属于严重腐蚀;180℃条件下,三种材料试样表面均存在不同程度的局部腐蚀,其中13CrS-110试样表面出现点蚀的程度较其他两种材料更严重,其点蚀坑存在向内发展的趋势。结论南海高温高压含CO2环境下,Cr含量的增加提高了材料抗腐蚀性能,且随着CO2分压的提高,溶液中CO2溶解度不断增大,增加了材料腐蚀。在180℃高温条件下,13CrS-110钢、15Cr-110钢、15Cr-125钢均存在不同程度点蚀,但13CrS-110钢存在开裂风险,在现场应用前应进行开裂风险评估。针对高温高压含CO2气井管柱选材,可根据井筒温度、压力、CO2分压分布情况进行分段设计,在保障井筒完整性的基础上,降低开发成本。     

316L不锈钢在淡化海水中的耐腐蚀性能研究

目的评价316L不锈钢在淡化海水中的耐蚀性能。方法利用电化学和慢应变速率拉伸（SSRT）,并结合扫描电镜（SEM）的方法。结果电化学阻抗测试结果表明,随着温度的升高,材料的耐蚀性能下降;循环伏安实验结果表明,随着温度的升高,点蚀击破电位负移;SSRT实验结果表明,316L不锈钢在淡化海水中具有一定的应力腐蚀敏感性（SCC）,随着温度升高,敏感性增大,在35℃和50℃,316L不锈钢在淡化海水中的断裂为韧性断裂,在70℃时,断口微观形貌呈现韧窝＋少量准解理形貌。结论在淡化海水中,随着温度的升高,不锈钢的耐点蚀性能下降,SCC敏感性增强。     

温度和溶解氧对5083铝合金海水腐蚀性的影响

采用动电位极化和电化学阻抗试验方法,研究了温度和溶解氧对5083铝合金在海水中腐蚀电化学性能的影响。结果表明,随着溶解氧浓度的降低,铝合金自腐蚀电位负移;随着温度的增加,铝合金点蚀电位负移,阴极过程受扩散控制。腐蚀微观形貌分析表明铝合金在高温高氧状态下主要以均匀腐蚀为主,而在低温低氧状态下发生了明显点蚀。     

铸铁在流动海水中的腐蚀行为

总结了笔者曾经进行过的3次有关铸铁在含沙流动海水中的腐蚀试验研究工作.研究结果表明：在腐蚀速率方面,铸铁与普通碳钢相似;但在腐蚀形貌方面,局部腐蚀倾向比普通碳钢明显减轻.灰铸铁添加3%的镍,不能改善其在含沙流动海水中的腐蚀行为,反而增大了局部腐蚀敏感性.镍的质量分数超过7%的铸铁在含沙流动海水中的耐蚀性能显著提高.其腐蚀率随镍含量的增加而明显降低,且没有点蚀发生.添加铬虽然能降低其腐蚀率,但局部腐蚀敏感性显著增大.     

大港海滨盐土的腐蚀性研究

含可溶性盐量多、含水量高、电阻率极低等土壤性质决定了大港海滨盐土具有很强的腐蚀性。本次试验主要研究了碳钢、ＬＹ１１铝合金、Ｈ６２黄铜、１Ｃｒ１３不锈钢、１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢几种金属材料经过１、３、５年三个试验周期的腐蚀行为及特征