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0．055mm／a;暴露4a,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0Crl3Ni5Mo与Q345c复合钢板在长江淡水中使用4a后,OCrl3Ni5Mo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。     

不锈钢201、304和316L在模拟污水管道反应器中的腐蚀

研究了作为污水管道局部修复材料的不锈钢201、304和316L在模拟污水管道反应器中的腐蚀行为.采用动电位法研究了第7、14、21、56 d这3种材料在全部浸没在污水或以2 d为周期交替浸没在污水两种条件下的腐蚀电位和腐蚀速率,采用电化学阻抗谱(EIS)研究了第56 d这3种材料的电极过程,利用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析了第56 d腐蚀点的形貌和成分.结果表明,在两种条件下304和316L的耐腐蚀性均好于201,腐蚀速率均小于201;3种不锈钢在交替浸没条件下的耐腐蚀性均优于全浸条件,在交替浸没条件下的腐蚀速率小于全浸条件;在304和316L的表面形成了局部点腐蚀,在201的表面形成了区域性腐蚀.     

不锈钢深海腐蚀研究

综述了不锈钢在深海条件下的点蚀、缝隙腐蚀、隧道腐蚀、应力腐蚀机理和影响因素及相应的腐蚀防护方法。用不锈钢在深海中发生腐蚀的实例说明了国内不锈钢深海应用存在的问题以及与国外深海腐蚀研究之间存在的差距。     

不锈钢在聚甲醛装置模拟介质中的腐蚀行为

目的筛选更为先进的聚甲醛装置升级改造用钢,研究316L,904L和2507不锈钢在聚甲醛装置模拟介质中的腐蚀行为。方法在模拟介质中对这三种不锈钢进行全浸试验,利用动电位极化技术测定它们的点蚀电位,并观察、分析腐蚀形貌和腐蚀产物。结果模拟介质中,316L不锈钢发生点腐蚀和成分选择性腐蚀,腐蚀产物主要为Fe-Cr铁素体相和Fe2O3赤铁矿相。结论904L不锈钢的腐蚀速率和点蚀敏感性均明显优于316L不锈钢,选用904L不锈钢将有助于提升聚甲醛装置的耐腐蚀性能。     

316L不锈钢在海洋深水环境中的局部腐蚀规律

目的研究316L不锈钢在海洋深水环境中的局部腐蚀规律。方法利用自行设计的实验装置在南海170 m水深位置开展316L不锈钢腐蚀模拟实验,并通过电化学测试方法与扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段进行分析。结果浸泡7天时,316L不锈钢表面发生局部腐蚀,但微生物吸附会形成保护性的微生物膜,引起其自腐蚀及击穿电位正移,耐点蚀性能会升高。随着浸泡时间的延长,溶解氧含量逐渐降低,试样表面吸附的微生物膜性质发生变化,导致钝化膜在微生物与Cl-的作用下破裂,自腐蚀电位及击穿电位负移,耐点蚀性能下降。结论 316L不锈钢在海洋深水环境中的耐点蚀性能随着浸泡时间的延长,先降低而后增加。     

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。     

316L不锈钢在南海环境中的缝隙腐蚀行为研究

目的研究316L不锈钢在南海环境中的缝隙腐蚀行为。方法利用自主设计的实海实验装置,在南海170m水深的位置开展316L不锈钢缝隙腐蚀实验。利用光学显微镜观察试样的腐蚀形貌,利用扫描电子显微镜(SEM)观察腐蚀产物膜的微观形貌,结合能谱仪(EDS)分析腐蚀产物膜的微区成分,并利用荧光显微镜观察缝隙腐蚀试样表面微生物的附着情况。通过对比点蚀试样与缝隙腐蚀试样的腐蚀形貌,并观察缝隙腐蚀试样腐蚀形貌随腐蚀时间的变化,分析研究316L不锈钢在南海环境中的缝隙腐蚀行为。结果实海工况下浸泡120 h后,点蚀试样腐蚀轻微,机械划痕清晰可见,缝隙腐蚀试样表面有腐蚀产物生成,并出现明显的局部损伤。随着腐蚀时间的延长,缝隙腐蚀试样表面的局部损伤发展为浅表局部腐蚀,缝隙口堆积锈红色腐蚀产物,并形成闭塞电池。腐蚀408h后,在Cl~-的催化及微生物膜的加速作用下,缝隙口生成许多细小的点蚀坑,并聚集形成点蚀带,缝隙内部呈现波纹状腐蚀形貌,缝隙外部腐蚀相对轻微。荧光照片可见缝隙腐蚀试样表面有微生物附着。结论316L不锈钢在南海环境中具有较高的缝隙腐蚀敏感性。     

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.     

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。     

几种典型金属材料西沙海洋全浸区腐蚀行为规律研究

目的研究几种典型金属材料在西沙海洋全浸区的腐蚀行为规律。方法通过外场暴露试验,分析EH36和CM690船用钢、316L不锈钢以及5083铝合金材料暴露0.5、1、2a后的腐蚀形貌与动力学规律。结果CM690腐蚀速率要大于EH36,而点蚀深度规律相反。316L不锈钢发生较为严重缝隙腐蚀,5083铝合金则以局部腐蚀为主。结论试验条件下,EH36与CM690钢腐蚀质量损失与点蚀最为严重,316L不锈钢与5083铝合金生物污损严重,伴有局部腐蚀。     

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。     

几种结构钢和不锈钢的耐海洋大气腐蚀性能研究

目的 研究服役于海洋大气环境中的几种典型钢材的耐腐蚀性能.方法 通过酸性盐雾?湿热?酸性大气等试验方法研究钢材在海洋大气环境服役过程中的耐腐蚀性能.结果 在海洋大气环境中,通常含铬量较高的不锈钢耐腐蚀性能较为优异,含铬量较低的不锈钢材料耐腐蚀性能较差.结构钢在海洋大气环境下易腐蚀.钝化处理能明显提高不锈钢的耐腐蚀性能,但仍然难以保护不锈钢在长期海洋大气环境作用下不受侵蚀,无机铝涂料对钢材具有优异的防护性能,而镀银层将加剧钢材基体腐蚀.此外,粗糙表面易诱发不锈钢发生腐蚀.结论 在海洋大气环境服役时,不锈钢应采取钝化处理,提高其耐腐蚀性能.对于结构钢和铬含量较低的不锈钢,可采取涂覆无机铝涂层的方式,通过牺牲阳极作用有效保护基体免受侵蚀.在设计阶段,还应注意外露部位的表面粗糙度设计,尽量防止或减小不锈钢腐蚀现象的发生.     

铜沉淀提高铸造马氏体不锈钢耐空蚀性能研究

针对普通马氏体铸造不锈钢在含氯离子溶液中耐点蚀和耐空蚀能力不足的问题,自行设计冶炼了一种经铜沉淀硬化的马氏体铸造不锈钢。通过力学性能测试、动电位极化扫描空泡腐蚀试验并结合SEM分析,研究了热处理工艺和铜含量对自行设计冶炼MSB马氏体不锈钢耐空蚀性能的影响。结果表明经铜沉淀的铸造马氏体不锈钢在3％NaCl溶液中的耐点蚀性能优于普通奥氏体不锈铜1Crl8Ni9Ti和高锰铝青铜,铜含量对铸造马氏体不锈钢的耐点蚀性影响不大。热处理工艺对铸造马氏体不锈钢耐空蚀性能有较大影响,时效温度越高,耐空蚀性能越差。当铜的质量分数在1．5％～2．5％之间时可以获得较好的强化效果,不锈钢的耐空蚀性能最好。     

Review on corrosion and corrosion scale formation upon unlined cast iron pipes in drinking water distribution systems

The qualified finished water from water treatment plants (WTPs) may become discolored and deteriorated during transportation in drinking water distribution systems (DWDSs), which affected tap water quality seriously. This water stability problem often occurs due to pipe corrosion and the destabilization of corrosion scales. This paper provides a comprehensive review of pipe corrosion in DWDSs, including corrosion process, corrosion scale formation, influencing factors and monitoring technologies utilized in DWDSs. In terms of corrosion process, corrosion occurrence, development mechanisms, currently applied assays, and indices used to determine the corrosion possibility are summarized, as well as the chemical and bacterial influences. In terms of scale formation, explanations for the nature of corrosion and scale formation mechanisms are discussed and its typical multilayered structure is illustrated. Furthermore, the influences of water quality and microbial activity on scale transformation are comprehensively discussed. Corrosion-related bacteria at the genus level and their associated corrosion mechanism are also summarized. This review helps deepen the current understanding of pipe corrosion and scale formation in DWDSs, providing guidance for water supply utilities to ensure effective measures to maintain water quality stability and guarantee drinking water safety.     

南海某油田CO2回注井防腐选材实验

目的开展腐蚀选材实验,确定经济合理的井下油套管材质。方法分别模拟回注气层(114℃、CO2分压为24.89 MPa、凝析水Cl^–质量浓度为1000 mg/L)、回注水层(117℃、CO2分压为28.39 MPa、凝析水Cl-质量浓度为20000mg/L)工况,利用高温高压釜开展室内模拟腐蚀实验,评价3Cr、13Cr、超级13Cr和22Cr双相不锈钢材质。结果3Cr出现严重的均匀腐蚀及点蚀,最大均匀腐蚀速率出现在回注水层工况,达1.0973 mm/a;最大点蚀速率出现在回注水层工况,达0.4241 mm/a。13Cr均匀腐蚀速率较低,最高腐蚀速率为回注气层工况,达0.0274 mm/a;在回注水层工况条件下,点蚀速率较高,为0.3833 mm/a。S13Cr均匀腐蚀速率较低,回注气层工况腐蚀速率最高,达0.0113 mm/a,无点蚀。22Cr均匀腐蚀速率较低,为0.0011mm/a,无点蚀。整体规律为回注水层条件下的腐蚀速率大于回注气层,主要腐蚀产物为FeCO3,对13Cr以上管材,主要腐蚀形式为点蚀。结论对CO2回注深井,应尽量选取气层回注。在CO2分压为24.89MPa、地层温度为117℃、地层水Cl^–质量浓度为20000mg/L条件下,推荐选用超级13Cr为回注井管材。     

生物膜对给水铸铁管腐蚀结垢的影响

采用XRD、XPS对给水铸铁管腐蚀结垢产物进行表征,结合水相中总铁浓度变化规律,研究了生物膜生长对给水铸铁管腐蚀结垢的影响.结果表明,0～7 d时生物膜存在条件下水相中总铁浓度更高,而15～30 d时无生物膜生长的对照组水相中总铁浓度更高.有生物膜生长时,锈垢的XRD图谱主峰为铁氧化物;无生物膜生长时,主峰为CaCO₃,次峰为铁氧化物,表明生物膜的存在会影响锈垢中晶体的生长及组成.7 d时有生物膜生长组锈垢中铁的质量分数更高,而15 d和30 d时对照组锈垢中铁的质量分数更高.有生物膜生长组锈垢中钙的质量分数始终低于对照组,可能是胞外多聚物吸附或微生物生长消耗钙离子所致.上述结果表明,生物膜发育7 d时会促进铸铁管的腐蚀,而发育15～30 d时会抑制铸铁管的腐蚀;存在生物膜生长会对铸铁管锈垢的形态和组成产生重要影响.生物膜对腐蚀的抑制作用为控制配水管网管道的腐蚀提供了一条新的途径.     

Biphasic reduction model for predicting the impacts of dye-bath constituents on the reduction of tris-azo dye Direct Green-1 by zero valent iron (Fe)

Influence of common dye-bath additives, namely sodium chloride, ammonium sulphate, urea, acetic acid and citric acid, on the reductive decolouration of Direct Green 1 dye in the presence of Fe⁰ was investigated. Organic acids improved dye reduction by augmenting Fe⁰ corrosion, with acetic acid performing better than citric acid. NaCl enhanced the reduction rate by its ‘salting out’ effect on the bulk solution and by Cl⁻ anion-mediated pitting corrosion of iron surface. (NH₄)₂SO₄ induced ‘salting out’ effect accompanied by enhanced iron corrosion by SO₄^2 − anion and buffering effect of NH₄⁺ improved the reduction rates. However, at 2 g/L (NH₄)₂SO₄ concentration, complexating of SO₄^2 − with iron oxides decreased Fe⁰ reactivity. Urea severely compromised the reduction reaction, onus to its chaotropic and ‘salting in’ effect in solution, and due to it masking the Fe⁰ surface. Decolouration obeyed biphasic reduction kinetics (R² > 0.993 in all the cases) exhibiting an initial rapid phase, when more than 95% dye reduction was observed, preceding a tedious phase. Maximum rapid phase reduction rate of 0.955/min was observed at pH 2 in the co-presence of all dye-bath constituents. The developed biphasic model reckoned the influence of each dye-bath additive on decolouration and simulated well with the experimental data obtained at pH 2.     

不锈钢波纹管在海洋大气环境下的腐蚀失效分析

目的 研究热带海洋大气环境下06Cr19Ni10不锈钢波纹管的腐蚀失效机理。方法 对失效导管进行宏观形貌分析,确定宏观腐蚀特征。进一步对失效管段进行显微组织以及化学成分的分析。采用体式显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)开展失效管段的微观腐蚀形貌观察和腐蚀产物分析。结果 宏观来看,导管上金属网套和波纹管外面有几处轻微腐蚀,波纹管侧面腐蚀略微严重,内部没有发现腐蚀。金相组织显示,波纹管基体材料为奥氏体晶粒,在U型波纹管顶部有少量马氏体存在,波纹管基体材料化学成分符合国标要求。扫描电镜下,波纹管外表面发生了严重的点蚀,在U型波纹管的顶部和波纹间的平台均有较大的点蚀坑,U型顶部的点蚀更为严重,并且波纹管不同部位发生了明显的晶间腐蚀。点蚀坑处的EDS显示,腐蚀产物多为Fe的氧化物,坑内还发现了少量的Cl^?,并且坑内产物的Cr元素含量明显少于基体。结论 由于波纹管固溶处理不当,导致晶界间贫铬,使材料表面大部分区域产生晶间腐蚀。同时由于波纹管顶部的塑性变形诱导马氏体生成,使得该处更容易发生点蚀,而海洋大气环境中的氯离子进一步促进了这种点蚀的发生,最终导致了波纹管的腐蚀失效,U型顶端发生的点蚀是材料失效的主要原因。     

不锈钢电极对重金属污染土壤的强化电动修复及电极腐蚀结晶现象与机制

电极腐蚀和盐分结晶是制约土壤电动修复技术工程化应用的重要难题.本研究选择不锈钢作为电极,采用去离子水(DW)、柠檬酸(CA)和聚天冬氨酸(PASP)作为电解液,对Pb、Cu污染土壤进行强化电动修复,考察了重金属去除作用及影响因素,探讨了电极腐蚀和盐分结晶现象与机制.结果表明,在电场作用下,土壤中的Ca会迁向阴极在碱性条件下形成CaCO_3和Ca(OH)_2晶体,降低了电极的导电性;PASP对不锈钢电极有明显的缓蚀作用,CA和PASP都能明显地破坏CaCO_3晶体的形成,但无法对Ca(OH)_2晶体形成有效的破坏;CA和PASP都能促进土壤中Pb的去除,但PASP对Cu去除强化作用不明显,而CA对Cu的去除强化作用非常显著;不锈钢配合不同的缓蚀剂、增强剂联合使用,可以作为电动修复技术工程化应用的电极选择.