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。     

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．     

钢铁材料在黄河三门峡水库中的腐蚀行为

目的获取典型钢铁材料在黄河三门峡水库中长期暴露的腐蚀结果和腐蚀行为。方法采用暴露腐蚀试验,将1种碳钢、3种低合金钢和3种不锈钢材料在三门峡水库中暴露1,2,5,8 a,用金相显微镜测量各材料的点蚀深度,观察腐蚀形貌,并计算其腐蚀速率。结果在三门峡水库中暴露8 a,碳钢和低合金钢的腐蚀行为基本相同,4种钢暴露1 a的平均腐蚀速度接近,为0.047~0.050 mm/a,暴露1~8 a,Q235B的平均腐蚀速度为0.040 mm/a,X70,X80和D36钢的平均腐蚀速度与Q235B相差不大,分别为0.039,0.034,0.037 mm/a。暴露1 a后,0Cr13表面有蚀点,最大点蚀深度为0.010 mm,暴露8 a后,0Cr13试样的边角、钻孔处出现溃烂、穿孔。暴露8 a后,304和316L的最大点蚀深度均小于0.1 mm。结论 Q235B,X70,X80,D36在黄河三门峡水库中的腐蚀行为基本相同,它们在第1年的腐蚀速度较大,暴露1 a后腐蚀速度略有降低。0Cr13腐蚀严重,暴露8 a,发生腐蚀溃烂、穿孔现象。304和316L在三门峡水库中有很好的耐蚀性。     

常用金属紧固件在水环境中的腐蚀行为

通过组装试样的现场暴露试验,获得了4种常用金属紧固件在4个水环境试验点暴露2 a的腐蚀结果。结果表明,碳钢紧固件在武汉长江和察尔汗盐湖中的腐蚀较轻,在海水环境中腐蚀严重;304和316不锈钢紧固件在武汉长江中暴露2 a无明显可见的腐蚀,在察尔汗盐湖中有轻微的点蚀和缝隙腐蚀,其垫圈在海水全浸区缝隙腐蚀严重,在飞溅区腐蚀较轻;在水环境中镀锌紧固件的腐蚀比碳钢紧固件轻,但两者的腐蚀差别较小。     

储罐用钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究

目的对比研究三种油气储罐在水压试验时的腐蚀行为特征。方法选用9Ni钢、Q235碳钢、304L不锈钢储罐用材料以及3.5%NaCl模拟海水溶液,采用开路电位、电化学阻抗谱、动电位极化曲线测试方法研究三种储罐用钢在模拟海水中的电化学腐蚀特征,同时结合浸泡质量损失试验和微观腐蚀形貌进行分析。结果 9Ni钢、Q235碳钢、304L不锈钢稳定后的开路电位(vs.SCE)分别为-0.55、-0.64、-0.10m V,Rt值分别为2 792、1 765、125 100,平均腐蚀深度分别为0.070 6、0.160 3、0.002 5 mm/a。微观腐蚀形貌显示,9Ni钢和Q235碳钢表面发生明显的腐蚀,而304L不锈钢只发生轻微的点蚀。结论在3.5%NaCl模拟海水溶液中,304L不锈钢最耐腐蚀,Q235碳钢最易腐蚀,9Ni钢居于两者之间。因此在9Ni钢和Q235碳钢储罐海水试压过程中需要采取临时保护。     

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。     

35Cr2Ni4MoA材料表面碳化钨处理耐蚀性研究

目的对比研究35Cr2Ni4Mo A材料的传统镀硬铬和碳化钨WC-10Co-4Cr两种表面处理的耐蚀性能,方法开展35Cr2Ni4Mo A材料两种表面处理的实验室加速腐蚀环境试验,研究两种表面处理腐蚀行为特点。加速腐蚀试验共8个周期,通过蚀坑深度、腐蚀面积、单位面积腐蚀数量等描述35Cr2Ni4Mo A材料表面腐蚀情况。结果试验结果表明,35Cr2Ni4Mo A材料采用碳化钨WC-10Co-4Cr表面处理相较于传统镀硬铬表面处理的耐蚀性好。结论碳化钨WC-10Co-4Cr表面处理有效提高海洋环境下35Cr2Ni4Mo A材料表面耐蚀性能。     

炼化装置停工氮气保护与气相缓蚀剂保护效果研究

模拟炼化企业停工装置内潮湿环境,通过3D腐蚀轮廓扫描、X射线衍射和腐蚀失重等手段开展了20#、16MnR、Cr5Mo和304等4种典型材质的氮气置换保护和气相缓蚀剂辅助保护效果研究。结果表明,在氧含量为0. 5%的氮气保护环境中,碳钢(20#、16MnR)和铬钼钢(Cr5Mo)仍存在一定的腐蚀,气相中试样有明显的蚀坑和溃疡状腐蚀,液相中试样金属光泽不见,局部有腐蚀坑,腐蚀产物主要是疏松的FeOOH和致密的Fe_3O_4;不锈钢(304)无论在气相还是液相中均具有较好的耐蚀性能。加入气相缓蚀剂辅助保护,气相空间的缓蚀效果显著提高,但对液相空间未见明显保护作用。     

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。     

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。     

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.     

Stainless steel corrosion scale formed in reclaimed water: Characteristics, model for scale growth and metal element release

Stainless steels generally have extremely good corrosion resistance, but are still susceptible to pitting corrosion. As a result, corrosion scales can form on the surface of stainless steel after extended exposure to aggressive aqueous environments. Corrosion scales play an important role in affecting water quality. These research results showed that interior regions of stainless steel corrosion scales have a high percentage of chromium phases. We reveal the morphology, micro-structure and physicochemical characteristics of stainless steel corrosion scales. Stainless steel corrosion scale is identified as a podiform chromite deposit according to these characteristics, which is unlike deposit formed during iron corrosion. A conceptual model to explain the formation and growth of stainless steel corrosion scale is proposed based on its composition and structure. The scale growth process involves pitting corrosion on the stainless steel surface and the consecutive generation and homogeneous deposition of corrosion products, which is governed by a series of chemical and electrochemical reactions. This model shows the role of corrosion scales in the mechanism of iron and chromium release from pitting corroded stainless steel materials. The formation of corrosion scale is strongly related to water quality parameters. The presence of HClO results in higher ferric content inside the scales. Cl⁻ and SO₄^2 − ions in reclaimed water play an important role in corrosion pitting of stainless steel and promote the formation of scales.     

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。     

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。     

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。     

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。