热带海洋大气环境下X70管线钢的缝隙腐蚀行为研究

目的研究X70管线钢在热带海洋大气实海环境下的缝隙腐蚀行为。方法在距离湛江东海岛海岸50m和200 m处分别搭建楔型缝隙模型,安装大气环境Cl-收集装置和自动气象监测站。结果距离海岸越近,风速越大,大气中Cl-沉降速率也越大,X70管线钢缝隙腐蚀越严重。X70管线钢在距离海岸50 m处发生缝隙腐蚀的最大缝宽约为0.96 mm,200 m处最大缝宽约为3.75 mm,50 m处缝隙腐蚀更严重。结论缝隙腐蚀区域形成了氧浓差电池,同时随着缝隙液中Cl-向缝隙内迁移,发生闭塞区电池自催化过程,在二者共同作用下,缝隙腐蚀区域较非缝隙腐蚀区域腐蚀更严重。     

螺纹接头处拉应力作用下的缝隙腐蚀行为

目的 研究N80钢在高温高压中缝隙和应力耦合作用下的腐蚀行为,为油井管的选材和螺纹选型提供参考。方法 以油管螺纹接头为研究对象,在高温高压釜模拟地层环境,采用电化学方法和表面分析技术,研究N80钢在缝隙单因素作用下和缝隙-应力耦合作用下的腐蚀行为。结果 仅有缝隙作用24 h后,缝内存在大量腐蚀产物堆积,缝外几乎没有腐蚀产物。40 ℃时的凹槽深度为17.2 μm,而70 ℃时的凹槽深度则达到82.7 μm。在缝隙和应力耦合作用24 h后,在缝隙口处发现有腐蚀产物堆积,缝隙内腐蚀程度比缝隙外腐蚀程度更为严重。40 ℃时,弹性形变试样的缝隙口处凹槽深度约为35.3 μm,塑性形变的试样缝隙口处凹槽深度约为41.3 μm;而70 ℃时,发生弹性变形和塑性变形的试样缝隙口处凹槽深度则分别为143.7 μm和243.9 μm。结论 缝隙和应力耦合作用使缝隙口处凹槽的深度加深,且深度随着腐蚀时间和温度的增加而增大,塑性形变时凹槽深度最大。这表明应力的施加会加剧N80钢的缝隙腐蚀,导致形成更深的腐蚀凹槽,这反过来又会导致应力的进一步集中,应力腐蚀风险增加。因此,缝隙和应力对N80钢在高温高压地层水环境中的腐蚀具有协同作用。     

基于数据分析的大气腐蚀等级细化研究

目的提出一种基于数据分析的方法对大气腐蚀等级进行细化。方法以碳钢为例,采用有序样本聚类方法,对国内大气腐蚀试验站多年积累的腐蚀速率进行分析,将大气腐蚀等级细化为10级。在此基础上,根据腐蚀速率以及相应大气环境中的二氧化硫浓度、氯离子浓度、润湿时间的数据,采用反距离加权插值法,并结合ISO 9223—2012标准获取等级细化后的碳钢大气腐蚀性等级估计表。结果经过细化之后的大气腐蚀等级10级分级结果为0~8μm/a(C1),8~25μm/a(C2),25~40μm/a(C3),40~50μm/a(C4),50~60μm/a(C5),60~75μm/a(C6),75~90μm/a(C7),90~100μm/a(C8),100~200μm/a(C9),200~700μm/a(C10)。结论该10级分级法将大气腐蚀等级划分得更为细化。     

曝晒位置对纯铜热带海洋大气环境腐蚀性能的影响研究

目的研究不同离岸曝晒位置对纯铜热带海洋大气环境腐蚀性能的影响。方法通过对T2铜在三亚热带海滨离岸不同距离进行24个月的大气曝晒试验,结合大气Cl~-在相应位置的沉积量及湿度变化情况,并采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪和XRD等对其腐蚀产物形貌、成分和物相进行分析。结果 T2铜热带海洋大气腐蚀以均匀腐蚀为主,其平均腐蚀速率随离岸距离的增加、曝晒时间的延长而下降。腐蚀产物为双层结构,外层为具有疏松结构的绿色Cu_2(OH)_3Cl,内层为致密的Cu_2O。随着离岸距离的增加、暴露时间的延长,试样表面电解液介质中Cl~-浓度越大,T2铜腐蚀产物中Cu_2(OH)_3Cl含量增加,但腐蚀产物生成主要以Cu_2O相为主。结论腐蚀速率与盐雾沉积量与离岸距离变化关系存在差异,盐雾沉积量先升后降,在离岸80 m处有最大值,由于大气相对湿度的影响,导致T2铜腐蚀速率在离岸0 m处有最大值,在离岸80 m处有极大值。     

飞机用7B04铝合金缝隙腐蚀试验及仿真研究

目的开展飞机用7B04铝合金缝隙腐蚀仿真研究,理解缝隙腐蚀机理,找出影响缝隙腐蚀的关键因素。方法分析缝隙腐蚀类型,开展缝隙腐蚀试验,建立缝隙腐蚀数学模型,选择合适的边界条件,利用有限元法进行仿真计算。结果缝隙内pH值分布计算结果与试验测量值一致,缝隙口与外部液体/大气连接时,缝隙内溶液分别呈酸性或碱性。缝隙口溶液电势较低,缝隙口附近的铝合金腐蚀较快,含Al腐蚀产物多集中在缝隙口附近。缝隙宽度在0.1~0.3 mm范围内变化不影响铝合金腐蚀速率;缝隙深度增加,缝隙口与底部溶液电势差增大,铝合金腐蚀面积增大,但铝合金最大腐蚀电流密度不变。电位升高,缝隙内铝合金的腐蚀加剧,电位提高10 m V,腐蚀24 h后缝隙内铝合金界面的腐蚀电流密度增加59倍,Al(OH)_2Cl的最大浓度为自然电位下的30倍。结论缝隙腐蚀主要受缝隙外部阴极还原反应影响,电位对铝合金缝隙腐蚀的影响最大,飞机结构中应避免高电位材料同铝合金直接接触。     

铜在0.5 mol/L NaCl溶液中的缝隙腐蚀现象探讨

采用电化学测量技术和原子力显微镜(AFM)研究室温含氧或无氧0.5 mol/L NaCl水溶液中铜的缝隙腐蚀现象.结果表明,铜发生缝隙腐蚀的过程中,金属腐蚀电位朝负移动,至一最低值并保持不变.同时,观察到铜缝隙腐蚀形态与通常的不锈钢缝隙腐蚀现象不同,即缝外腐蚀严重,缝内腐蚀相对较轻或几乎没有.发生这种现象主要是由于形成了金属离子浓差电池引起的.     

南海岛礁环境下304不锈钢腐蚀行为分析

目的 研究304不锈钢材料在南海岛礁大气、飞溅、潮差和全浸区环境下暴露0.5 a的腐蚀行为与规律.方法 通过实海环境适应性试验,获取304不锈钢材料在南海岛礁环境下的腐蚀数据.通过腐蚀形貌观察,明确304不锈钢的主要腐蚀形式.通过电化学测试分析,评价304不锈钢耐蚀性能,阐明其腐蚀机理.结果 304不锈钢在南海岛礁环境下以点蚀为主,4个区带的平均腐蚀速率分别为0.8、1.1、1.3、3.2μm/a,平均点蚀深度分别为13.57、15.26、18.62、2.43μm,最大点蚀深度分别为28.85、35.63、32.93、40.25μm.交流阻抗和Mott-Schottky曲线测试结果显示,四个区带试样的电荷传递阻抗分别为1.27×107、8.76×106、7.35×105和5.76×105?·cm2,载流子含量分别为6.56×1022、1.01×1023、2.80×1023和4.15×1023 cm?3.在全浸环境下,304不锈钢钝化膜破损最严重,耐蚀性下降最大.结论 在大气区和飞溅区,304不锈钢以点蚀为主,并在固定部位伴随有轻微缝隙腐蚀;在潮差区和全浸区,由于钙镁沉积物和海生物附着,304不锈钢表面形成大量Cl?饱和、低溶解氧浓度的腐蚀微电池环境,发生了严重的局部腐蚀,且以全浸区最为严重.     

变电站常用金属的大气腐蚀行为及其防护

综述了变电站常用金属的腐蚀类型及研究现状。对于不锈钢、铝及铝合金,海洋大气中的Cl~-引起钝化膜破裂,当其浓度超过临界浓度[Cl~-]_(pit),发生点蚀。对于铜及铜合金,工业大气中的SO~2腐蚀作用极为明显。对于锌及锌合金,Cl~-增强表面薄液膜的导电性从而加剧其腐蚀。因此,高润湿时间和高Cl~-是滨海变电站大气腐蚀的主要原因。     

不锈钢在西太平洋深海环境中腐蚀规律研究

目的 研究不锈钢在西太平洋海域深海环境中的腐蚀规律。方法 采用深海高效串型试验装置对304不锈钢和316L不锈钢在西太平洋深海环境中进行深海实海腐蚀试验,分析不锈钢的腐蚀形貌、腐蚀速率和点蚀深度规律等,研究2种不锈钢在500、800、1 200、2 000 m海深下的腐蚀规律。结果 304不锈钢与316L不锈钢腐蚀质量损失主要由缝隙腐蚀引起,316L不锈钢的腐蚀程度总体上低于304不锈钢,304不锈钢的腐蚀速率低于0.4 mm/a,316L不锈钢的腐蚀速率低于0.25 μm/a。深海环境中,304不锈钢的腐蚀产物主要是α-Fe2O3、γ-FeOOH、γ-Fe2O3,316L不锈钢的腐蚀产物主要是α-FeOOH、γ-FeOOH、γ-Fe2O3。结论304不锈钢和316L不锈钢在西太深海环境中使用过程中应避免缝隙的形成,降低其发生缝隙腐蚀和点蚀的概率。     

热带岛礁大气环境车辆装备腐蚀规律与防护设计及控制措施

目的 提高车辆装备在热带岛礁大气环境中的耐腐蚀性能,为车辆装备在热带岛礁大气环境长期稳定的服役提供防腐蚀设计与改进依据。方法 通过对岛礁大气环境特点的分析和典型车辆装备腐蚀规律研究与总结,制定相应的腐蚀防护设计及措施,并在车辆装备上进行应用与验证。结果 根据腐蚀特点,车辆装备划分为结构类腐蚀、电气类产品腐蚀、材料和涂层腐蚀等4类,其中,结构类腐蚀是最主要的腐蚀行为,结构类腐蚀类型主要包括缝隙腐蚀、电偶腐蚀、应力作用下腐蚀、磨损腐蚀、结构外形及空腔结构造成的腐蚀等。根据腐蚀环境进行划分,将整车划分为舱外完全暴露结构区域、底盘底部区域、发动机舱区域和舱内区域等4个腐蚀区域。在车辆装备上采取相应的腐蚀防护设计与措施,包括典型结构类防腐蚀设计、电气类产品腐蚀防护设计、材料与涂层搭配选用、维护保养和腐蚀监测措施,在热带岛礁大气环境中取得了良好的应用验证效果。结论 根据不同腐蚀类型,采取相应的结构类、电气类产品,材料与涂层合理搭配选用等腐蚀防护设计,加严环境试验考核,以及维修维护、腐蚀监测等腐蚀控制措施,车辆装备在热带岛礁环境中将取得长效且良好的环境适应性。     

湛江临海区域氯离子沉降速率对比研究

目的研究热带海洋大气环境中SVCl^-的影响因素及变化规律。方法在湛江市临海陆地区域,通过湿烛法采集SVCl^-样品,利用Cl^-选择电极分析样品Cl^-含量,获得SVCl^-。分析热带海洋大气环境SVCl^-与地理位置、温度、湿度等环境因素的相关性。结果地理位置对SVCl^-影响显著,在风大、浪高海区的临海区域,SVCl^-是风小、浪平的湾内临海区域的1~7倍。随距海距离的增加,SVCl^-逐渐下降,距海距离50 m处的SVCl^-是距海距离200 m处的7倍左右。温湿度对SVCl^-影响显著,在低温干燥的冬季,温度升高,SVCl^-增加;湿度升高,SVCl^-降低。在温度逐渐升高、湿度逐渐增大的春季,在距海距离150 m内,SVCl^-的变化幅度较小,且与温度、湿度变化的相关性不大;在距海距离200 m处,SVCl^-随温度升高、湿度增大而增大。结论相距较近但处于不同临海位置区域的氯离子沉降速率有可能相差较大,氯离子沉降速率受临近海区海况条件,盛行风向等因素影响。     

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。     

不同港口海域铝合金腐蚀行为研究

目的获得1060铝合金和5083铝合金在不同港口海域的腐蚀规律。方法采用实海试验方法获得材料表面的腐蚀形貌及腐蚀速率,并利用腐蚀图像处理技术分析海生物覆盖状态。结果不同海域铝合金试样表面附着海生物种类不同,青岛海域试样表面主要附着牡蛎,舟山海域试样主要附着藤壶和海藻,三亚海域主要附着藤壶和牡蛎。1060铝合金和5083铝合金在不同海域海水中以点蚀和缝隙腐蚀为主,海生物附着对铝合金腐蚀有明显影响,较严重的腐蚀点出现在牡蛎或藤壶下面及边缘。三海域中两种铝合金在舟山海域的腐蚀速率最大,三亚海域次之,青岛海域最小。不同海域铝合金试样表面海生物覆盖面积不同,三亚海域试样表面海生物覆盖面积百分比最大,青岛海域次之,舟山海域最小。结论由于海水环境不同,青岛、舟山及三亚海域铝合金试样表面海生物种类以及海生物覆盖面积明显不同,海生物的附着在一定程度上减缓了铝合金的腐蚀,另外也使得铝合金更易产生缝隙腐蚀和点蚀。     

镍基和铁镍基合金在不同海域海水中的腐蚀

通过现场暴露试验。获得了5种镍基和铁镍基合金在青岛、厦门和湛江海域的潮汐区和全浸区暴露4年的腐蚀结果，总结了它们在不同海域海水中的腐蚀行为。镍基和铁镍基合金在不同海域的海水中有相同的腐蚀行为。镍基和铁镍基舍金在海水潮汐区和全浸区的腐蚀有随试验地点的海水温度上升而加重的趋势。镍基和铁镍基合金在潮汐区的腐蚀比全浸区轻。NS112在海水中的耐蚀性很差。NS335、NS336、GH3128有很好的耐蚀性。GH181在海水中有很好的耐点蚀性能．但耐缝隙腐蚀性能较差。     

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。     

金属材料在盐湖卤水中的耐蚀性

通过现场暴露试验获得了12种典型金属材料在盐湖卤水中暴露181d、415d和810d的腐蚀结果,讨论了它们在卤水中的耐蚀性。TH200、QT500-5、Q235和16Mn在盐湖卤水中的耐蚀性较好。QT500-5的耐蚀性好于TH200。304、316L和430不锈钢在盐湖卤水中发生较轻的点蚀和缝隙腐蚀,耐蚀性较好;其耐蚀顺序为316L>304>430。T2、QSi3-1在盐湖卤水中有好的耐蚀性。L6、6066和LC4(BL)在盐湖卤水中发生严重的点蚀和缝隙腐蚀,耐蚀性差。     

三种流速下高强钢与微弧氧化钛电偶腐蚀研究

目的研究三种流速下微弧氧化钛和高强钢的电偶腐蚀行为。方法在面积比为1:1情况下进行1,3,7 m/s流速下的电化学测试和电偶腐蚀试验研究。结果随着流速的增大,偶合电流、总腐蚀速率和电偶腐蚀速率增大。当流速为7 m/s时,高强钢总腐蚀速率和电偶腐蚀速率分别达到8.64 mm/a和0.39 mm/a,与静态相比分别增大146倍和15.6倍,与1 m/s流速下相比分别增大8.6倍和5倍。结论在面积比为1:1时,冲刷腐蚀速率远大于电偶腐蚀速率。