碳钢和耐候钢加速腐蚀实验研究

通过对Q235碳钢和09CuPCrNi耐候钢的周期浸润加速腐蚀实验所得到的锈层结构的XRD和拉曼光谱分析表明:γ-Fe2O3、γ-FeOOH和α-FeOOH是构成锈层的主要腐蚀产物.锈层中最终形成的稳定的α-FeOOH腐蚀产物所占比例和分布都将影响耐候钢的耐蚀性能.耐候钢中的Cr可在表面形成致密的氧化膜,同时Cr在缺陷处沉淀析出,可以加速锈层中缺陷的愈合,从而可抵御大气中水气及其有害离子的侵入,防止基体金属进一步腐蚀.因此,增加耐候钢中的Cr的含量将有助于提高耐候钢的耐蚀性能.     

涂膜耐候钢大气暴露及锈层结构的研究

涂膜JT345耐候钢在青岛、沈阳、北京等地大气环境下曝晒2年,表现出良好的耐腐蚀性能,采用电子探针、X射线衍射等对大气挂片锈层形貌、结构、组成进行了分析,发现JT345耐候钢表面锈层主要由γ-FeOOH、α-FeOOH和Fe3O4组成.改性涂层处理可加速耐候钢表面生成致密保护性锈层,该锈层中富集大量的Cr、Cu、P等.     

45~#钢在西双版纳大气环境下的腐蚀研究

目的研究西双版纳热带雨林地区大气环境下材料的初期腐蚀行为。方法使用45#碳钢在西双版纳大气环境下进行1年的大气暴露腐蚀试验,并利用质量损失分析、SEM、XRD和FTIR等技术,分析45#碳钢在西双版纳大气环境下暴露1年的腐蚀行为。结果 45#碳钢的腐蚀产物以γ-FeOOH,Fe(OH)3和Fe3O4为主,并有少量的α-FeOOH。结论西双版纳大气环境腐蚀性为C2级。在暴露1年的时间内,锈层化学稳定性随试验时间的延长逐渐增强,对基体的保护性逐渐加大。     

D60钢在模拟海岛环境中腐蚀产物的红外光谱研究

目的以弹药金属元件的主要材料之一D60钢为样品,在模拟海岛环境的高湿、高盐雾条件下研究D60钢的腐蚀过程。方法利用红外光谱法(IR)对腐蚀产物进行表征。结果腐蚀层中含有吸附水,在腐蚀的初期,腐蚀产物主要有γ-Fe OOH和δ-Fe OOH,但是随着腐蚀的继续,产物中出现α-Fe OOH,同时δ-Fe OOH逐渐减少至完全消失,在腐蚀的后期出现了Fe3O4,有Cl-参与下的腐蚀,腐蚀产物主要有α-Fe OOH,γ-Fe OOH和部分少量的δ-Fe OOH。结论 Cl-的加入加速了基体金属的腐蚀。     

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。     

安徽省内电网设备常用钢材大气腐蚀试验研究

目的针对在安徽省内H1、R1及T28三个站点自然环境下暴露1年后的Q235、40Cr及镀锌钢,开展腐蚀速率、腐蚀产物及腐蚀层形貌的研究,探讨其大气腐蚀机理。方法采用称量法计算腐蚀质量损失,通过光学及电子显微镜法观察腐蚀层表面及截面形貌,用电子能谱仪测试微区成分,用X-射线衍射法测试腐蚀层的物相构成。结果 Q235、40Cr的大气腐蚀产物为Fe OOH、Fe3O4、Fe(OH)3及FeSO4,镀锌钢则为Zn O及Zn SO4。Q235、40Cr腐蚀层表面分布着绒球状的α-FeOOH及片状的γ-FeOOH,镀锌钢大气腐蚀层致密,但T28站点镀锌钢表面形成点状的腐蚀坑,腐蚀防护能力降低。结论同一站点三种钢腐蚀速率大小次序为40CrQ235镀锌钢,站点R1钢的腐蚀速率最大,站点T28的腐蚀速率最小。     

两种低合金钢在深海环境下腐蚀行为规律研究

目的研究两种低合金钢材料在不同深度海水环境下的腐蚀行为规律。方法通过深海实海试验,研究10CrNi3MoV与E47两种船用低合金钢在1200、2000、3000 m深度海水环境下暴露0.5、2 a的腐蚀行为规律。借助于三维视频显微镜和XRD等技术,分别进行腐蚀形貌观察与腐蚀产物成分分析,结合腐蚀动力学数据,对比研究两者深海环境耐蚀性能的优劣。结果不同深度环境下,腐蚀产物分内外两层,锈层下表面形态相对平整,存在大量细小点蚀坑。随深度的增加,点蚀坑数量呈增加趋势。腐蚀初期,2000m腐蚀速率和点蚀深度最低,随暴露时间的推移,锈层中α-FeOOH的含量明显提升,腐蚀速率均呈下降趋势。结论10CrNi3MoV深海耐蚀性劣于E47,初期2000 m深海腐蚀性略差,深度增加有利于两者点蚀形核过程。随着时间的推移,锈层对基体具有一定的保护作用,点蚀纵深发展阻力增大。     

典型耐候钢在江津大气环境中暴晒1 a的腐蚀行为

目的 研究3种典型耐候钢在江津大气环境中暴晒1 a的初期腐蚀行为。方法 采用户外大气挂片、腐蚀质量损失、SEM、XRD、电化学等方法,研究Q355NH、Q460FRW、Q690的腐蚀速率、锈层形貌、锈层物相和锈层电阻,并与Q345碳钢进行对比。结果 耐候钢和碳钢在大气暴晒初期的腐蚀规律是一致的,Q355NH、Q460FRW、Q690和Q345碳钢的腐蚀速率分别为0.050 9、0.053 6、0.047 8、0.055 mm/a,Q690的腐蚀速率最小,约为碳钢的87%。耐候钢和碳钢的锈层都主要由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe₂O₃组成,耐候钢的锈层更致密,裂纹更少。Q355NH、Q460FRW、Q690的锈层电阻值分别为821.3、1 005、1 080?·cm²,碳钢为101.68?·cm²,耐候钢的锈层电阻值约为碳钢的10倍。Cr和Cu元素在耐候钢的锈层中富集明显。结论 耐候钢的腐蚀速率低于碳钢,3种耐候钢的耐蚀性顺序为Q690>Q355NH>Q460FRW。Cr和Cu元素在...     

模拟海洋全浸区环境下A517海工钢的腐蚀机理研究

目的 探究 A517 海工钢在海洋全浸区环境下的腐蚀机理。方法 通过模拟海洋全浸区腐蚀环境,利用失重法、SEM、EDS、XRD、电化学等测试技术,分析A517钢的腐蚀行为历程,并探讨其在全浸区的腐蚀机理。结果A517钢在厚度方向上的最大电位差为 13 mV,小于发生电偶腐蚀的最小电位差50mV,说明材料在厚度方向上的腐蚀敏感性一致。随浸泡时间的延长,腐蚀质量损失量逐渐增加,平均腐蚀速率先降低、后升高、最后趋于稳定,腐蚀速率约为 0.127 mm/a。结论 腐蚀动力初期主要是由溶解氧的极限扩散控制,后期则是腐蚀产物的氧化还原电荷转移控制。腐蚀首先在 Al₂O₃、MgO 等夹杂物处萌生扩展,腐蚀产物出现明显的分层现象,外锈层主要是疏松易脱落的γ-FeOOH,内锈层主要是致密均匀的 Fe₃O₄,同时锈层中还检测到了β-FeOOH和α-FeOOH的存在。锈层中存在大量微裂纹,削弱了产物膜的保护作用,促进了腐蚀的进行。     

浸水率对低合金钢海水腐蚀行为的影响

目的计算不同浸水率试样的平均腐蚀速率,并与全浸条件下的腐蚀行为进行对比研究。方法采用电化学测量技术,测量不同干湿循环后试样在海水中的开路电位、极化电阻和电化学交流阻抗,分析不同浸水率对低合金钢电化学性能的影响。利用三维视频显微镜观察不同浸水率试样的腐蚀形貌,采用X射线分析仪分析锈层组成。结果干湿交替条件下低合金钢的腐蚀速率比全浸条件下增大1个数量级,自腐蚀电位正移150 mV左右,极化电阻增大2个数量级;且随着浸水率增大,腐蚀速率减小,自腐蚀电位无明显变化,试验初期电阻增大,但是试验后期无明显变化。结论观察腐蚀形貌和锈层组成,全浸条件下以FeOOH为主,干湿交替条件下出现较多的Fe3O4。     

Photocatalytic remediation of γ-HCH contaminated soil induced by α-Fe2O3 and TiO2

Heterogeneous photocatalytic degradation of γ-HCH on soil surfaces was carried out to evaluate the photocatalytic effectiveness of α-Fe2O3 and TiO2 toward degrading γ-HCH on soil surfaces. After being spiked with γ-HCH, soil samples were loaded with α-Fe2O3 or TiO2 and exposed to UV-light irradiation. Different catalyst loads(0%, 2%, 5%, 7%, and 10% (wt). α-Fe2O3; 0%, 0.5%, 1%, 2% wt. TiO2) were tested for up to 7 d irradiation. The effects of soil thickness, acidity, and humic substances were also investigated. The obtained results indicated that the γ-HCH photodegradation follows the pseudo-first-order kinetics. The addition of α-Fe2O3 or TiO2 accelerates the photodegradation of γ-HCH, while the photodegradation rate decreases when the content of α-Fe2O3 exceeds 7%(wt.). The degradation rate increases with the soil pH value. Humic substances inhibit the photocatalytic degradation of γ-HCH. Pentachlorocyclohexene, tetrachlorocyclohexene, and trichlorobenzene are detected as photodegradation intermediates, which are gradually degraded with the photodegradation evolution.     

室内与实海环境中B10铜镍合金海水全浸腐蚀研究

目的研究B10铜镍合金在青岛港口海水全浸区的腐蚀规律。方法进行室内模拟海水全浸试验以及港口海域实海全浸试验,利用三维视频拍照、电化学测试和失重分析等手段,对比分析了B10铜镍合金在海水全浸环境中的腐蚀形貌、腐蚀速率以及点蚀深度。结果室内模拟环境中,随着浸泡周期增长,B10铜镍合金点蚀深度有增大趋势;实海环境中B10铜镍合金180 d腐蚀速率和点蚀深度均小于室内模拟环境;室内模拟环境中,B10铜镍合金的主要腐蚀产物为Cu_2O和Cu_2(OH)_3Cl和Cu(OH)_2组成。较高含量的Cu_2O对海生物污损起到抑制作用。结论由于海水环境不同,B10铜镍合金在室内模拟试验与实海试验中腐蚀形貌、腐蚀速率和点蚀深度均存在明显差异。     

舱外设备箱体模拟海洋大气环境中的加速腐蚀试验与结果分析

目的 研究模拟海洋大气环境对舱外设备箱体腐蚀行为的影响,为快速评价舱外设备箱体原材料、原结构、原表面技术状态改进优劣提供技术和方法支撑。方法 根据XX舱外设备箱体实际服役环境剖面、腐蚀损伤状况,制定含海水模拟、湿热、维护保养及检查阶段等3个模块的实验室模拟海洋大气环境加速谱,运用外观、扫描电镜（SEM）、金相显微镜、X射线能谱（EDS）等表征技术,研究设备箱体在12个循环周期的宏微观形貌和腐蚀产物元素含量分布,并对标准金属铝和钢的同步实验室试验与XX近海户外自然环境下的腐蚀效应进行对比。结果 12个循环周期结束后,底座铝合金严重腐蚀,呈现明显的晶间腐蚀,并产生大量腐蚀产物,腐蚀产物主要含有O、Na、Al、Si、Cl、Ca、Mn、Fe等元素,其腐蚀形貌及程度与实际服役5 a的底座一致。标准金属铝和钢加速试验120 d的腐蚀效应分别等效XX近海大气试验4.65 a和10.57 a。结论 海水模拟、湿热、维护保养及检查阶段等3个模块的实验室模拟循环试验能较好地模拟XX舱外设备箱体经历的环境,其腐蚀与实际服役环境下的腐蚀程度相近,实现了基于短期内完成3～5 a的海洋运行验证。     

pH值、硫酸根和温度对钢管管垢中铬释放的影响

以市政供水管网钢管管垢为研究对象,将垢层由外向内分为表层、硬壳层和疏松多孔层.利用SEM、BET、XRD、XPS和分形态提取等技术对预吸附Cr(Ⅵ)前后的各层管垢进行表征和分析,并探究了pH值、SO₄^2-浓度和温度对各层管垢中Cr释放的影响.结果显示,钢管各层管垢的主要成分均为α-FeOOH,吸附性能排序为表层>疏松多孔层>硬壳层,管垢中铁元素大多以三价和二价形式存在,具有一定还原性.Cr(Ⅵ)通过物理和化学吸附富集于管垢,主要以铁锰氧化物结合态存在,表层管垢富集量最大.酸性环境、SO₄^2-浓度和温度的升高均会促进Cr的释放.强酸性条件下表层Cr释放浓度为中性条件下的2.76倍;SO₄^2-浓度增加使各层管垢的Cr释放量增加0.1～0.4倍;温度升高20℃,表层管垢的Cr释放量增加26.74%.     

针铁矿对再悬浮沉积物吸附磷动力学与固体浓度效应的影响

本文以渤海埕岛油田海域沉积物为对象,通过批次实验探究了无磷（P）针铁矿对再悬浮沉积物吸附解吸P的动力学过程与吸附P固体浓度效应的影响。结果表明:针铁矿提高了沉积物吸附P的速率与容量,增大了快吸附P量占动力学平衡时吸附P量的比例。解吸动力学平衡时,沉积物解吸占预吸附P量的比例随针铁矿添加量的升高而降低,说明针铁矿不利于沉积物解吸P。固体浓度为10 g/L,2 g/L沉积物Freundlich吸附系数的比值K_F10/K_F2随针铁矿添加量的升高更接近于1,说明针铁矿削弱了沉积物吸附P的固体浓度效应。通过K_F与固体浓度（S）的关系式K_F=a*S-b,可以探讨固体浓度（S）变化对吸附可逆性的影响程度。固体浓度影响指数b随沉积物针铁矿含量升高而下降,说明针铁矿减小了固体浓度变化对沉积物吸附P可逆性的影响,使沉积物吸附P的固体浓度效应变弱,揭示了针铁矿对沉积物吸附P固体浓度效应的潜在影响机制。为不可逆性提高、固体浓度效应变弱的吸附体系提供案例。     

添加H2O2加速低合金钢海水腐蚀的主要影响因素研究

采用极化曲线、旋转圆盘电极试验和失重（质量损失）法研究了低合金钢在添加了H。o：的海水中腐蚀加速的主要影响因素。结果发现低合金钢在添加H2O2的海水中腐蚀加速主要受到了H2O2浓度、温度、搅拌速度和H2O2添加周期的影响。研究表明,搅拌速度不变、H2O2添加周期相同的条件下,在H2O2浓度为0．8mol／L的70℃海水中,低合金铜的腐蚀加速最显著;在试验的转速范围内,加速作用随搅拌速度增大变得更为显著;H2O2加入后350min内加速作用较明显。     

深度调峰长期服役TP347H钢管内壁氧化皮结构与形成机理

目的 掌握和应对深度调峰带来的新的安全隐患,对某深度调峰超临界机组的高温过热器和屏式过热器TP347H钢管内壁氧化皮开展研究。方法 采用物相成分测试和显微组织分析相结合的方法,探讨氧化皮的结构及其形成机理。结果 中间气孔层将氧化皮分为内外2层,外层为Fe2O3,结构疏松;内层较致密,主要为(Fe, Ni)Cr2O4,其中部分晶界富Cr相与含氧水蒸气反应、气化,形成气孔。含氧水蒸气通过气孔向钢基体扩散,并与其中的Cr反应,形成不连续的Cr2O3薄层。钢中的Fe原子通过Cr2O3薄层的缝隙扩散至内外层氧化皮界面,氧化形成Fe2O3,促进外层氧化皮的生长。结论 深度调峰促进了管道内壁氧化及氧化皮中气孔的形成,同时在外层氧化皮表层诱发微裂纹,促使氧化皮剥落。     

碱性添加剂对γ-FeOOH脱除H_2S的影响研究

采用氧化法在温和条件下制备了γ-FeOOH,并对其进行XRD,FTIR,SEM,TEM及TG/DSC等表征。将制备的γ-FeOOH进行脱除H2S实验,发现低温氧化法制备的γ-FeOOH具有很好的脱硫精度(<0.1×10-)6。在此基础上,研究了KF、K3PO4和NaOH三种碱性添加剂对γ-FeOOH脱硫的影响,实验结果表明:上述三种物质在不改变γ-FeOOH脱硫精度的同时,都能够提升γ-FeOOH的硫容,其中KF的作用最为明显,可以使γ-FeOOH的硫容增加到330mg/g。     

4种纳米氧化铁对大型蚤的急性毒性

为了评价纳米氧化铁材料的水生态安全性,参照国家化学品生态毒性测试标准方法(GB/T13266-91),以大型蚤(Daphniamagna)为受试生物,研究了4种纳米氧化铁水悬浮液(nα-FeOOH:针状,15 nm;nFe3O4:球形,9 nm;nα-Fe2O3:近球形和纺锤形,40 nm;nγ-Fe2O3:针形和近球形,22 nm)对水生甲壳类动物大型蚤的毒性效应。结果显示,4种纳米氧化铁水悬浮液对大型蚤活动抑制的48 h EC50值分别为:0.267、0.097、3.717 mg/L,>100.0 mg/L。据此可得到4种氧化铁纳米材料的毒性大小顺序为:nFe3O4>nα-FeOOH>nα-Fe2O3>nγ-Fe2O3。通过对4种纳米氧化铁水生态安全性的初步评价,表明人工纳米材料的生态毒性和环境效应不容忽视,应重视并深入研究其制毒作用机制。