赵景茂[1]2001年在《碳钢在NaHCO_3-NaCl体系中的局部腐蚀行为与机理研究》文中认为本文针对碳钢管线在油气生产、集输过程中暴露出的局部腐蚀问题开展了研究。选择了NaHCO_3-NaCl溶液作为研究介质，系统研究了侵蚀性离子和缓蚀性离子对点蚀的影响，分析了腐蚀产物对腐蚀的促进作用。使用蚀孔模拟溶液，研究了腐蚀的阴极和阳极过程。在腐蚀机理研究的基础上，结合油田实际腐蚀案例，分析了各种因素的影响，建立了预测气井腐蚀的数学模型。 1．研究了A_3钢在不同浓度NaHCO_3溶液中，电极阳极极化曲线的特征以及表面氧化物的成分。结果表明，所有的曲线上都出现了两个阳极电流峰和两个钝化区。在低浓度NaHCO_3溶液中(小于0.2mol／L)，两个阳极峰离得很近，使得第一个钝化区不明显。当NaHCO_3浓度超过0.2mol／L后，第一个钝化区变得比较明显，而且第二个电流峰变得很小。根据XPS分析的结果，当极化电位较负时，电极表面形成FeO、FeCO_3，当极化电位较正时，表面生成FeOOH、Fe_3O_4、Fe_2O_3。第一个电流峰的形成是由于发生了铁的阳极溶解反应与生成FeO／FeCO_3，反应竞争的结果，在第二个电流峰主要发生的反应是FeCO_3被氧化成Fe_3O_4和FeCO_3的溶解反应。 2．当HCO_3~-离子浓度低于0.1mol／L时，HCO_3~-具有侵蚀性，它能与碳钢表面上的FeCO_3反应，使碳钢产生点蚀；当浓度高于0.1mol／L后，HCO_3~-具有保护作用，能使碳钢钝化，然而钝化性能较差，当体系中含有C国~-、SO_4~(2-)等侵蚀性离子后，容易造成点蚀。 3．在NaHCO_3-NaCl溶液中研究了六种缓蚀性阴离子对碳钢小孔形核的抑制作用。其抑制作用的强弱有以下顺序：Cr_2O_7~(2-)＞PO_4~3＞No_2>MoO_4~(2-)＞B_4O_7~(2-)≈WO_4~(2-)。这一结果可以用阴离子在表面活性点与氯离子发生竞争吸附从而抑制氯离子导致的小孔形核来解释。 4．着重研究了叁种离子对小孔生长的影响以及作用机理。结果发现，PO_4~(3-)和北京化工大学博士学位论文MoO42-离子能够起抑制作用，而CrZO?，一起促进作用。这一结果可以用它们对点蚀孔内溶液pH值的影响来解释:PO43一和MoO42一进入闭塞区后，能够阻止蚀孔内pH值的下降，而CrZO户离子使蚀孔内pH值降低，酸性增强，促进点蚀的扩展。 5.碳钢在含有高浓度HCO3‘、Cl一以及低浓度CaZ一离子的溶液中会产生严重的点蚀。其原因在于碳钢表面形成的腐蚀产物/垢不致密，在有产物覆盖的地方成为阴极，而裸露的区域成为阳极，由于该电池具有大阴极一小阳极的结构，造成了严重的局部腐蚀。根据腐蚀电化学原理，推导出了形成电偶电池后阳极溶解电流密度的表达式为: 几八1+刀eeXP(E。一E。刀。 、，尹Sc一Sa 广‘ f .宁乙 一一 a ;‘ 6.A3钢在蚀孔模拟溶液中的腐蚀过程由阴极氢离子的扩散步骤控制，阴极去极化起着主要作用。阳极溶解过程遵循着Boc衬15机理。在模拟溶液中的腐蚀不存在临界pH值及临界盐浓度，腐蚀速度(Vc)的对数与pH值呈线性关系: 109价=0.968一O.444PH 该公式表明，蚀孔内溶液pH的稍微变化，都会对腐蚀速度带来明显的影响。 7.溶解氧和pH值对碳钢在油田产出水中的腐蚀有很大的影响。提高pH值、降低氧含量可以控制碳钢的腐蚀。然而pH值超过8.5后，易引起碳钢的缝隙腐蚀。因此产出水的pH值应控制在一个最佳的范围内，以不超过8.5为宜。这一结论对油田生产具有重要的指导意义。 8.利用灰关联和神经网络分析了影响碳钢在气井和注水井中腐蚀的主要因素。结果表明注入水中Cl一离子、02、HCO3一、TGB(腐生菌)含量是影响腐蚀的主要因素;气井中气体流速、COZ分压以及水相中HCO3一离子含量是决定腐蚀的主要因素，腐蚀速度的对数分别与气体流速、COZ分压的对数之间存在着线性关系。在综合考虑了流速以及分压的影响后，建立了预测碳钢在中原油田气井中腐蚀速度的公式，与实际测量值有较好的一致性。 logVe一2.271+1.225 109(尸SOpeo20’8)关键词碳钢，局部腐蚀，NaHCO3一NaCI溶液，机理研究
唐聿明[2]2004年在《碳钢在含氯离子溶液中的孔蚀早期电化学行为特征》文中研究说明碳钢是最重要的工程材料之一,局部腐蚀穿孔则是钢结构的主要破坏形式之一,然而关于碳钢孔蚀早期阶段的研究目前还较少。本文主要研究A3碳钢在含Cl~-的NaNO_2和NaHCO_3溶液中慢速电位极化下的电流波动曲线,并结合回扫极化曲线、交流阻抗及扫描电镜等手段,研究碳钢发生亚稳孔和稳定孔时的电化学行为,以及表面所造成的孔蚀损伤情况。 1.研究了A3碳钢在NaNO_2+NaCl溶液中的电流波动,发现,电流波动具有明显的快速上升、缓慢下降的特点,表明碳钢表面活性点溶解较快,再钝化速率较慢。电流波动的结果,造成碳钢表面微米级的亚稳孔发生,每个小孔均是由若干更小的小孔构成。Cl~-浓度增加,亚稳孔电位E_m往负方向移动,说明Cl~-促进亚稳小孔的发生。恒电位极化时,电位升高,电流波动峰的峰值和峰频均增加,说明电位升高促使孔活性溶解速率增加,并能激活更多的活性点,使孔诱发速率增加。 2.研究发现,A3碳钢在NaHCO_3+NaCl溶液中发生亚稳态孔蚀时电流波动也具有明显的快速上升、缓慢下降的特点。亚稳孔开始出现电位E_m和稳定孔蚀电位E_b均服从正态分布。恒电位极化时,当电位高于E_m而大大低于E_b时,电流波动保持一定时间后会最终消失,产生微米级的小蚀孔。而当电位接近E_b极化时,一段时间的波动后电流会迅速上升,亚稳孔最终转变为稳定蚀孔。亚稳态孔蚀产生的频率随时间延长逐渐降低,与电位变化关系不大。 3.研究了NO_3~-、SO_4~(2-)、CO_3~(2-)、NO_2~+、MoO_4~(2-)和PO_4~(3-)6种阴离子对碳钢在NaHCO_3+NaCl溶液中孔蚀及亚稳态孔蚀的影响。发现,NO_3~-大大促进碳钢孔蚀的发生,SO_4~(2-)、CO_3~(2-)、NO_2~-、MoO_4~(2-)和PO_4~(3-)5种离
叶明阳[3]2011年在《激光电子散斑干涉技术研究典型金属的腐蚀行为》文中进行了进一步梳理本文采用激光电子散斑干涉技术（ESPI）、恒电位计时电流、电化学阻抗谱（EIS）和动电位线性扫描，研究了碳钢在含有不同浓度的钙离子的NaHCO_3-NaCl-CaCl_2溶液中的腐蚀行为；采用了一种用ESPI结合动电位扫描测量金属点蚀电位方法来研究304不锈钢的点蚀敏感性。主要研究内容和研究结果如下：通过计时电流法分析得到的平均腐蚀速率的大小和试样表面蚀坑分布的形貌分析以及电化学阻抗谱分析极化后的电荷转移电阻的大小，研究了不同的Ca~(2+)离子浓度对碳钢腐蚀行为的影响。结果表明，Ca~(2+)离子浓度在0~640mg/L范围内形成的碳酸钙层的对碳钢的腐蚀有着抑制的作用，当溶液中的Ca~(2+)离子浓度为640mg/L时，极化曲线测得的平均腐蚀速率为3.253E-4A/cm~2，电化学阻抗测得的电荷转移电阻为29.480kΩ·cm~2，电极表面的损伤度为2.791，碳钢在此溶液中的腐蚀最轻微。通过分析电子散斑干涉图上干涉光斑出现时间(点蚀感应时间)的大小来评价试样在溶液中的耐点蚀性。当溶液中无Ca~(2+)离子时，点蚀感应时间最小为88s，耐点蚀性最差；当Ca~(2+)离子浓度为0~640mg/L时，点蚀感应时间随着Ca(2+)离子浓度的增大而增大，耐点蚀性逐渐增大；当Ca~(2+)离子浓度为2560mg/L时，点蚀感应时间为93s，比640mg/L时的点蚀感应时间(104s)小，说明碳钢的耐点蚀性减小，但仍大于无Ca~(2+)离子时的耐点蚀性。采用电子散斑干涉技术结合动电位线性扫描测点蚀电位(Eb′)和电化学阻抗谱技术来研究304不锈钢在不同Cl-浓度、温度、pH值的NaCl溶液中的点蚀敏感性。研究表明：随着溶液中Cl-浓度、溶液温度的增大，不锈钢的点蚀敏感性越大，随着溶液pH值的增大，不锈钢的点蚀敏感性变小。并且在Cl-浓度在0.01%~1%时，Eb′值随Cl-浓度的增大迅速负移，当Cl-浓度较高时，E-b′值随Cl浓度的增大而缓慢负移，说明Cl-浓度较高时，Cl-的浓度对不锈钢点蚀敏感性的影响已经较小；当2<pH<7时，Eb′正移的幅度平缓，点蚀的敏感性变化不大；当1<pH<2、9<pH<14时，Eb′正移的幅度较大，说明溶液pH值对电极点蚀的敏感性的影响主要集中在此区域。
胡骞[4]2011年在《缝隙腐蚀的电化学噪声特征及机理研究》文中进行了进一步梳理缝隙腐蚀是一类广泛发生并对金属材料产生巨大危害的局部腐蚀。几乎所有的金属都能够发生缝隙腐蚀,几乎任何腐蚀性介质都能造成金属材料的缝隙腐蚀。因此,很早就对缝隙腐蚀的机理进行了研究。目前对于缝隙腐蚀的机理还缺乏足够深入的理解。电化学噪声技术作为一种原位无损的测试技术,在测试过程中对被测体系无须施加任何可能改变腐蚀电极过程的外界扰动,能够反映材料腐蚀的真实情况,既能够用于实验室研究缝隙腐蚀的机理又能够作为监测手段运用于现场监测。因此,运用电化学噪声并结合其他手段研究不同金属在不同介质中的缝隙腐蚀行为,对深入了解缝隙腐蚀机理,进而发展对缝隙腐蚀的发生发展过程的实时监测技术具有重要的理论与现实意义。本论文选择了叁种典型的腐蚀体系,即碳钢(Q235)/NaHCO3(0.5M)-NaCl(0.1M)溶液,不锈钢(13Cr)/3.5% NaCl溶液和碳钢(X52)/CO2饱和的HAc (600mg/L)-NaCl (0.1M)溶液,包含了碱性(pH=8.3),近中性(pH=6.7)和酸性(pH=3.4)腐蚀介质以及钝化体系和活性溶解体系。通过电化学噪声、动电位扫描和电化学阻抗,并结合扫描电镜(SEM)等微观分析方法,研究了缝隙腐蚀行为及其机理。主要研究结果如下：Q235碳钢在NaHCO3-NaCl溶液中的缝隙腐蚀行为可以分为3个阶段：孕育期、转化期和稳定发展期。随着缝外缝内电极面积比r的增大,缝隙腐蚀孕育期延长。但是当r较小(r为1和10)时,在缝隙腐蚀发生后,缝隙外电极表面处于活性溶解状态,导致偶合电位显着负移,缝隙内外电位差很小,缝隙内电极腐蚀速度也相对较小；当r很大(r=160)时,在缝隙腐蚀发生后,缝隙外的电极表面仍处于一种钝化状态,偶合电位负移较小,缝隙内外电位差大,最终将导致严重的缝隙腐蚀。13Cr不锈钢在NaCl溶液中的缝隙腐蚀行为可以分为3个阶段：孕育期、快速发展期和稳定发展期。r值越大,孕育期时间越长,但是一旦孕育期结束,缝隙腐蚀将以更大的速度发展。缝隙宽度(α)越大,则缝内溶液越多闭塞效应越弱,酸化效应越慢,因而腐蚀速率比小α值时更小。缝隙腐蚀开始于缝隙底部,并逐步向其他区域发展。当缝内pH值较低,电位较低时,氢离子能够在电极上未腐蚀的区域上还原,缝内有氢气析出,长时间偶合后可见缝口处有明显的腐蚀产物堆积。在上述两种钝化体系的缝隙腐蚀电化学噪声研究中,主成分分析／分层聚类分析(PCA/HACA)能够自动且准确地区分金属发生缝隙腐蚀的叁个阶段,聚类结果同电化学噪声时域谱分析结果相一致。X52碳钢在饱和CO2的NaCl-HAc溶液中的缝隙腐蚀电化学噪声时域谱没有明显的阶段性。缝内会发生氯离子富集及pH上升,随着α值的减小,这种变化更加明显。当缝内外电极未偶合时,缝内电极的阴极过程被显着抑制而阳极过程被略微促进,这导致了腐蚀电位负移而腐蚀速率较小。当缝内外电极偶合之后,随着腐蚀的进行,由于传质过程的困难导致了缝内化学环境的变化(碱化和氯离子富集),于是缝内电极自腐蚀电位负移而缝外电极自腐蚀电位正移,形成了偶合效应。此时缝内电极作为阳极其腐蚀速率增大,而缝外电极作为阴极其腐蚀速率减小。
王佳妮[5]2013年在《几种钢材小孔腐蚀早期电化学行为的研究》文中研究说明孔蚀由于其隐蔽性强、随机性大以及破坏性大等特点，成为很多钢材腐蚀失效的主要原因之一，因此研究孔蚀的早期行为对于孔蚀的预测及控制具有很重要的理论和现实意义。本文利用慢速动电位极化、恒电位极化、Mott-Schottky曲线、交流阻抗等方法研究了Q235碳钢、X70碳钢、工业纯铁和316L不锈钢四种材料在含氯离子（Cl-）的溶液中的小孔腐蚀早期行为与特征，探讨了不同材料的亚稳态孔蚀电位Em与稳定孔蚀电位Eb之间的关系；研究了Cl-浓度对Q235碳钢的E_m和Eb值的影响；统计分析了亚稳小孔的生长速率、再钝化速率及形核率的变化规律；并比较了Q235碳钢在含Cl-的NaHCO_3和NaNO_2两种溶液中电流波动和电化学参数的差别。所得主要结论如下：（1）Q235碳钢、X70碳钢、工业纯铁和316L不锈钢四种金属材料在不同含Cl-溶液中的亚稳态孔蚀电位Em和稳定孔蚀电位Eb均符合良好的线性关系：E_b=a+bE_m，当溶液中Cl-浓度在一定范围内改变时，E_m、E_b值的变化趋势相同， Eb和Em均可用来评价材料的孔蚀敏感性。金属在环境中的钝化能力对亚稳态孔蚀和稳定孔蚀的形核起到关键的作用。钝化能力较强的金属，稳定孔蚀电位较高。亚稳态孔蚀电位受诸如夹杂等表面缺陷的影响较大。在四种材料中，316L不锈钢的（E_b-E_m）值最大，表明316L不锈钢亚稳态小孔的再钝化趋势最大，只有在更高的电位下才可能转化为稳定小孔。（2）在含不同浓度Cl-的0.5mol/LNaHCO_3溶液中，少量的Cl（0.001mol/L）不足以引发Q235碳钢的孔蚀；当Cl-浓度增大（0.01mol/L）时，有稳定孔蚀发生；当Cl-浓度继续增大（0.02mol/L）时，在发生稳定孔蚀之前可能有亚稳态孔蚀发生；当Cl-浓度增大至0.05mol/L时，在稳定孔蚀发生之前有亚稳态孔蚀发生，且随着Cl-浓度的增大，亚稳峰的峰频、峰值呈增大趋势。Em、Eb值与溶液中的缓蚀性离子HCO_3~-浓度与溶液中Cl浓度的比值C-HCO3/C-Cl符合很好的直线关系，CHCO_3~-/CCl~-对E_m、E_b值的影响大致相同。（3）在不同Cl-浓度的0.5mol/LNaHCO3溶液中，亚稳孔形核率随电位基本呈现先增大后减小的趋势，随着Cl-浓度的增加，亚稳孔的峰值电流、生长速率和再钝化速率均增大，亚稳孔可以在更低的电位下形核，即Cl-浓度的增加使亚稳孔的形核变得越来越容易。亚稳孔的生长速率和再钝化速率均随峰值电流的增大而增大。随着电位的升高，亚稳孔的再钝化速率整体上呈现出先增大、再减小的趋势。在电位升高到Eb附近时，生长速率明显大于再钝化速率，这可能是稳定孔蚀发生的主要原因之一。（4）Q235碳钢在含0.1mol/LCl-的0.5mol/LNaHCO_3体系中，稳定孔蚀发生前，极化曲线上往往会有一定数量的亚稳态电流波动，Eb和E-m值较低，（E_b–E_m）差值较大；在含0.1mol/LCl的0.1mol/LNaNO_2体系中，稳定孔蚀发生前基本有很少的亚稳态电流波动峰出现，Eb和Em值较高，（E_b–E_m）差值较小。0.5mol/L NaHCO_3体系中的孔蚀敏感性更大。两种溶液中，Q235碳钢的半导体类型均为n型，在NaHCO3溶液中的形成的钝化膜的施主浓度较之NaNO_2溶液中的高，钝化膜的低频阻抗值较低，Q235碳钢在0.1mol/LNaNO_2溶液中的钝化膜稳定性和耐蚀性均较好。
刘亚平[6]2016年在《两种缓蚀剂及其复配对不同混凝土模拟孔隙液中碳钢腐蚀行为的影响》文中进行了进一步梳理钢筋混凝土是一种常用的工程材料,为了防止钢筋锈蚀,需要加入缓蚀剂来减缓腐蚀。目前混凝土领域中常用的缓蚀剂为亚硝酸盐,由于碳化过程中混凝土孔隙液中会含有NaHCO_3,因此研究孔隙液中含有NaHCO_3和不含NaHCO_3的情况下NaNO_2对Q235碳钢腐蚀行为的影响具有重要意义。将绿色缓蚀剂D-葡萄糖酸钠与亚硝酸盐进行复配,可有效抑制碳钢的腐蚀,并能保护环境,降低污染。本文通过慢速动电位极化曲线、EIS和Mott-Schottky曲线测试等电化学方法,结合XPS和SEM/EDS等表征手段研究了混凝土领域常用缓蚀剂NaNO_2对Q235碳钢在含不同浓度Cl~-的四种凝土模拟孔隙液SCP1(pH=11,含NaHCO_3)、SCP2(pH=11,不含NaHCO_3)、SCP3(pH=10,含NaHCO_3)和SCP4 (pH=10,不含NaHCO_3)中的电化学腐蚀行为,分析了混凝土孔隙液中含有NaHCO_3和不含NaHCO_3的情况下NaNO_2对Q235碳钢小孔腐蚀和均匀腐蚀的抑制作用,重点探讨了NaHCO_3和NaNO_2共同存在条件下对Q235碳钢小孔腐蚀的作用机制。并研究了NaNO_2与D-葡萄糖酸钠复配对Q235碳钢在SCP1孔隙液中的缓蚀作用。所得主要结论如下：1、NaNO_2和NaHCO_3均能促使pH 11的含有0.1 mol/L NaCl的孔隙液中碳钢表面形成钝化膜,有效降低碳钢的均匀腐蚀速率。当孔隙液中不含NaHCO_3时(SCP2溶液),NO_2~-对碳钢的均匀腐蚀抑制作用更明显；当孔隙液中含有NaHCO_3时(SCP1溶液),NO_2~-对碳钢的均匀腐蚀速率影响不太大,但可显着降低碳钢孔蚀的敏感性。与NaHCO_3相比,NaNO_2更能提高碳钢表面钝化膜的稳定性,对稳定孔蚀的抑制能力也更强。当NaNO_2和NaHCO_3同时存在时,碳钢表面钝化膜中的Fe~(3+)/Fe~(2+)值最大、缺陷最少,膜的稳定性最强,对孔蚀的抑制效果最明显。2、在pH 11含不同浓度Cl~-的混凝土孔隙液中,NaNO_2比NaHCO_3能更好地减少碳钢亚稳态孔蚀的形核、降低亚稳态孔的寿命,且更好地抑制亚稳态孔向稳定孔的转变；当两者共同存在时,碳钢亚稳态孔蚀的形核率最低、亚稳态孔的寿命最短,亚稳态孔向稳定孔的转化最困难,即在含有NaHCO_3的SCP1孔隙液中,加入NO_2~-后,对抑制碳钢亚稳态孔蚀的发生、生长以及抑制亚稳孔向稳定孔的转化效果最好。3、在pH 10含不同浓度Cl~-的混凝土孔隙液中,NaNO_2和NaHCO_3均能促进碳钢表面钝化,减缓碳钢的均匀腐蚀。当孔隙液中不含NaHCO_3时(SCP4溶液),NO_2~-对碳钢的均匀腐蚀抑制作用更明显；当孔隙液中含有NaHCO_3时(SCP3溶液),NO_2~-对碳钢的均匀腐蚀速率影响不太大。与NaHCO_3相比,NaNO_2更能提高碳钢表面钝化膜的稳定性,抑制亚稳孔向稳定孔转变。在含有NaHCO_3的SCP3孔隙液中,加入NO_2~-后,碳钢的亚稳态孔和稳定孔蚀敏感性均最低。4、向含Cl~-的模拟孔隙液中加入NaNO_2和D-葡萄糖酸钠的复配缓蚀剂后,碳钢的腐蚀电位、稳定孔蚀电位、阻抗膜值均比只添加NaNO_2时有较大提高,钝化膜中的缺陷浓度也显着降低;对碳钢的缓蚀率最高可达到96.7%,说明NaNO_2与D-葡萄糖酸钠复配,不仅能够显着减缓碳钢的均匀腐蚀,也可大大降低碳钢的孔蚀敏感性。微区电位原位扫描测试(SRET)结果显示,孔隙液中添加复配缓蚀剂后,微区电位起伏显着降低,碳钢表面的活性点数量明显减少,即对亚稳态孔蚀的发生有很明显的抑制作用。
周云[7]2016年在《钼酸钠和苯并叁氮唑复配缓蚀剂对Q235碳钢的缓蚀作用》文中认为小孔腐蚀是常用工程材料Q235碳钢最常见、危害最为严重的失效形式之一,添加缓蚀剂是最为常用的保护方法。论文研究了钼酸钠、苯并叁氮唑及二者复配对碳钢在含氯离子环境中的孔蚀抑制作用与机理,具有较重要的理论意义和较强的实际参考价值。本文通过慢速动电位扫描、X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、电化学交流阻抗(EIS)等方法研究了Na_2MoO_4、苯并叁氮唑(BTA)、Na_2MoO_4-苯并叁氮唑(BTA)的复配体系对Q235碳钢在含氯离子的NaHC03溶液中的小孔腐蚀早期行为与特征及其缓蚀机理,并探究了浓度、pH、浸泡时间等不同条件对BTA、Na_2MoO_4缓蚀效果的影响。通过分析比较不同的电化学参数及实验结果,主要得出以下结论：(1)在0.1 mol·L~(-1)NaHCO_3+0.01 mol·L~(-1) NaCl溶液中,单独添加Na_2MoO_4和BTA对Q235碳钢都有较好的抑制均匀腐蚀作用。Na_2MoO_4-BTA复配体系对Q235碳钢有良好的点蚀抑制能力。Na_2MoO_4对Q235碳钢的缓蚀性能随着浓度的增加而增加,浓度为200 ppm时基体从活化向钝化转化。BTA缓蚀剂浓度范围为20 ppm-300 ppm时,Q235碳钢发生二次钝化。当Na_2MoO_4:BTA为4：1时,对Q235碳钢孔蚀抑制能力最佳,缓蚀效率达到97%。(2)随着浸泡时间的增加,Na_2MoO_4和Na_2MoO_4-BTA复配体系对Q235碳钢的缓蚀性能均逐渐增加。浸泡最长36 h后,Q235碳钢均发生了吸氧反应,对碳钢点蚀的抑制作用达到最强。(3)基体表面粗糙度仅影响在钼酸钠缓蚀体系中的Q235碳钢的维钝电流密度和在BTA缓蚀体系中的Q235碳钢的自腐蚀电位。Na_2MoO_4-BTA复配体系在较高的氯离子浓度中仍能保持良好的钝化状态,发生点蚀的最低氯离子浓度是BTA缓蚀体系的近30倍,是Na_2MoO_4缓蚀体系的近3倍。(4)Na_2MoO_4和BTA单独对碳钢的缓蚀机理已经有许多人研究过,本文也得出类似结论。Na_2MoO_4的缓蚀机理有两方面：第一,促进了钝化膜中的FeOOH逐渐向稳定晶型Fe_203转化。第二,MoO_4~(2-)通过形成钼酸亚铁盐沉积在孔蚀内壁,促进小孔的再钝化,从而保护基体。BTA的缓蚀机理主要是BTA中的N存在孤电子对,和Fe中的d空轨道发生配位反应,从而吸附在基体表面。Na_2MoO_4-BTA复配体系除了以上缓蚀作用,本文还发现BTA分子一方面直接吸附在基体表面,同时也可以与M0042-作用形成致密的保护膜,形成复配效应。
刘旭霞[8]2015年在《钼酸钠和叁乙醇胺对Q235碳钢孔蚀行为影响的研究》文中进行了进一步梳理小孔腐蚀比较隐蔽,难以及时发现,经常会突然发生腐蚀破坏事故,造成重大损失。所以研究孔蚀的控制措施具有重要的实际意义。缓蚀剂是一种很有效的防腐措施。本文采用慢速动电位极化曲线测试、电化学阻抗测试Mott-Schottky曲线测试、扫描电镜、能谱分析测试、XPS测试、金相观察、显微腐蚀实验以及扫描探针(SPM)等方法,研究了钼酸钠和叁乙醇胺(简称TEA)对Q235碳钢在0.02 mol/LNaCl-0.1 mol/LNaHCO3溶液体系中孔蚀行为的影响。统计了稳态孔蚀电化学特征参数,分析不同缓蚀剂的缓蚀效果和钼酸钠-叁乙醇胺协同缓蚀机理：探究了添加不同含量钼酸钠和叁乙醇胺对Q235碳钢在NaCl+NaHCO3溶液中孔蚀行为的影响;探讨了Q235碳钢发生孔蚀的敏感位置以及缓蚀剂优先作用区域问题;讨论了添加不同缓蚀剂之后碳钢表面电位分布及活性点数量的变化。主要得出如下结论：(1) Na2MoO4的加入使Q235碳钢在NaCl+NaHCO3溶液的Eb升高,叁乙醇胺对Eb无影响,Na2MoO4-TEA能显着提高Eb。在添加Na2MoO4、TEA和Na2MoO4-TEA复配缓蚀剂的溶液中,白腐蚀电位和维钝电流密度都减小。在添加Na2MoO4-TEA复配缓蚀剂溶液中,Q235碳钢表面形成的保护膜的阻抗值和容抗弧半径更大,施主浓度更低,膜层的保护性和稳定性更好,Na2MoO4-TEA对小孔腐蚀的抑制作用更好。(2)在加有Na2MoO4-TEA复配缓蚀剂的实验溶液中Na2MoO4和TEA大体上按比例吸附沉积在碳钢表面；Na2MoO4能够促进TEA的吸附；形成的缓蚀膜主要成分为Fe2(MoO4)3、Fe2O3和TEA；叁乙醇胺的吸附可以补充钼酸盐缓蚀膜的不完整,进一步提高缓蚀性能。(3) Na2MoO4添加量比较小时候,Q235碳钢在溶液中的Eb和Eb-Ecorr基本无变化；随着Na2MoO4含量的增加,Q235碳钢在溶液中的Eb和Eb-Ecorr增大。在达到基本相同缓蚀效果前提下,TEA的加入能够减小Na2MoO4的使用量。Na2MoO4添加量不变时,随着TEA添加量增加,Q235碳钢在溶液中的Eb和Eb-Ecorr先增大后减小。(4)Q235碳钢表面夹杂物主要为锰化物,硫化物以及含铝化合物,夹杂物零散分布,主要以圆状、土豆状存在。显微腐蚀实验以及扫描电镜观察得出含锰化物为诱发Q235碳钢发生小孔腐蚀的主要诱发源。Na2MoO4不均匀沉积在Q235碳钢表面,且优先沉积在锰化物夹杂物处,进而通过一定的反应在Q235碳钢表面生成含钼的保护膜,从而减缓孔蚀。(5)外加电位较低时,Q235碳钢在NaCl+NaHCO3溶液、NaCl+NaHCO3+Na2MoO4溶液和NaCl+NaHCO3+Na2MoO4+TEA叁种溶液中,电位峰强度都很低,不能稳定存在,没有稳定活性点被激活。外加电位0.3 V时,碳钢表面有稳定活性点被激活。Na2MoO4-TEA复配缓蚀剂能够明显抑制表面活性点的生成,并且能使形成的活性点的电位峰值迅速降低,抑制其向腐蚀小孔的转化。所以复配缓蚀剂的沉积吸附比单一缓蚀剂效果更明显,能够有效地抑制碳钢表面可能转化为腐蚀小孔的早期活性点的萌生和发展,从而降低孔蚀敏感性,提高孔蚀电位。
李阳恒[9]2015年在《应力作用下缓蚀离子与氯离子竞争吸附对小孔腐蚀的影响》文中提出小孔腐蚀是一种难以察觉并且破坏性较大的一种腐蚀形态,而侵蚀性Cl_离子对金属材料表面保护膜的破坏是孔蚀发生的主要原因。尽管添加缓蚀剂可以缓解孔蚀的发生,但目前很多钢材在服役过程中会长期受到应力的影响,因此研究在应力作用的前提下缓蚀性阴离子与Cl-离子竞争吸附对小孔腐蚀的影响具有着重要的理论和现实意义。本文利用慢速动电位极化法研究了应力对304不锈钢在含有两种不同缓蚀性阴离子(HC03-和葡萄糖酸根)的NaCl溶液中孔蚀电位Eb的影响；通过慢速动电位极化法探究了不同应变程度对Q235碳钢在含HC03-的NaCl溶液中孔蚀电位Eb的影响；不同Cl-离子浓度对加与不加8%应变Q235碳钢在含HC03-的NaCl溶液中Eb的影响；统计分析了在应力作用下碳钢亚稳态小孔的形核、寿命以及孔径的变化；利用EIS、XPS、恒电位阶跃测试研究了应力对钝化膜的稳定性和钝化速率的影响。所得主要结论如下：(1)在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,8%应变作用使304不锈钢的孔蚀电位Eb降低。0.3 mol L-1 NaHCO3和600 ppm D-葡萄糖酸钠对304不锈钢在3.5%NaCl溶液中均起到了缓解孔蚀的作用,但应力作用使不锈钢在含HC03-的体系中的Eb升高,而在含葡萄糖酸根的体系中的Eb降低。(2)在含0.2mol L-1 HCO3-的0.01 mol L-1 NaCl溶液中,8%应变作用使Q235碳钢的孔蚀电位Eb升高。应力使碳钢Eb升高的影响因素有应力大小和[HCO3']/[Cl-]值：Q235碳钢的Eb随应变的增加而逐渐降低：HC03-浓度为0.2 mol L-1时,当Cl-浓度由0.01 mol L-1逐渐增加至0.1 mol L-1,8%应变作用下的Q235碳钢的Eb高于0应变的试样的差别越来越不明显。(3)在含0.2 mol L-1 HCO3-的0.01 mol L-1 NaCl溶液体系中,Q235碳钢在受到8%应变作用后,其亚稳态小孔形核更早,在较低电位下的形核率更高,亚稳态小孔在各个电位区间的平均寿命变短,亚稳孔形核以后较难生长为较大孔径的孔。(4)8%应变作用能对Q235碳钢在含0.2 mol L-1 HCO3-的0.01mol L-1 NaCl溶液体系中形成的钝化膜稳定性和钝化速度产生影响。应变后试样表面钝化膜的阻抗值低,其电荷转移电阻变小,膜中Fe3+/Fe2+值降低,说明应变后所形成的钝化膜更不稳定。然而,应变后钝化膜中FeCO3含量增加,说明有更多的HCO3-吸附并参与钝化,而且应变使钝化速度加快,在相同时间内有更多的Fe溶解为Fe2+参与钝化。因此,8%应变使Q235碳钢在该溶液体系中Eb升高,是钝化速度加快、吸附更多HCO3-及钝化膜稳定性变差多种作用综合起来的结果,在钝化速度加快和吸附更多HCO3-的影响下,Cl-的有害作用得到抑制。
华大利[10]2010年在《碳钢在油田采出液中腐蚀主要影响因素及腐蚀机理研究》文中研究说明大庆油田已进入高含水期,为了提高原油采收率,聚合物驱和叁元复合驱油技术正在成为水驱之后保持油田稳产的重要技术。但是,聚合物驱和叁元复合驱采油技术的应用对油田防腐技术提出了更高的要求。由于聚合物驱和叁元复合驱油剂的加入,采出系统中金属的腐蚀与防护问题变得更加复杂。对油田在用采出系统的腐蚀现状、采出液的腐蚀性、腐蚀因素及腐蚀规律的研究意义重大。本文选取20#钢为研究对象。对水驱、聚合物驱在用采出系统的腐蚀与防护情况进行了现场调查;通过室内挂片实验、现场挂片实验和在线跟踪腐蚀监测实验等方法着重研究了叁元复合驱采出液的腐蚀特性,利用扫描电镜及微观测试技术观察金属表面形貌及表面元素分析。通过灰关联分析法和正交试验法确定了叁元复合驱采出液腐蚀主要影响因素,运用电化学等方法研究了主要影响因素的作用机理以及在不同叁元组分模拟水溶液和模拟采出液中的腐蚀规律。利用BP神经网络成功建立了能够预测(在指定浓度范围内)20#钢在叁元复合驱采出液中腐蚀速率的网络模型。
参考文献：
[1]. 碳钢在NaHCO_3-NaCl体系中的局部腐蚀行为与机理研究[D]. 赵景茂. 北京化工大学. 2001
[2]. 碳钢在含氯离子溶液中的孔蚀早期电化学行为特征[D]. 唐聿明. 北京化工大学. 2004
[3]. 激光电子散斑干涉技术研究典型金属的腐蚀行为[D]. 叶明阳. 南昌航空大学. 2011
[4]. 缝隙腐蚀的电化学噪声特征及机理研究[D]. 胡骞. 华中科技大学. 2011
[5]. 几种钢材小孔腐蚀早期电化学行为的研究[D]. 王佳妮. 北京化工大学. 2013
[6]. 两种缓蚀剂及其复配对不同混凝土模拟孔隙液中碳钢腐蚀行为的影响[D]. 刘亚平. 北京化工大学. 2016
[7]. 钼酸钠和苯并叁氮唑复配缓蚀剂对Q235碳钢的缓蚀作用[D]. 周云. 北京化工大学. 2016
[8]. 钼酸钠和叁乙醇胺对Q235碳钢孔蚀行为影响的研究[D]. 刘旭霞. 北京化工大学. 2015
[9]. 应力作用下缓蚀离子与氯离子竞争吸附对小孔腐蚀的影响[D]. 李阳恒. 北京化工大学. 2015
[10]. 碳钢在油田采出液中腐蚀主要影响因素及腐蚀机理研究[D]. 华大利. 大庆石油学院. 2010
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