X80钢在红壤模拟溶液中的腐蚀行为研究

发布时间：2017-09-07 09:34

  本文关键词：X80钢在红壤模拟溶液中的腐蚀行为研究

  更多相关文章： X80钢 pH值 溶解氧浓度 薄液膜 红壤

【摘要】：X80钢因具有高强度、高韧性和抗应力腐蚀性能,广泛应用于输送天然气、石油,其腐蚀问题受到广泛关注,但侧重阴极过程和涂层破裂下的液膜腐蚀研究却鲜有报道。本文采用动电位极化法、电化学阻抗谱、电化学噪声、Kelvin探针法和三维视频显微镜等手段研究了p H值、溶解氧对X80钢在红壤模拟溶液中的腐蚀行为的影响,初步判断了X80钢的阴极反应,并探讨了其机理,对比分析了薄液膜和溶液中的腐蚀行为。主要研究结果如下:从热力学上阴极反应存在氢还原和氧还原反应发生的可能性,且氧还原反应的驱动力大于氢还原的。使用收集氢气法验证了阴极反应氢还原过程的存在。浸泡24h,氧浓度由4.29 ppm降至2.56 ppm,证实氧参与阴极反应。因此阴极过程中氢还原和氧还原反应同时存在,所占的比例不同。X80钢在p H值为4.0红壤模拟溶液中的不同电位下的交流阻抗谱表明,在-0.7V~-0.9V电位范围内,受氧扩散控制;当电位降至-1.1~-1.5V,反应主要受氢还原控制。随p H值的降低,X80钢自腐蚀电流增大,腐蚀加剧。在p H值为5.5的模拟红壤溶液中,X80钢的阴极过程主要受氧去极化控制,X80钢表面存在一层腐蚀产物结合层,腐蚀阻力较大,EIS由高频不完整容抗弧和低频完整容抗弧组成;;随着p H值降低,阴极过程转以电化学活化控制,X80钢表面仅能形成极为疏松多孔的腐蚀产物层,且出现大量蚀点,EIS低频区出现感抗弧。溶解氧对X80钢的腐蚀行为有很大的影响。溶解氧浓度的增大,加速了阴极反应;溶解氧浓度对阳极的贡献在于影响腐蚀产物的组成、致密度和覆盖度,X80钢在溶解氧浓度为20.2ppm的模拟红壤溶液中形成的腐蚀产物覆盖度高,但疏松多孔,主要物质为Fe3O4和γ-Fe OOH;在3.60ppm的溶氧溶液中,腐蚀产物呈胞状,不完整,主要物质为Fe3O4和γ-Fe OOH;在0.85ppm的溶氧溶液中,X80钢试样表面覆盖着片状的腐蚀产物,XRD测定物质为Fe2O3和γ-Fe OOH和少量Fe CO3。在本体溶液中,X80钢腐蚀较严重,其阴极过程为析氢和耗氧联合控制,同时生成的腐蚀产物多孔且易溶解;在薄液膜下,随着薄液膜厚度减小,腐蚀程度先减小后增大,与交流阻抗得到的结论一致。除氧状态下,随薄液膜厚度减小,腐蚀逐渐减缓,且控制步骤由混合控制步骤变为扩散控制。
【关键词】：X80钢 pH值 溶解氧浓度 薄液膜 红壤
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 前言9-10
• 1.2 土壤腐蚀的电极过程10
• 1.2.1 阳极过程10
• 1.2.2 阴极过程10
• 1.3 土壤腐蚀的研究现状10-15
• 1.3.1 应力腐蚀10-11
• 1.3.2 电化学腐蚀11-13
• 1.3.3 涂层破裂下的腐蚀行为研究13-15
• 1.4 土壤腐蚀的研究方法15-16
• 1.4.1 现场埋设法15
• 1.4.2 电化学方法15-16
• 1.5 本课题的研究意义16-17
• 1.6 本课题的研究目的及内容17-18
• 第2章 实验方法18-23
• 2.1 实验材料18
• 2.2 实验介质18
• 2.3 X80 钢的阴极腐蚀反应18-19
• 2.4 pH值对X80 钢腐蚀行为的影响19
• 2.5 溶氧对X80 钢腐蚀行为的影响19-21
• 2.6 O_2对X80 钢在薄液膜下的腐蚀行为研究21-23
• 第3章 X80 钢在红壤模拟溶液中的阴极反应研究23-30
• 3.1 前言23
• 3.2 X80 钢腐蚀电极过程23-24
• 3.3 动电位极化曲线24-25
• 3.4 X80 钢阴极过程控制步骤验证25-26
• 3.5 不同电位下交流阻抗测试26-29
• 3.6 本章小结29-30
• 第4章 pH值对X80 钢在红壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为研究30-40
• 4.1 前言30
• 4.2 动电位极化曲线30-32
• 4.3 电化学阻抗谱32-34
• 4.4 电化学噪声34-37
• 4.5 X80 钢腐蚀行为探讨37-38
• 4.6 本章小结38-40
• 第5章 溶解氧对X80 钢腐蚀的电化学行为的影响40-51
• 5.1 前言40
• 5.2 极化曲线40-43
• 5.3 动电位阻抗43-45
• 5.4 扫描kelvin探针测试45-47
• 5.5 腐蚀形貌47-49
• 5.5.1 宏观腐蚀形貌47-48
• 5.5.2 微观腐蚀分析48-49
• 5.6 腐蚀机理探讨49-50
• 5.7 本章小结50-51
• 第6章 O_2对X80 钢在薄液膜下电化学腐蚀行为的影响51-57
• 6.1 前言51
• 6.2 阴极极化曲线51-53
• 6.3 交流阻抗53-55
• 6.4 表面形貌55-56
• 6.5 本章小结56-57
• 第7章 结论57-58
• 参考文献58-63
• 攻读硕士期间发表论文63-64
• 致谢64-65

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 高磊;吕维玲;曹江利;;20钢在北京不同类型土壤模拟溶液中的腐蚀行为[J];腐蚀与防护;2012年11期

2 王森;胡亚博;李志忠;高书君;吉宏亮;董超芳;李晓刚;;三种典型接地极材料在陕北土壤模拟溶液中的腐蚀行为[J];腐蚀与防护;2013年06期

3 杜翠薇,李晓刚,武俊伟,宋义全,徐t，

本文编号：808778