本文關(guān)鍵詞：X80鋼在紅壤模擬溶液中的腐蝕行為研究

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【摘要】：X80鋼因具有高強度、高韌性和抗應(yīng)力腐蝕性能,廣泛應(yīng)用于輸送天然氣、石油,其腐蝕問題受到廣泛關(guān)注,但側(cè)重陰極過程和涂層破裂下的液膜腐蝕研究卻鮮有報道。本文采用動電位極化法、電化學(xué)阻抗譜、電化學(xué)噪聲、Kelvin探針法和三維視頻顯微鏡等手段研究了p H值、溶解氧對X80鋼在紅壤模擬溶液中的腐蝕行為的影響,初步判斷了X80鋼的陰極反應(yīng),并探討了其機理,對比分析了薄液膜和溶液中的腐蝕行為。主要研究結(jié)果如下:從熱力學(xué)上陰極反應(yīng)存在氫還原和氧還原反應(yīng)發(fā)生的可能性,且氧還原反應(yīng)的驅(qū)動力大于氫還原的。使用收集氫氣法驗證了陰極反應(yīng)氫還原過程的存在。浸泡24h,氧濃度由4.29 ppm降至2.56 ppm,證實氧參與陰極反應(yīng)。因此陰極過程中氫還原和氧還原反應(yīng)同時存在,所占的比例不同。X80鋼在p H值為4.0紅壤模擬溶液中的不同電位下的交流阻抗譜表明,在-0.7V~-0.9V電位范圍內(nèi),受氧擴散控制;當(dāng)電位降至-1.1~-1.5V,反應(yīng)主要受氫還原控制。隨p H值的降低,X80鋼自腐蝕電流增大,腐蝕加劇。在p H值為5.5的模擬紅壤溶液中,X80鋼的陰極過程主要受氧去極化控制,X80鋼表面存在一層腐蝕產(chǎn)物結(jié)合層,腐蝕阻力較大,EIS由高頻不完整容抗弧和低頻完整容抗弧組成;;隨著p H值降低,陰極過程轉(zhuǎn)以電化學(xué)活化控制,X80鋼表面僅能形成極為疏松多孔的腐蝕產(chǎn)物層,且出現(xiàn)大量蝕點,EIS低頻區(qū)出現(xiàn)感抗弧。溶解氧對X80鋼的腐蝕行為有很大的影響。溶解氧濃度的增大,加速了陰極反應(yīng);溶解氧濃度對陽極的貢獻在于影響腐蝕產(chǎn)物的組成、致密度和覆蓋度,X80鋼在溶解氧濃度為20.2ppm的模擬紅壤溶液中形成的腐蝕產(chǎn)物覆蓋度高,但疏松多孔,主要物質(zhì)為Fe3O4和γ-Fe OOH;在3.60ppm的溶氧溶液中,腐蝕產(chǎn)物呈胞狀,不完整,主要物質(zhì)為Fe3O4和γ-Fe OOH;在0.85ppm的溶氧溶液中,X80鋼試樣表面覆蓋著片狀的腐蝕產(chǎn)物,XRD測定物質(zhì)為Fe2O3和γ-Fe OOH和少量Fe CO3。在本體溶液中,X80鋼腐蝕較嚴(yán)重,其陰極過程為析氫和耗氧聯(lián)合控制,同時生成的腐蝕產(chǎn)物多孔且易溶解;在薄液膜下,隨著薄液膜厚度減小,腐蝕程度先減小后增大,與交流阻抗得到的結(jié)論一致。除氧狀態(tài)下,隨薄液膜厚度減小,腐蝕逐漸減緩,且控制步驟由混合控制步驟變?yōu)閿U散控制。
【關(guān)鍵詞】：X80鋼 pH值 溶解氧濃度 薄液膜 紅壤
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 前言9-10
• 1.2 土壤腐蝕的電極過程10
• 1.2.1 陽極過程10
• 1.2.2 陰極過程10
• 1.3 土壤腐蝕的研究現(xiàn)狀10-15
• 1.3.1 應(yīng)力腐蝕10-11
• 1.3.2 電化學(xué)腐蝕11-13
• 1.3.3 涂層破裂下的腐蝕行為研究13-15
• 1.4 土壤腐蝕的研究方法15-16
• 1.4.1 現(xiàn)場埋設(shè)法15
• 1.4.2 電化學(xué)方法15-16
• 1.5 本課題的研究意義16-17
• 1.6 本課題的研究目的及內(nèi)容17-18
• 第2章 實驗方法18-23
• 2.1 實驗材料18
• 2.2 實驗介質(zhì)18
• 2.3 X80 鋼的陰極腐蝕反應(yīng)18-19
• 2.4 pH值對X80 鋼腐蝕行為的影響19
• 2.5 溶氧對X80 鋼腐蝕行為的影響19-21
• 2.6 O_2對X80 鋼在薄液膜下的腐蝕行為研究21-23
• 第3章 X80 鋼在紅壤模擬溶液中的陰極反應(yīng)研究23-30
• 3.1 前言23
• 3.2 X80 鋼腐蝕電極過程23-24
• 3.3 動電位極化曲線24-25
• 3.4 X80 鋼陰極過程控制步驟驗證25-26
• 3.5 不同電位下交流阻抗測試26-29
• 3.6 本章小結(jié)29-30
• 第4章 pH值對X80 鋼在紅壤模擬溶液中的電化學(xué)腐蝕行為研究30-40
• 4.1 前言30
• 4.2 動電位極化曲線30-32
• 4.3 電化學(xué)阻抗譜32-34
• 4.4 電化學(xué)噪聲34-37
• 4.5 X80 鋼腐蝕行為探討37-38
• 4.6 本章小結(jié)38-40
• 第5章 溶解氧對X80 鋼腐蝕的電化學(xué)行為的影響40-51
• 5.1 前言40
• 5.2 極化曲線40-43
• 5.3 動電位阻抗43-45
• 5.4 掃描kelvin探針測試45-47
• 5.5 腐蝕形貌47-49
• 5.5.1 宏觀腐蝕形貌47-48
• 5.5.2 微觀腐蝕分析48-49
• 5.6 腐蝕機理探討49-50
• 5.7 本章小結(jié)50-51
• 第6章 O_2對X80 鋼在薄液膜下電化學(xué)腐蝕行為的影響51-57
• 6.1 前言51
• 6.2 陰極極化曲線51-53
• 6.3 交流阻抗53-55
• 6.4 表面形貌55-56
• 6.5 本章小結(jié)56-57
• 第7章 結(jié)論57-58
• 參考文獻58-63
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文63-64
• 致謝64-65

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1 高磊;呂維玲;曹江利;;20鋼在北京不同類型土壤模擬溶液中的腐蝕行為[J];腐蝕與防護;2012年11期

2 王森;胡亞博;李志忠;高書君;吉宏亮;董超芳;李曉剛;;三種典型接地極材料在陜北土壤模擬溶液中的腐蝕行為[J];腐蝕與防護;2013年06期

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本文編號：808778