本文關鍵詞：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、高韌性和抗應力腐蝕性能,廣泛應用于輸送天然氣、石油,其腐蝕問題受到廣泛關注,但側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、電化學阻抗譜、電化學噪聲、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,并探討了其機理,對比分析了薄液膜和溶液中的腐蝕行為。主要研究結果如下:從熱力學上陰極反應存在氫還原和氧還原反應發(fā)生的可能性,且氧還原反應的驅動力大于氫還原的。使用收集氫氣法驗證了陰極反應氫還原過程的存在。浸泡24h,氧濃度由4.29 ppm降至2.56 ppm,證實氧參與陰極反應。因此陰極過程中氫還原和氧還原反應同時存在,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,受氧擴散控制;當電位降至-1.1~-1.5V,反應主要受氫還原控制。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物結合層,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,陰極過程轉以電化學活化控制,X80鋼表面僅能形成極為疏松多孔的腐蝕產物層,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;溶解氧濃度對陽極的貢獻在于影響腐蝕產物的組成、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物覆蓋度高,但疏松多孔,主要物質為Fe3O4和γ-Fe OOH;在3.60ppm的溶氧溶液中,腐蝕產物呈胞狀,不完整,主要物質為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物,XRD測定物質為Fe2O3和γ-Fe OOH和少量Fe CO3。在本體溶液中,X80鋼腐蝕較嚴重,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。
【關鍵詞】：X80鋼 pH值 溶解氧濃度 薄液膜 紅壤
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 應力腐蝕10-11
• 1.3.2 電化學腐蝕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)場埋設法15
• 1.4.2 電化學方法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18
• 2.3 X80 鋼的陰極腐蝕反應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29-30
• 第4章 pH值對X80 鋼在紅壤模擬溶液中的電化學腐蝕行為研究30-40
• 4.1 前言30
• 4.2 動電位極化曲線30-32
• 4.3 電化學阻抗譜32-34
• 4.4 電化學噪聲34-37
• 4.5 X80 鋼腐蝕行為探討37-38
• 4.6 本章小結38-40
• 第5章 溶解氧對X80 鋼腐蝕的電化學行為的影響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50-51
• 第6章 O_2對X80 鋼在薄液膜下電化學腐蝕行為的影響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56-57
• 第7章 結論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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本文編號：808778