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ISSN 1005-4537
CN 21-1474/TG
创刊于 1981 年 (双月刊)
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  2016年, 第36卷, 第4期 刊出日期:2016-09-02 上一期    下一期
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紫外光电子能谱和X射线光电子能谱表征在金属材料腐蚀中的应用
王胜刚, 孙淼, 龙康
中国腐蚀与防护学报. 2016, 36 (4): 287-294.   DOI: 10.11902/1005.4537.2016.096
摘要   HTML   PDF (2456KB)

利用紫外光电子能谱 (UPS) 对比表征了纳米和普通晶粒的304不锈钢、工业纯铝以及工业纯铁室温时的价电子结构。利用X射线光电子能谱 (XPS) 表征了上述材料在不同浓度盐酸溶液中浸泡不同时间后,表面氧化膜的电子结构;以及纳米和普通晶粒的304不锈钢在空气中高温氧化 (室温至900 ℃升温阶段,900 ℃下恒温24 h) 后,氧化膜的电子结构。根据这些实验结果建立了金属材料腐蚀性能与材料的价电子结构和氧化膜电子结构之间的关系,提出了金属材料腐蚀性能本征参量概念。

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研究报告
无溶剂环氧防腐涂层在模拟海水冲刷条件下的电化学行为
赵洪涛,陆卫中,李京,郑玉贵
中国腐蚀与防护学报. 2016, 36 (4): 295-305.   DOI: 10.11902/1005.4537.2015.142
摘要   HTML   PDF (3623KB)

通过EIS对3种无溶剂环氧防腐涂层在60 ℃下流速为2 m/s、含1%(质量分数) 石英砂的模拟海水环境中的失效行为进行了研究,并利用SEM观察了冲刷后涂层的表面形貌,利用激光共聚焦显微镜 (CLSM) 观察了涂层/金属的断面形貌。结果表明,与静态条件相比,流动含砂条件明显加速了无溶剂涂层的失效过程。冲刷条件下,胺类固化环氧粉末涂层和酚醛胺固化环氧液体涂层由于固化交联速度慢,结构比较致密,失效过程主要分为3个阶段:介质在涂层中传输阶段、基体金属腐蚀发生阶段和基体金属腐蚀发展与涂层失效阶段;酚醛固化环氧粉末涂层由于固化速度快,内部孔隙较多,涂层较快形成贯穿通道,失效中期阶段缩短且不明显,失效过程主要为两个阶段。研究结果表明,涂层体系内部存在孔隙是加速涂层失效的一个重要因素。

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酞菁铜二磺酸改性聚苯胺的制备及耐蚀性能
李小宝,徐利,刘怡宏,廖婷,李明田,崔学军
中国腐蚀与防护学报. 2016, 36 (4): 306-312.   DOI: 10.11902/1005.4537.2015.149
摘要   HTML   PDF (3919KB)

以自制酞菁铜二磺酸 (CuPc-(SO3H)2) 为原料,采用“掺杂-脱掺杂-再掺杂”方法对本征态聚苯胺 (EBPANI) 进行导电改性。IR和UV-Vis分析表明,CuPc-(SO3H)2成功地对EBPANI进行了掺杂改性。四探针仪测试改性后的聚苯胺电导率为1.95 S/cm。通过电化学、耐酸性和中性盐雾实验等方法检测聚苯胺涂层的耐蚀性能,结果表明,CuPc-(SO3H)2能有效地掺杂EBPANI,在5%(质量分数) HCl溶液中浸泡15 d和中性盐雾实验12.5 d,CuPANI涂层只出现少量气泡和8%的白霜,在3.5%NaCl溶液中CuPANI涂层使Fe的腐蚀电位从-0.849 V正移至-0.646 V,说明CuPANI涂层对钢基片具有良好的防腐蚀性。

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库尔勒土壤模拟溶液中形成的腐蚀产物膜对X80钢点蚀行为的影响
张弟,梁平,张云霞,史艳华,秦华
中国腐蚀与防护学报. 2016, 36 (4): 313-320.   DOI: 10.11902/1005.4537.2015.151
摘要   HTML   PDF (5215KB)

通过浸泡实验研究了不同浸泡时间下X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中形成的腐蚀产物膜的变化规律,通过SEM观察了腐蚀产物膜的微观形貌,通过XRD分析了腐蚀产物膜的物相组成;借助循环极化曲线和电化学阻抗等方法,研究了腐蚀产物膜对X80管线钢点蚀行为的影响规律和机理。结果表明:随着浸泡时间的延长,X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中形成的腐蚀产物膜逐渐增厚,致密性逐渐提高。当浸泡时间达到168 h以后,腐蚀产物膜明显地分为了内外两层。表面存在的腐蚀产物膜可以阻碍或抑制X80管线钢的点蚀行为,这主要是因为表面腐蚀产物膜减少了蚀孔萌生的几率,增大了蚀孔长大的阻力。

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SRB作用下X100管线钢在酸性土壤环境中的应力腐蚀开裂行为
罗金恒,胥聪敏,杨东平
中国腐蚀与防护学报. 2016, 36 (4): 321-327.   DOI: 10.11902/1005.4537.2015.177
摘要   HTML   PDF (8298KB)

采用慢应变速率拉神 (SSRT) 实验和SEM研究了SRB对X100管线钢在典型的酸性土壤 (鹰潭土壤模拟溶液) 中应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明,X100钢母材和焊缝在无菌的鹰潭土壤模拟溶液中的SCC敏感性高于有菌时的,X100钢母材和焊缝在无菌和有菌酸性土壤中的断裂模式均为穿晶SCC断裂,说明SRB的存在抑制了X100钢的脆变,导致X100钢的SCC敏感性降低,这可能是由于SRB能在X100钢表面快速生长繁殖并形成生物膜,该生物膜随时间的增加会不断的堆积并变得致密,一定程度上阻隔了腐蚀性Cl-进入钢基体表面,致使X100钢的SCC敏感性减小。

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夹杂对自来水环境下304不锈钢腐蚀及金属离子溶出的影响
王永利,马利,熊良银,刘实
中国腐蚀与防护学报. 2016, 36 (4): 328-334.   DOI: 10.11902/1005.4537.2015.124
摘要   HTML   PDF (3878KB)

采用二苯碳酰二肼比色法分析测试了不同状态的304不锈钢样品在自来水环境下的Cr6+溶出规律,并对样品进行了微观组织分析。结果表明,不同状态的不锈钢材料中Cr6+溶出量差别很大,材料中的球状氧化物夹杂尺寸越大、数目越多,对应的Cr6+溶出量越高。采用粉末烧结的方法在金属中引入Cr2O3夹杂和Cr2O3+MnO2复合夹杂并测试Cr6+的溶出规律,结果显示MnO2的添加大幅度提高了Cr6+的溶出量,且氧化物添加量越多,Cr6+溶出量越大。证实了Cr/Mn复合氧化物夹杂分布 (尺寸和密度) 对不锈钢样品Cr6+溶出量有重要影响:在含Cl的水环境下,Cr/Mn复合氧化物夹杂既是Cr3+来源,又提供了氧化剂使Cr3+转化为Cr6+。这表明通过控制铸件或粉末冶金件中的Cr/Mn复合氧化物夹杂的尺寸和数目,可大幅度降低材料Cr6+的溶出量。

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SCR脱硝副产物硫酸氢铵对锅炉尾部金属材料的腐蚀特性研究
马双忱,邓悦,吴文龙,檀玉,张立男,柴峰,孙盼盼,张小霓
中国腐蚀与防护学报. 2016, 36 (4): 335-342.   DOI: 10.11902/1005.4537.2015.155
摘要   HTML   PDF (3133KB)

通过失重法研究了锅炉尾部材料碳钢和不锈钢在ABS (硫酸氢铵) 和H2SO4两种溶液中的腐蚀行为,利用动电位极化曲线分析腐蚀特性。采用SEM/EDS和XPS表征手段分析了腐蚀产物表层的形貌和元素组成以及化合态。结果表明:不锈钢对ABS有更好的耐蚀性,且随着ABS溶液浓度的增大,腐蚀变剧烈。腐蚀产物的种类有Fe2O3,FeOOH,Fe3O4和铁的硫酸盐。碳钢和不锈钢在等浓度的ABS和硫酸溶液中腐蚀过程相似,说明ABS具有很强的腐蚀性。腐蚀机理为碳钢表面首先发生酸性腐蚀,H+作为去极化剂,有H2析出。随着酸度的消耗,金属表面会发生氧腐蚀,溶解氧作为去极化剂。Fe2+接着被进一步氧化为Fe3+,再发生一系列的次生反应,生成Fe的氧化物以及硫酸盐等。

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超临界机组汽水系统腐蚀产物迁徙过程研究
蒋东方,白杨,朱忠亮,张乃强,肖卓楠,徐鸿
中国腐蚀与防护学报. 2016, 36 (4): 343-348.   DOI: 10.11902/1005.4537.2016.011
摘要   HTML   PDF (1642KB)

从汽水系统腐蚀产物迁徙过程入手,探讨了超临界机组汽水系统腐蚀产物的来源,即低压加热器和高压加热器等部件发生流动加速腐蚀产生大量腐蚀产物,进入工质随工质进行迁徙。由于工质物性参数的变化,腐蚀产物溶解度降低,大量腐蚀产物沉积在高温管道。研究发现,炉管氧化皮的生成一方面来源于自身高温氧化,另一方面来自腐蚀产物沉积。结果表明,汽水系统不同部件内腐蚀形式不同,可以通过提高给水品质来抑制腐蚀产物迁徙对机组的影响,保证机组安全稳定运行。

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A1060纯Al的海洋大气环境腐蚀寿命预测模型研究
刘海霞,程学群,李晓刚,肖葵,董超芳
中国腐蚀与防护学报. 2016, 36 (4): 349-356.   DOI: 10.11902/1005.4537.2015.145
摘要   HTML   PDF (4633KB)

采用周浸实验模拟了A1060纯Al在我国万宁、西沙两种海洋大气环境下的腐蚀行为,用扫描电镜(SEM)、能谱分析 (EDS)、X射线衍射 (XRD) 和失重法等方法研究了A1060纯Al在室内模拟大气环境和户外实际大气环境中的腐蚀形貌、腐蚀产物和腐蚀动力学之间的相关性。结果表明,周浸实验后A1060的腐蚀形貌、腐蚀产物组成、腐蚀动力学规律与实际热带海洋大气环境暴露实验结果的相关性较好。结合灰关联法建立了A1060在两种海洋大气环境下的腐蚀寿命预测模型。

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玻璃钢复合材料耐海水腐蚀性能及抗Cl-渗透寿命预测
聂亚楠,沈浩,谷坤鹏,王成启
中国腐蚀与防护学报. 2016, 36 (4): 357-362.   DOI: 10.11902/1005.4537.2015.173
摘要   HTML   PDF (1745KB)

采用70 ℃、3.5% (质量分数) 的海盐溶液对不饱和聚酯玻璃钢及环氧乙烯基酯玻璃钢进行加速老化实验,研究了玻璃钢的耐海水腐蚀性能,并对2 mm厚的玻璃钢防护层的抗Cl-渗透寿命进行了预测。结果表明:不饱和聚酯玻璃钢在海水中容易发生水解腐蚀,其抗Cl-渗透寿命约为30 a;而环氧乙烯基酯玻璃钢的抗Cl-渗透寿命约为70 a,具有更好的耐海水腐蚀性能。

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耐海水腐蚀钢筋00Cr10MoV的组织结构及性能研究
张建春,左龙飞,蒋金洋,麻晗,宋丹
中国腐蚀与防护学报. 2016, 36 (4): 363-369.   DOI: 10.11902/1005.4537.2015.167
摘要   HTML   PDF (3818KB)

分析了耐海水腐蚀钢筋00Cr10MoV的显微组织和力学性能,并采用盐雾、周浸腐蚀实验、电化学阻抗谱以及极化曲线等测试方法进一步评价其耐蚀性能。结果表明,该耐海水腐蚀钢筋的显微组织主要为铁素体加贝氏体,屈服强度达到450 MPa以上;与普通的20MnSiV钢筋相比,该材料在模拟海洋环境中有优异的抗腐蚀性能,电荷转移电阻达到1.37×105 Ωcm2,是20MnSiV钢筋的100多倍;其表面的腐蚀产物主要以α-FeOOH,β-FeOOH和γ-FeOOH为主,含有少量Fe3O4和微量含氯产物Na3CrCl16,Fe+3O(OH,Cl)。

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基于Gumbel极值I型分布埋地油气管道的剩余寿命预测
张新生,曹乃宁,李亚云
中国腐蚀与防护学报. 2016, 36 (4): 370-374.   DOI: 10.11902/1005.4537.2015.152
摘要   HTML   PDF (2053KB)

基于Gumbel极值I型分布,对在线检测原始数据进行处理,建立油气管道最大腐蚀深度预测模型,确定整条油气腐蚀管道可能存在的最大腐蚀深度;以此建立管道剩余壁厚模型,来预测油气管道的剩余寿命;最后以国内的某一管道为例,将该模型应用于整条管道的剩余寿命预测中,预测结果为19.95 a,表明该方法预测的结果是合理的。

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短期贮存对金属铜腐蚀电化学行为的影响
冯林,王燕华,钟莲,王佳,李爱娇,金晓晓
中国腐蚀与防护学报. 2016, 36 (4): 375-380.   DOI: 10.11902/1005.4537.2015.162
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采用动电位极化 (PDS)、电化学阻抗谱 (EIS)、电容测量以及阵列电极等技术研究了Cu的短期贮存对其腐蚀电化学行为的影响。结果表明,金属Cu表面膜呈现p型半导体结构,经过短期贮存后载流子浓度减小,腐蚀电位正移,腐蚀电流密度下降,表面膜对腐蚀阴极过程、阳极过程均有抑制作用。Cu在NaCl液滴下呈现典型的局部腐蚀特征;经过贮存后,电极表面润湿性减弱,腐蚀活性降低,总体平均腐蚀强度减弱,但是局部腐蚀强度反而增强。

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