J55鋼在模擬海水中不同流速下的腐蝕機理研究.pdf

1、本文以J55鋼級套管材料為基材，研究在模擬海水腐蝕中流動加速腐蝕的機理，弄清溶液流動速率對腐蝕過程的影響，運用動電位極化曲線、電化學(xué)阻抗譜等電化學(xué)方法和浸泡試驗研究溶液流速對J55鋼腐蝕性能的影響，為流動溶液中J55套管材料的腐蝕評估提供依據(jù)。電化學(xué)測試結(jié)果表明:當流速在0～1m/s的范圍內(nèi)，J55碳鋼在模擬海水的溶液中隨著溶液流速的增大，陰極反應(yīng)速率增加，穩(wěn)定的開路電位和腐蝕電位正移，腐蝕電流密度增大，雙電層的極化電阻降低。另一方面，

2、陰極反應(yīng)加速的同時會導(dǎo)致陽極反應(yīng)的加速，最終導(dǎo)致試樣腐蝕的加劇。溶液流動對J55鋼陽極溶解的機制沒有明顯影響，但是會提高陰極Tafel常數(shù)的值，使得陰極反應(yīng)的Tafel斜率值升高。同時隨著溶液流速的增大，自腐蝕電流密度也明顯增大，即加速了腐蝕過程。溶液流速的增大的同時也降低了J55鋼的極化電阻，同時電荷傳遞電阻Rct在減小，Qdl在增大，可見流速主要增加了雙電層的電容值，降低了雙電層的電阻值。流動溶液中腐蝕產(chǎn)物層的Qf值較靜止溶液中的Q

3、f值小，表示流動可促進腐蝕產(chǎn)物從試樣表面的脫離，從而具有較低的Rf值。腐蝕失重測試結(jié)果表明:與靜態(tài)相比，在動態(tài)腐蝕條件下，J55碳鋼存在點腐蝕，腐蝕速率為嚴重腐蝕等級，溶液流速的增大，極大的促進了腐蝕的過程。同時，由于溶液流動增加了濃度梯度，所以J55鋼在溶液流速增大時具有更高的腐蝕電流密度和更高的腐蝕速率。腐蝕機理分析表明:提高溶液的流速，加速了溶液中氧向試樣表面的擴散，陰極反應(yīng)速率增加，加速了鋼表面的陰極反應(yīng)過程，同時陰極反應(yīng)加速會