J55鋼在模擬海水中不同流速下的腐蝕機(jī)理研究.pdf

1、本文以J55鋼級(jí)套管材料為基材，研究在模擬海水腐蝕中流動(dòng)加速腐蝕的機(jī)理，弄清溶液流動(dòng)速率對(duì)腐蝕過程的影響，運(yùn)用動(dòng)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(yàn)研究溶液流速對(duì)J55鋼腐蝕性能的影響，為流動(dòng)溶液中J55套管材料的腐蝕評(píng)估提供依據(jù)。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明:當(dāng)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(shí)會(huì)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(dòng)對(duì)J55鋼陽極溶解的機(jī)制沒有明顯影響，但是會(huì)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(shí)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(shí)也降低了J55鋼的極化電阻，同時(shí)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(dòng)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(dòng)可促進(jìn)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(cè)試結(jié)果表明:與靜態(tài)相比，在動(dòng)態(tài)腐蝕條件下，J55碳鋼存在點(diǎn)腐蝕，腐蝕速率為嚴(yán)重腐蝕等級(jí)，溶液流速的增大，極大的促進(jìn)了腐蝕的過程。同時(shí)，由于溶液流動(dòng)增加了濃度梯度，所以J55鋼在溶液流速增大時(shí)具有更高的腐蝕電流密度和更高的腐蝕速率。腐蝕機(jī)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(kuò)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(shí)陰極反應(yīng)加速會(huì)