316L不锈钢点蚀的电化学行为及其影响因素研究

发布时间：2017-06-27 12:02

  本文关键词：316L不锈钢点蚀的电化学行为及其影响因素研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：酸性气田的气液混输对管线钢的耐蚀性提出了很高要求,316L不锈钢被广泛地使用。因此,探索316L不锈钢在含有饱和H2S气体的NaCl溶液中,点蚀萌生和发展过程中的电化学行为,研究环境因素对316L不锈钢点蚀敏感性的影响规律,可为316L不锈钢油气管线的安全服役提供一定的理论依据。 采用动电位极化曲线、I-t曲线、电化学交流阻抗(EIS)、Mott-Schottky曲线等电化学方法,研究了316L不锈钢亚稳态点蚀与稳态点蚀形成过程中的电化学行为,并探讨Cl浓度、溶解气体、温度等三种环境因素对316L不锈钢点蚀敏感性的影响规律。同时辅以扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和超景深显微镜等表面分析方法对蚀坑形貌、尺寸以及蚀坑附近区域的元素分布进行分析。 由动电位极化曲线测试结果可知,在含有饱和H2S、Cl-浓度为5000ppm的NaCl溶液中,316L不锈钢的亚稳态点蚀电位Em和点蚀电位Eb值分别为265mV和336mV。EIS研究表明,亚稳态及稳态点蚀生长期间的电极反应主要受电化学步骤所控制。与稳态点蚀生长区间相比,亚稳态点蚀生长的电化学差异性主要体现在：亚稳态点蚀生长期间的电荷转移电阻Rt1和Re值更大,钝化膜中的杂质浓度更小,即稳态点蚀的产生使得钝化膜的稳定性遭到显著的破坏,有利于新蚀坑的萌生。在微观尺寸上,稳态蚀孔的蚀坑深度更深,大约是亚稳态蚀坑深度的10倍。316L不锈钢点蚀主要起源于Al的氧化物夹杂物处,而夹杂物处Cr、Mo、Ni元素含量下降有利于蚀坑的进一步发展。 随着C1-浓度的升高,316L不锈钢Eb值负移,阳极电流密度及电流暂态峰峰值都随C1-浓度的升高而增大,即表明C1-浓度的升高增大了316L不锈钢的点蚀敏感性；溶解气体对316L不锈钢点蚀敏感性影响顺序为CO2N2O2H2S+CO2H2S,当等体积H2S与C02共存时,316L不锈钢点蚀的电化学行为主要受H2S所影响,EIS测试结果表明,浸泡初期五种测试条件下的电极反应受电化学步骤控制；随着温度的升高,316L不锈钢自腐蚀电位和点蚀电位值都负移,点蚀敏感性增大,316L不锈钢在温度低于60℃时,中高频区的阻抗谱表现为单一容抗弧,容抗弧半径随着温度升高而减小,当温度达到60。C时低频区出现明显的扩散控制特,蚀坑密度及尺寸都随温度的升高而增大。
【关键词】：316L不锈钢 点蚀 电化学 气液混输
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG172;TG142.71
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 研究目的及意义8
• 1.2 点蚀的国内外研究现状8-14
• 1.2.1 点蚀概念及其特点8-9
• 1.2.2 点蚀形核与生长机理9-10
• 1.2.3 点蚀的影响因素10-14
• 1.3 本文的研究方法、研究内容和理论依据14-17
• 1.3.1 研究内容14-15
• 1.3.2 研究方法15
• 1.3.3 理论依据15-16
• 1.3.4 技术路线16-17
• 第2章 316L不锈钢点蚀发展过程的电化学特征17-30
• 2.1 316L不锈钢点蚀电位17-18
• 2.2 316L不锈钢亚稳态点蚀发展过程的电化学行为18-25
• 2.2.1 恒电位极化曲线18-19
• 2.2.2 亚稳态蚀坑产生后的交流阻抗19-21
• 2.2.3 亚稳态蚀坑产生后的M-S曲线21-23
• 2.2.4 亚稳态蚀孔的微观形貌与元素分析23-25
• 2.3 316L不锈钢稳态点蚀发展过程的电化学行为25-29
• 2.3.1 恒电位极化曲线25-26
• 2.3.2 稳态蚀坑产生后的交流阻抗26-27
• 2.3.3 稳态蚀坑产生后的M-S曲线27-28
• 2.3.4 稳态蚀孔的微观形貌28-29
• 2.4 小结29-30
• 第3章 氯离子对316L不锈钢点蚀的影响30-39
• 3.1 316L不锈钢在不同Cl~-浓度溶液中的电化学行为30-35
• 3.1.1 316L不锈钢在不同Cl~-浓度溶液中的动电位回扫曲线30-34
• 3.1.2 316L不锈钢在不同Cl~-浓度溶液中的I-t曲线34-35
• 3.2 点蚀形貌与元素分析35-38
• 3.2.1 I-t曲线测试后316L不锈钢电极表面的蚀坑形貌35-36
• 3.2.2 316L不锈钢电极表面蚀坑微观形貌与元素分析36-38
• 3.3 小结38-39
• 第4章 腐蚀气体对316L不锈钢点蚀行为的影响39-54
• 4.1 316L不锈钢在含有不同气体的NaCl溶液中的电化学行为39-45
• 4.1.1 316L不锈钢在含有不同气体环境下的阳极极化曲线39-40
• 4.1.2 316L不锈钢在含有不同气体环境下的I-t曲线40-42
• 4.1.3 316L不锈钢在含有不同气体环境下的交流阻抗谱42-45
• 4.2 点蚀形貌与元素分析45-52
• 4.2.1 I-t曲线测试后316L电极表面蚀坑形貌45-46
• 4.2.2 阳极极化曲线测试后316L电极表面蚀坑形貌46-50
• 4.2.3 动电位极化后点蚀的微观形貌与元素分析50-52
• 4.3 小结52-54
• 第5章 温度对316L不锈钢点蚀电化学行为的影响54-60
• 5.1 316L不锈钢在不同温度的NaCl溶液中的电化学行为54-58
• 5.1.1 316L不锈钢在不同温度条件下的阳极极化曲线54-55
• 5.1.2 316L不锈钢在不同温度条件下的交流阻抗谱55-58
• 5.2 点蚀形貌58-59
• 5.3 小结59-60
• 第6章 结论60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 龚小芝,肖娟,左禹,赵景茂,熊金平;溶液pH值对不锈钢亚稳态孔蚀行为的影响[J];北京化工大学学报(自然科学版);2002年04期

2 田丰;周学杰;郑鹏华;李耀玺;张三平;胡章枝;;NaCl溶液的浓度和温度对254SMO和2205不锈钢抗点蚀性的影响[J];腐蚀科学与防护技术;2011年03期

3 左禹,王海涛;金属亚稳态孔蚀行为的电化学研究[J];腐蚀科学与防护技术;1999年01期

4 Guozhe Meng;Yuan Li;Yawei Shao;Tao Zhang;Yanqiu Wang;Fuhui Wang;;Effect of Cl~- on the Properties of the Passive Films Formed on 316L Stainless Steel in Acidic Solution[J];Journal of Materials Science & Technology;2014年03期

5 王梅丰;李光东;杜楠;;表面粗糙度对304不锈钢早期点蚀行为影响的电化学方法[J];失效分析与预防;2012年02期

6 林玉华,杜荣归,胡融刚,林昌健;不锈钢钝化膜耐蚀性与半导体特性的关联研究[J];物理化学学报;2005年07期

7 唐俊文;邵亚薇;张涛;孟国哲;王福会;;饱和H_2S对316L不锈钢腐蚀电化学行为的影响[J];中国腐蚀与防护学报;2010年03期

  本文关键词：316L不锈钢点蚀的电化学行为及其影响因素研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：489685