Q235钢腐蚀损伤试验与评价方法研究文献综述

浙江海洋大学

毕业论文（设计）文献综述

学院：石化与能源工程学院

专业：安全工程

班级：A13安工

学号：*********

学生姓名：***

指导教师：***

二○一七年 3 月

Q235钢腐蚀损伤试验与评价方法研究

摘要：Q235钢广泛应用于石油化工机械、建筑、金属加工业等方面，具有含碳量低、强度、韧性好、价廉等优点。由于金属腐蚀问题遍及国民经济和国防建设各部门，其危害性十分严重，近年来，国内对Q235钢的腐蚀行为进行了大量研究，并取得了一些成果。本文在对这些成果进行系统总结的基础上, 整理了Q235钢在国内各地不同种类成分的土壤的腐蚀行为，以及大气，溶液离子等因素对Q235钢腐蚀损伤情况的影响，包括对于正交实验法应用与设计进行总结，以及评价腐蚀结果的各种评价方法，对进一步研究采取正交试验法评价Q235钢的腐蚀损伤行为提供帮助。

关键词：Q235钢腐蚀损伤正交试验评价方法

1. Q235钢在土壤中腐蚀的研究

土壤是由土粒、水溶液、气体、有机物、带电胶粒和黏液胶体等多种组分成的极为复杂的不均匀多项体系。土壤胶体带有电荷，并吸附一定数量的阴离子，当土壤中存在少量水分时，土壤即成为一个腐蚀性的多相电解质，土壤中金属的腐蚀过程主要是电化学过程。金属材料在土壤中腐蚀受多种因素的影响，这些因素主要包括土壤的盐分、酸度、湿度、电场、有机质、微生物等，这些因素的综合作用导致土壤中金属设施的腐蚀。因此，研究土壤腐蚀规律，寻找有效的防蚀途径具有很重要的意义。

李文涛、林晶［1］应用现代表面分析技术研究了，Q235钢在硫酸盐还原菌(SRB)环境中的腐蚀行为，结果显示:(1) SRB总是先以单个菌吸附在碳钢表面，然后形成菌落在表面聚集，随着微生物膜的形成，腐蚀产物膜也很快形成，SRB的代谢产物更容易在试样表面吸附与金属离子形成腐蚀产物膜，开始的微生物膜和腐蚀产物膜都比较致密，具有一定的保护作用，然后变得疏松多孔，失去保护作用，并且在试片表面形成浓差电池加速腐蚀;(2)微生物膜和硫化物膜在金属表面分布不均匀，进而形成浓差电池引起腐蚀，Q235钢的微生物腐蚀主要以点蚀形式

发生，腐蚀产物膜的化合物组成以FeS为主。

于国才、王振尧等［2］根据Q235钢在海南地区第一年的土壤腐蚀试验结果，以及对各试验站土壤化学成分的分析，讨论土壤化学成分与Q235钢腐蚀失重的相关关系，结果显示:(I)在土壤的诸多化学成分中，对Q235钢腐蚀影响较大的是Ca2+和全氮量;(2)Ca2+与Q235钢腐蚀失重呈负相关;(3)全氮量与Q235钢腐蚀失重呈正相关。砖红壤酸性强，结构疏松，全氮量高，Q235钢腐蚀较重，多发生局部腐蚀;沙壤呈中性，结构紧密，全氮量低，腐蚀较轻，以均匀腐蚀为主。

李国华、孙成等［3］日研究了阴极保护对土壤中Q235钢硫酸盐还原菌腐蚀的影响，结果显示:(I)随着阴极极化电位负移的增大，有菌及灭菌土壤中Q235钢的平均腐蚀速率逐渐减小，阴极保护效率逐渐增大，在相同的阴极极化电位下，灭菌土壤中的阴极保护效率均大于接菌土壤，有菌土壤中Q235钢的平均腐蚀速率均大于灭菌土壤;(2)有菌及灭菌土壤中Q235钢试件周围土壤逐渐呈碱性，有菌土壤中Q235钢试件周围土壤中硫酸盐还原菌数量逐渐减少，当阴极极化电位为一l050mV时，Q235钢试件周围土壤中硫酸盐还原菌仍能够存活。在不同的阴极极化电位下，随着试验时间的增长，所需施加的电流密度逐渐减小并趋于稳定，而且随着阴极极化电位负移的增大，所需施加的电流密度稳定值越大，在相同的阴极极化电位下，有菌土壤中Q235钢所需要的阴极极化电流密度均大于灭菌土

壤。

2.Q235钢大气中的腐蚀研究

金属材料在大气环境中的腐蚀损失是最为严重的，全世界在大气中使用的钢材量一般超过其生产总量的60%。大气腐蚀造成的金属材料的损失占到腐蚀总损

失的50%以上，大气环境中的SO

2, CO

2

等污染物含量的增多，进一步加快了金

属材料的腐蚀［4］。

何建新，秦晓洲等［5］采用Q235钢在海南万宁距海岸95m,25m和海洋平台3个暴露点进行了半年大气腐蚀暴露试验，同时持续监测各暴露点空气中的氯离子含量，结果显示:(1)不同暴露点处的样品朝阳面和背阳面锈层中所含物相成份基本相同，25m处样品锈层中γ-Fe00H含量相对较低;(2)样品的朝阳面和背阳面腐蚀形貌存在较大差异，各暴露点样品腐蚀深度与各点空气中及锈层中的氯离子含

量密切相关，腐蚀产物的主相为γ-Fe00H和Fe

3O

4

，次相为。γ-Fe00H和8-Fe00H;

(3)半年腐蚀深度为150-3301xm，距海岸25m处腐蚀最严重;(4)3个暴露点处空气中氯离子半年的平均含量为2 -5mg/(100cm2 *d)，距海岸25m处空气中氯离子含量最高，3处氯离子含量高低顺序与各处样品腐蚀量大小顺序一致;(5)不同暴露点样品锈层中氯离子含量范围为5-15 mg/g，样品背阳面锈层中氯离子含量均大于朝阳面锈层，距海岸25m处锈层中氯离子含量最高。

3.Q235钢在溶液中腐蚀的研究

在石油、矿业、化纤及其他许多工业生产部门及生产过程中，都与酸、碱、盐等介质有关。这些介质对金属设备的腐蚀作用各异，因此，研究其对金属的腐蚀规律，对延长设备的使用寿命，保证安全生产至关重要。

李君、董超芳等［6］用电化学法和浸泡法研究了Q235/304L电偶对在3种不同浓度的Na2S溶液中的电偶腐蚀行为，用SEM观察试样的表面形貌，结果显示:(1)在实验所选溶液体系中，304L的阴阳极过程均为电化学活化步骤控制，而Q235钢的阳极过程表现出典型的阳极浓差极化与电化学活化混合控制特征;(2)偶接后Q235钢表面阳极金属的溶解过程与阴极过程同时进行，阳极溶解电流大于电偶电流;(3)Q235/304L电偶对在相同含硫环境下，电偶腐蚀效应随阴阳极面积比的增大而增大;(4)随着S2-浓度的升高，电偶对中Q235钢的腐蚀速率减小，电偶腐蚀效应也随之降低。