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硫酸介质中咪唑-4-甲基亚胺基硫脲对碳钢的缓蚀作用

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表面技术 2024年第6期53卷 123-132页

作者：文家新重庆工业职业技术学院重庆401120

目的碳钢因其优异的性能被广泛应用于工农业中,为解决碳钢在酸性介质中的腐蚀问题。方法以氨基硫脲和咪唑-4-甲醛为原料合成了Schiff碱化合物咪唑-4-甲基亚胺基硫脲(MIT),采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(NMR)及质谱(EI-MS)表征... 详细信息

目的碳钢因其优异的性能被广泛应用于工农业中,为解决碳钢在酸性介质中的腐蚀问题。方法以氨基硫脲和咪唑-4-甲醛为原料合成了Schiff碱化合物咪唑-4-甲基亚胺基硫脲(MIT),采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(NMR)及质谱(EI-MS)表征了其分子结构。将MIT化合物作为H_(2)SO_(4)介质中碳钢的缓蚀剂,分别采用静态失重法、电化学测试及腐蚀形貌分析研究了其在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中对碳钢的缓蚀性能,通过吸附模型、X-射线光电子能谱(XPS)等方法研究了MIT分子在碳钢表面的吸附行为,采用密度泛函理论(DFT)和分子动力学模拟(MD)方法进行了理论计算研究。结果MIT在H_(2)SO_(4)溶液中对碳钢的缓蚀效率随其添加量的增大而提高,随腐蚀环境温度的提高而下降,293 K下其在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中的最佳质量浓度为240 mg/L,对应的缓蚀效率可达95.4%。MIT是一种混合型缓蚀剂,电化学缓蚀机理可解释为“几何覆盖效应”。在碳钢表面的MIT分子吸附属于化学和物理混合吸附(△G_(ads)^(°)=-31.62 kJ/mol,293K),且服从Langmuir吸附定律。结论MIT可有效抑制碳钢在H_(2)SO_(4)溶液中的腐蚀,MIT的合成既为H_(2)SO_(4)溶液中碳钢的腐蚀防护开发了一种有效方法,也为其他酸性介质中碳钢缓蚀剂的开发提供了新思路。

关键词：缓蚀作用硫酸介质咪唑-4-甲基亚胺基硫脲碳钢电化学测试理论计算

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基于腐蚀大数据的碳钢海洋大气腐蚀行为

中国表面工程 2024年第2期37卷 58-71页

作者：夏晓健杨国威林德源李清朱仁政杨小佳陈奕扬万芯瑗严康骅韩纪层陈云翔洪毅成陈天鹏国网福建省电力有限公司电力科学研究院福州350007 北京科技大学新材料技术研究院北京100083 国网福建省电力有限公司莆田供电公司莆田351100

随着“一带一路”和“海洋强国”等重大战略的深入推进,沿海地区及海上重大装备设施面临着空前严峻的海洋环境挑战。深入研究海洋大气腐蚀行为,对于延缓腐蚀过程、确保设施安全运行以及防止重大安全事故和经济损失具有至关重要的意义。... 详细信息

随着“一带一路”和“海洋强国”等重大战略的深入推进,沿海地区及海上重大装备设施面临着空前严峻的海洋环境挑战。深入研究海洋大气腐蚀行为,对于延缓腐蚀过程、确保设施安全运行以及防止重大安全事故和经济损失具有至关重要的意义。以Q235碳钢作为研究对象,基于腐蚀大数据技术,通过周期浸泡加速试验获取实时连续的腐蚀数据,研究环境因子Cl^(−)、HSO_(3)^(−)及pH值对碳钢海洋大气腐蚀行为的影响。结果表明:随着Cl^(−)、HSO_(3)^(−)浓度的增加或pH值的降低,腐蚀累积量呈不断上升的趋势,腐蚀大数据采集结果与碳钢试样腐蚀形貌及锈层分析结果一致。随试验的进行,当Cl^(−)浓度较低时,锈层朝着更加稳定的方向发展;Cl^(−)浓度较高时,锈层稳定性不断下降。0.05%HSO_(3)^(−)浓度下,腐蚀始终以相对较低的速率匀速进行;浓度为0.1%时,腐蚀先是匀速进行,但由于腐蚀后期形成了具有一定保护性的锈层,腐蚀速率有所下降;当浓度达到0.2%时,腐蚀速率在试验后期反而加快,锈层难以维持相对稳定的状态。试验环境pH=5或3时,整个试验周期的腐蚀速率整体呈下降趋势;pH=1时,腐蚀速率呈持续上升趋势。腐蚀大数据方法与传统挂片法研究结果具有较高的一致性,验证了腐蚀大数据手段对于环境腐蚀研究的可靠性,研究结果可为后续开展数据分析与挖掘工作奠定基础。

关键词：海洋大气腐蚀碳钢腐蚀传感器腐蚀大数据

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碳钢大气腐蚀的大数据分析

腐蚀与防护 2024年第2期45卷 75-84页

作者：夏晨瀚杨小佳李清李晓刚杜楠南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室南昌330063 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

采用电偶型大气腐蚀监测传感器,在我国4种典型大气环境中对Q345碳钢的大气腐蚀行为进行了长期的大数据监测,同时记录了气温、相对湿度、以及空气污染指数等环境数据。讨论了在室外动态大气环境中碳钢腐蚀行为与各种环境因素之间的关系,... 详细信息

采用电偶型大气腐蚀监测传感器,在我国4种典型大气环境中对Q345碳钢的大气腐蚀行为进行了长期的大数据监测,同时记录了气温、相对湿度、以及空气污染指数等环境数据。讨论了在室外动态大气环境中碳钢腐蚀行为与各种环境因素之间的关系,利用机器学习获取环境因素中影响碳钢大气腐蚀行为的关键因素,建立了通过环境因素预测碳钢腐蚀行为的试验方法。结果表明:相对湿度和温度是影响碳钢腐蚀最主要的因素;机器学习可以通过环境因素预测碳钢的腐蚀趋势,但预测值与真实值之间还存在一定误差,需要对模型进行反复训练并对算法不断修正。

关键词：大气腐蚀碳钢环境因素腐蚀大数据

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一种新型缓蚀剂对碳钢材料的缓蚀性能研究

功能材料 2024年

作者：付占达柳鑫华王瀛赵红丽王磊夏一鸣古林艳杜嘉瑞王伊然 1.唐山师范学院化学系 2.河北省可降解聚合物重点实验室唐山师范学院化学系河北省可降解聚合物重点实验室

用硫代甲酰二肼与聚琥珀酰亚胺合成了新型改性聚天冬氨酸(PASP/CD)。其次,使用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(NMR)对PASP/CD进行了结构表征。最后,采用重量法、电化学法、原子力显微镜(AFM)、接触角和扫描电镜及能谱研究了PASP/CD在0.5 ... 详细信息

用硫代甲酰二肼与聚琥珀酰亚胺合成了新型改性聚天冬氨酸(PASP/CD)。其次,使用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(NMR)对PASP/CD进行了结构表征。最后,采用重量法、电化学法、原子力显微镜(AFM)、接触角和扫描电镜及能谱研究了PASP/CD在0.5 M盐酸溶液中对碳钢的缓蚀行为。结果表明,PASP/CD作为混合型缓蚀剂,在盐酸溶液中加入PASP/CD后,体系的电荷转移电阻显著增加。PASP/CD的浓度为80 mg/L时缓蚀效率最高,达到91.48%,远高于PASP;与PASP相比,PASP/CD的缓蚀性能受温度的影响较小。AFM图和粗糙度数据可知PASP/CD具有良好的腐蚀抑制性能。发现PASP/CD的缓蚀作用是由于其侧链上的新官能团在钢表面的物理和化学吸附作用成膜的结果。本研究为拓宽绿色水处理剂聚天冬氨酸的综合性能提供技术支持。

关键词：改性聚天冬氨酸碳钢腐蚀电化学法表面分析

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丙氨酸衍生物的合成及对碳钢的缓蚀性能研究

工业水处理 2024年第6期44卷 111-116页

作者：田会娟赵玥郭强强洪岩唐山学院新材料与化学工程学院河北唐山063002 唐山师范学院化学系河北唐山063002 迁安市宏奥工贸有限公司河北迁安064401

以丙氨酸为原料制备丙氨酸盐酸盐,再通过酰胺化反应,合成丙氨酸衍生物,采用红外和核磁共振氢谱对产物结构进行了表征。利用失重法、电化学方法和扫描电镜研究了丙氨酸及丙氨酸衍生物在30℃、0.5 mol/L硫酸介质中对碳钢的缓蚀效果。结果... 详细信息

以丙氨酸为原料制备丙氨酸盐酸盐,再通过酰胺化反应,合成丙氨酸衍生物,采用红外和核磁共振氢谱对产物结构进行了表征。利用失重法、电化学方法和扫描电镜研究了丙氨酸及丙氨酸衍生物在30℃、0.5 mol/L硫酸介质中对碳钢的缓蚀效果。结果表明,丙氨酸衍生物由于增加了疏水烷烃长链,缓蚀效果明显优于丙氨酸。失重法和电化学法缓蚀性能测试均表明在丙氨酸衍生物投加量300 mg/L时,缓蚀率即可达到90%以上。缓蚀剂在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附模型。丙氨酸衍生物在较低质量浓度(50~100 mg/L)时对阳极金属氧化反应起到抑制作用,为阳极型缓蚀剂;在较高质量浓度(200~500 mg/L)时会同时降低阴极析氢反应和阳极金属氧化反应的速率,从而降低整体腐蚀反应的速率,为混合型缓蚀剂。

关键词：缓蚀剂丙氨酸丙氨酸衍生物碳钢

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基于图像处理的碳钢表面激光除锈工艺研究

中国激光 2024年

作者：段家振史如新张伟王庆任显铭国网江苏省电力有限公司常州供电分公司

激光清洗技术是一种绿色、高效、无接触的先进清洗技术。为探究碳钢表面锈蚀污染层的激光清洗工艺，本文利用红外纳秒激光器，基于正交试验主要研究了激光功率、扫描速度、扫描次数和填充间距等工艺参数对除锈效果的影响规律。通过对激... 详细信息

激光清洗技术是一种绿色、高效、无接触的先进清洗技术。为探究碳钢表面锈蚀污染层的激光清洗工艺，本文利用红外纳秒激光器，基于正交试验主要研究了激光功率、扫描速度、扫描次数和填充间距等工艺参数对除锈效果的影响规律。通过对激光清洗前后区域进行灰度化处理，并对灰度均值进行极差和方差分析，建立起基于灰度均值特征的碳钢除锈效果评价标准。结果表明，通过图像识别处理能够快速、准确确定碳钢表面状态，为后续激光清洗工艺提供量化评价指标。

关键词：激光清洗碳钢正交试验工艺参数灰度特征

木质素磺酸钙对模拟混凝土孔隙腐蚀液中碳钢阻锈作用

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混凝土 2024年第1期 116-119,123页

作者：周钰鑫季涛靳丁帅男施佳汇王海洲周鸣牛龙龙张士萍南京工程学院建筑工程学院江苏南京211167

钢筋混凝土结构常因钢筋锈蚀而导致过早破坏,加入阻锈剂可以有效抑制钢筋锈蚀,提高钢筋混凝土结构耐久性。在模拟混凝土孔隙腐蚀液中加入不同浓度的木质素磺酸钙,通过开路电位、交流阻抗谱和动电位极化曲线研究其对碳钢的阻锈作用与机... 详细信息

钢筋混凝土结构常因钢筋锈蚀而导致过早破坏,加入阻锈剂可以有效抑制钢筋锈蚀,提高钢筋混凝土结构耐久性。在模拟混凝土孔隙腐蚀液中加入不同浓度的木质素磺酸钙,通过开路电位、交流阻抗谱和动电位极化曲线研究其对碳钢的阻锈作用与机理。结果表明:在3.5%Na Cl、p H为12.5的腐蚀液中,木质素磺酸钙可提高开路电位、增大电荷转移电阻以及减小腐蚀电流密度,从而起到阻锈作用。同时,木质素磺酸钙在碳钢表面能够与氯离子竞争吸附,保护钝化膜,抑制腐蚀发展。

关键词：木质素磺酸钙腐蚀模拟液阻锈剂氯离子碳钢

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碳钢弯管段流动加速腐蚀问题分析与研究

有色设备 2024年第1期38卷 8-14页

作者：程俊杰王宏铭潘代龙司晓东董云山宁夏京能宁东发电有限责任公司宁夏银川751400 江苏科技大学能源与动力学院江苏镇江212100

弯管是化工及电力管道中容易失效的构件之一。本文通过电化学测量研究了碳钢弯管段不同入口流速(1 m/s、2 m/s和3 m/s)下腐蚀电流密度的分布情况,并基于稳态传质电化学腐蚀结合电偶腐蚀理论建立了碳钢弯管段肘部流动加速腐蚀预测模型。... 详细信息

弯管是化工及电力管道中容易失效的构件之一。本文通过电化学测量研究了碳钢弯管段不同入口流速(1 m/s、2 m/s和3 m/s)下腐蚀电流密度的分布情况,并基于稳态传质电化学腐蚀结合电偶腐蚀理论建立了碳钢弯管段肘部流动加速腐蚀预测模型。试验结果表明,碳钢弯管段的腐蚀电流密度最大值出现在弯管段的最外侧,这说明弯管外侧的弯曲部位更容易发生穿孔。此外,弯管段的电偶腐蚀密度分布与试验结果和电厂实际统计情况相一致,验证了该模型的准确性。研究结果可为电力、化工等工业输运管道的设计优化和运行监测提供有效依据。

关键词：流动速腐蚀弯管电偶腐蚀预测模型碳钢腐蚀电流密度

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碳钢件焊缝缺陷检测用正交涡流探头研究

铁道技术监督 2024年第4期52卷 34-39,46页

作者：刘克伟张唯高利华金渶棋北京市地铁运营有限公司运营二分公司北京100043

由于传统涡流探头具有明显的提离效应,难以检测表面不平整的焊缝。为此,基于均匀涡流检测原理,设计一种用于焊缝缺陷检测的正交涡流探头。采用理论计算方法,研究正交探头检测原理,设计探头有限元仿真模型,分析探头结构和线圈尺寸对检测... 详细信息

由于传统涡流探头具有明显的提离效应,难以检测表面不平整的焊缝。为此,基于均匀涡流检测原理,设计一种用于焊缝缺陷检测的正交涡流探头。采用理论计算方法,研究正交探头检测原理,设计探头有限元仿真模型,分析探头结构和线圈尺寸对检测灵敏度的影响。利用设计的正交涡流探头对碳钢件焊缝开展探伤检测试验。当提离量不大于2 mm时,有效检测出宽度为0.25 mm、深度为1 mm的碳钢板焊缝表面人工开口裂纹。试验结果表明,正交涡流探头能有效抑制检测过程中提离效应的影响,验证了探头用于焊缝表面缺陷检测的可行性。

关键词：涡流检测正交涡流探头碳钢焊缝提离效应