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马氏体组织在模拟货油舱底板环境中的腐蚀行为研究

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马氏体组织在模拟货油舱底板环境中的腐蚀行为研究

第十二届中国金属学会青年学术年会暨首届〝碳中和〞冶金青年科学家沙龙

作者：高峰李健周乃鹏罗小兵柴锋杨才福钢铁研究总院工程用钢研究院

钢铁材料的腐蚀,一直是人类可持续发展道路上的绊脚石。在原油运输的过程中,多种酸性介质与大型/超大型油轮的货油舱船板直接接触,严重损害油轮的服役寿命,危害原油运输的安全性。本文以高强度低合金钢为研究对象,通过调整热处理工艺分... 详细信息

钢铁材料的腐蚀,一直是人类可持续发展道路上的绊脚石。在原油运输的过程中,多种酸性介质与大型/超大型油轮的货油舱船板直接接触,严重损害油轮的服役寿命,危害原油运输的安全性。本文以高强度低合金钢为研究对象,通过调整热处理工艺分别获得铁素体-珠光体组织和马氏体组织,在模拟货油舱强酸性的腐蚀环境中,系统地研究马氏体组织的腐蚀行为和机理。结果表明,在强酸性条件下,马氏体钢的耐蚀性较差,腐蚀速率比铁素体-珠光体高35%左右;马氏体钢的锈层中存在大量横向裂纹,且锈层脱落严重;此外,马氏体板条间的电势差高于珠光体中铁素体与渗碳体间的电势差。综上,我们认为马氏体的高能晶体缺陷在模拟货油舱的强酸性环境中起破坏腐蚀的作用,且马氏体板条间的电势差较大,因而更容易被腐蚀,呈现出沟槽状的腐蚀形貌。

关键词：货油舱马氏体腐蚀行为与机理

来源： cnki会议评论

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含Cr低合金钢货油舱上甲板环境腐蚀行为

东南大学学报（自然科学版） 2013年第1期43卷 152-157页

作者：梁金明唐荻武会宾王立东北京科技大学高效轧制国家工程研究中心北京100083

为了研制货油舱上甲板用低合金耐蚀钢和了解该环境下的腐蚀机理,采用自制的O2-CO2-SO2-H2S湿气腐蚀模拟装置,对不同Cr含量的低合金钢进行腐蚀行为研究.在进行腐蚀试验后,首先测量了腐蚀速率,然后应用SEM对腐蚀产物膜的微观形貌及结构进... 详细信息

为了研制货油舱上甲板用低合金耐蚀钢和了解该环境下的腐蚀机理,采用自制的O2-CO2-SO2-H2S湿气腐蚀模拟装置,对不同Cr含量的低合金钢进行腐蚀行为研究.在进行腐蚀试验后,首先测量了腐蚀速率,然后应用SEM对腐蚀产物膜的微观形貌及结构进行分析,并通过EDS和XRD确定腐蚀产物膜的物相组成,采用EBSD手段分析大小角度晶界对腐蚀性能的影响.结果表明:模拟湿气腐蚀的腐蚀产物膜主要由α-FeOOH,γ-FeOOH,S,FeS2,Fe1-xS,FeS组成,且呈分层结构;3%Cr较1%Cr腐蚀速率显著下降;Cr含量上升到3%时,腐蚀产物膜内层出现明显的Cr富集;3%Cr较1%Cr含量实验钢的大角度晶界比例下降.Cr含量在一定范围内的提高有助于低合金钢表现出较好的耐蚀性能.

关键词： Cr含量货油舱腐蚀产物膜大角度晶界

含Cr低合金钢在货油舱下底板环境中的腐蚀行为

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华南理工大学学报（自然科学版） 2013年第10期41卷 72-78,91页

作者：梁金明唐荻武会宾张鹏程柳伟毛红艳刘晓童北京科技大学高效轧制国家工程研究中心北京100083 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

为探究货油舱下底板环境中的腐蚀机理并开发满足该服役条件的的低合金耐蚀钢,采用自制的货油舱下底板强酸性Cl-溶液模拟腐蚀装置,进行Cr含量不同的低合金钢的腐蚀行为研究.测量了模拟腐蚀实验中各合金钢的平均腐蚀速率,观察了实验后各... 详细信息

为探究货油舱下底板环境中的腐蚀机理并开发满足该服役条件的的低合金耐蚀钢,采用自制的货油舱下底板强酸性Cl-溶液模拟腐蚀装置,进行Cr含量不同的低合金钢的腐蚀行为研究.测量了模拟腐蚀实验中各合金钢的平均腐蚀速率,观察了实验后各试样表面的宏观形貌,应用SEM、EDS对腐蚀表面的微观形貌及元素分布进行了分析,并应用EBSD和TEM技术分析了钢的微观结构对该环境下腐蚀性能的影响,同时对不同Cr含量的低合金钢进行了极化曲线和交流阻抗谱分析.结果表明：货油舱下底板环境中,Cr含量为1％～3％时,腐蚀速率随着Cr含量的升高逐渐增大,点蚀现象随之变得明显;随Cr含量的增加,合金钢中的小角度低能晶界含量增加,同时钢的局部位错密度增加,两种微观结构综合作用促使腐蚀速率增大;腐蚀实验结果与电化学分析结果是对应的.

关键词：低合金钢货油舱下底板环境耐蚀性腐蚀速率

基于IMO标准的E36级低合金船板钢货油舱上甲板环境全周期腐蚀行为与机理

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材料研究学报 2014年第6期28卷 433-442页

作者：梁金明唐荻武会宾岳远杰北京科技大学高效轧制国家工程研究中心北京100083

为探究低合金钢在O2-CO2-SO2-H2S湿气环境中的腐蚀规律和机理,应用基于IMO标准自制的货油舱上甲板环境腐蚀模拟装置,对1种E36级低合金钢的全周期腐蚀行为进行研究。标准腐蚀试验后,测量了不同周期的腐蚀减薄量和腐蚀速率速率,拟合了25... 详细信息

为探究低合金钢在O2-CO2-SO2-H2S湿气环境中的腐蚀规律和机理,应用基于IMO标准自制的货油舱上甲板环境腐蚀模拟装置,对1种E36级低合金钢的全周期腐蚀行为进行研究。标准腐蚀试验后,测量了不同周期的腐蚀减薄量和腐蚀速率速率,拟合了25年外推腐蚀减薄量计算公式和曲线,观察去除腐蚀产物膜前后的宏观形貌,应用SEM对表层及截面腐蚀产物膜的微观形貌及结构进行分析,通过XRD和EDS分析腐蚀产物膜的物相组成和元素分布。结果表明:IMO标准全周期腐蚀实验后,实验用低合金钢的25年外推腐蚀减薄量为2.21 mm。在腐蚀前期,由温湿交替和酸性气体导致酸性液滴在腐蚀产物膜表层形成,进而形成腐蚀鼓泡;腐蚀后期,腐蚀鼓泡长大并伴随脱落,最终表层腐蚀产物膜全部脱落,内层腐蚀产物膜裸露于腐蚀环境中。腐蚀产物膜外层主要由α-FeOOH、γ-FeOOH、元素S、FeS2、Fe1-xS和FeS组成,结构相对疏松,内层腐蚀产物膜主要由致密的α-FeOOH组成。

关键词：金属材料货油舱 IMO标准低合金钢上甲板全周期腐蚀行为腐蚀机理腐蚀产物膜

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pH值对货油舱用耐蚀钢腐蚀特性的影响

钢铁研究学报 2016年第6期28卷 67-73页

作者：周鼎柴锋丁汉林罗小兵李灏安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243002 钢铁研究总院工程用钢研究所北京100081

针对油轮货油舱底部的高氯离子强酸性腐蚀环境,参照了IMO《货油舱用耐蚀钢实验程序》的要求,深入研究了腐蚀溶液的pH值对其腐蚀特性的影响,对比分析了普通E36级船板钢以及等强度级别的耐蚀船板钢腐蚀行为的差异。研究结果表明,pH值对钢... 详细信息

针对油轮货油舱底部的高氯离子强酸性腐蚀环境,参照了IMO《货油舱用耐蚀钢实验程序》的要求,深入研究了腐蚀溶液的pH值对其腐蚀特性的影响,对比分析了普通E36级船板钢以及等强度级别的耐蚀船板钢腐蚀行为的差异。研究结果表明,pH值对钢的腐蚀速率有显著影响。pH<3.0时,耐蚀钢的耐腐蚀性能,尤其是耐点蚀性能明显优于传统钢;pH≥3.0时,耐蚀钢和传统钢的腐蚀速率未表现出明显差异。强酸性氯离子环境下,实验钢的纯净度、微量耐蚀合金设计、显微组织共同决定了其耐腐蚀性能。钢中的非金属夹杂物是诱发局部腐蚀的主要原因;Cu、Ni、Sn元素的复合添加能显著提高耐蚀钢的腐蚀电位,同时耐蚀合金元素在锈层内部富集,提高了耐蚀钢表面锈层的致密性与稳定性;单一均匀的贝氏体显微组织有利于提高实验钢在酸性氯离子环境下的耐蚀性能,这主要是由于贝氏体组织中富碳相较少且分布均匀。

关键词：货油舱 pH值析氢腐蚀点蚀 Cu-Ni-Sn

VLCC货油舱内使用高空车的设计可行性研究

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船舶工程 2014年第S1期36卷 155-157,173页

作者：陈洪利李鹏张爱兵王中生渤海船舶重工有限责任公司辽宁葫芦岛125004 金海重工股份有限公司浙江舟山316200

针对基本设计阶段,研究解决VLCC船坞搭载时货油舱内高空车应用的难题。以VLCC产品设计为例,探讨了高空车的选择、设计中的改进方案、高空车作业运动及应用范围等问题以及为后续的技术和工艺设计提出指导建议。

关键词： VLCC 货油舱高空车船坞搭载可行性

撞击不同货油舱对被撞船舷侧结构碰撞性能影响

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中国航海 2014年第3期37卷 76-79页

作者：吴文锋邓术章宋修福浙江海洋学院海运与港航建筑工程学院浙江舟山316022 山东交通学院海运学院山东威海264200

以15.9万吨级的满载双壳油船为研究对象,对以往研究经常忽略的被撞船不同货油舱被撞时对碰撞性能带来的影响进行分析。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,分别对该船处于静止状态下被撞时的碰撞损伤机理和耐撞性能进行分析研究。通过对碰撞... 详细信息

以15.9万吨级的满载双壳油船为研究对象,对以往研究经常忽略的被撞船不同货油舱被撞时对碰撞性能带来的影响进行分析。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,分别对该船处于静止状态下被撞时的碰撞损伤机理和耐撞性能进行分析研究。通过对碰撞过程中产生的碰撞力、结构变形、结构吸能等进行计算、比较、分析,阐述被撞船不同货油舱被撞对结构损伤机理及碰撞性能的影响。研究结果表明,撞击不同货油舱对被撞船的碰撞性能的影响是不一致的。

关键词：水路运输船舶碰撞货油舱舷侧结构损伤机理碰撞性能

显微组织及环境参数对油轮货油舱用钢耐蚀性的影响

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显微组织及环境参数对油轮货油舱用钢耐蚀性的影响

作者：李灏安徽工业大学

学位级别：硕士

本文采用IMO（国际海事组织）《货油舱用耐蚀钢试验程序》规定的模拟货油舱内底板腐蚀试验方法，重点研究了不同类型的显微组织及其组成对低合金高强度船板钢在强酸性氯离子环境下耐蚀性的影响，同时还深入研究了环境温度和腐蚀周期对... 详细信息

本文采用IMO（国际海事组织）《货油舱用耐蚀钢试验程序》规定的模拟货油舱内底板腐蚀试验方法，重点研究了不同类型的显微组织及其组成对低合金高强度船板钢在强酸性氯离子环境下耐蚀性的影响，同时还深入研究了环境温度和腐蚀周期对内底板腐蚀速率和腐蚀形貌的影响规律，解释了低合金钢点蚀扩展机制。显微组织对钢的耐蚀性响的试验结果表明，在强酸性氯离子环境中马氏体（M）钢的耐蚀性最好。对马氏体钢的腐蚀过程观察研究发现，马氏体组织相间电位差较小，同时腐蚀过程中锈层形成快，锈层对基体的保护效果好较好，是其最终腐蚀速率较低的主要原因。珠光体+铁素体（P+F）钢耐蚀性最差，珠光体含量对钢在强酸性氯离子环境中的耐蚀性同样有较大影响，随珠光体含量的增大钢的耐蚀性降低，这主要因为珠光体与铁素体间较大的相间电位差，以及珠光体发生选择性腐蚀导致对锈层的破坏。目前珠光体+铁素体为货油舱用船板钢供货状态下的组织，而本文的研究显示通过少量Cu等合金元素的添加，该种组织状态下钢的耐蚀性得到了大幅度改善。相比较其它两种试验钢而言，贝氏体+铁素体（B+F）钢的相间电位差及锈层对基体的保护效果均优于珠光体+铁素体钢，同时贝氏体+铁素体钢可以在不降低钢的力学、焊接等性能的同时提高钢的耐蚀性。因而贝氏体+铁素体组织可以替代珠光体+铁素体组织，改善货油舱用钢的耐蚀性。环境温度的提高对钢的腐蚀具有较为明显加速作用，且在提高腐蚀温度和延长腐蚀周期时，钢中点蚀坑不断扩展。针对目前使用的珠光体+铁素体组织船板钢，在加入Cu,Ni合金元素后，腐蚀速率降低了约88%，耐蚀性有了较大幅度的提高，且腐蚀过程中点蚀坑的扩展方式发生变化。本文研究发现普通船板钢点蚀坑沿纵向深度扩展，耐蚀船板钢由于Cu元素在腐蚀过程中经再沉积形成的富铜颗粒在点蚀坑底部聚集，阻碍点蚀向深度方向的发展，致使耐蚀船板钢的点蚀坑沿横向直径方向扩展，相比较普通船板钢，耐蚀船板钢的点蚀扩展方式降低了点蚀的破坏性，极大提高了其实际使用过程中的安全性。

关键词：强酸性氯离子环境显微组织珠光体点蚀货油舱

pH值和NaCl浓度对货油舱内底板用钢腐蚀行为的影响

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pH值和NaCl浓度对货油舱内底板用钢腐蚀行为的影响

作者：周鼎安徽工业大学

学位级别：硕士

本文基于IMO标准《货油舱用耐蚀钢腐蚀试验程序》,对比了传统E36船板钢及同级别NS-E36耐腐蚀船板钢在模拟货油舱内底板腐蚀环境(酸性氯离子介质)下的腐蚀特性,研究了腐蚀介质参数(pH值和NaCl浓度)对两种钢腐蚀规律的影响,并从钢的化学... 详细信息

本文基于IMO标准《货油舱用耐蚀钢腐蚀试验程序》,对比了传统E36船板钢及同级别NS-E36耐腐蚀船板钢在模拟货油舱内底板腐蚀环境(酸性氯离子介质)下的腐蚀特性,研究了腐蚀介质参数(pH值和NaCl浓度)对两种钢腐蚀规律的影响,并从钢的化学成分设计、洁净度、显微组织、锈层特征、电化学等方面深入分析了传统钢和耐蚀钢腐蚀行为的差异,研究结果表明：溶液pH值对试验钢的腐蚀速率有显著的影响。传统钢和耐蚀钢的腐蚀速率均随着pH值的升高逐渐降低,其中,pH3.0时,传统钢和耐蚀钢的腐蚀速率均随pH值的变化不明显,且传统E36钢的局部腐蚀程度大大降低,两种钢的腐蚀速率基本相当(均低于0.2mm/year)。弱酸或中碱性环境下,一方面,钢的酸性溶解程度减弱,两种钢的均腐蚀程度都较弱。另一方面,由于酸性的减弱,点蚀诱发的孕育期变长,局部腐蚀形核数量少,且在该阶段腐蚀产物较少,难以在坑附近堆积,坑内Fe2+容易与外界发生离子交换,闭塞效应降低,在一定程度上缓解了点蚀坑的自酸化扩展。NaCl浓度同样对试验钢的腐蚀行为有显著影响,溶液中溶解氧浓度、矿活度、表面电容等参数共同决定了腐蚀速率的变化规律。其中,NaCl的浓度低于10%时,耐蚀钢NS-E36和传统E36钢的腐蚀速率均随着其浓度的升高而迅速减小,且在10%时达到最低点。此阶段,随着NaCl浓度的增加,溶液中氧浓度迅速降低,试样表面的有效电容不断减小,这是导致腐蚀速率急剧下降的主要原因：当NaCl浓度大于10%时,NS-E36钢的腐蚀速率维持在较为稳定状态,而E36钢的腐蚀速率略有上升。在此阶段,随着NaCl浓度的增加,溶液中的H+活度增强,导致溶液的pH值迅速下降,结合前面的研究结果,E36钢对酸性析氢腐蚀较为敏感,因此出现腐蚀速率小幅度上升趋势,而NS-E36耐蚀钢的耐酸性腐蚀能力较强,因此其腐蚀速率仍然保持在一个稳定状态。

关键词： pH值 NaCl浓度货油舱内底板酸性氯离子