Proceedings of 22nd International Corrosion Congress
Corrosion Mechanisms
- 2026
- Buch
- Herausgegeben von
- Xiaogang Li
- Buchreihe
- Springer Proceedings in Materials
- Verlag
- Springer Nature Singapore
Über dieses Buch
Dieses Buch ist eine umfassende Sammlung von Forschungsarbeiten, die auf dem 22. Internationalen Korrosionskongress vom 22. bis 26. Oktober 2024 in Xi 'an, China, vorgestellt wurden. Das Buch dient Wissenschaftlern, Forschern und Fachleuten weltweit als wertvolle Ressource für den kritischen Fortschritt und die technischen Fortschritte bei Korrosion und Schutz. Das Buch konzentriert sich auf die neuesten Erkenntnisse und Fortschritte von Ansätzen zur Korrosionsbekämpfung, einschließlich Korrosions- und Kalkinhibitoren, intelligenter Korrosionsbekämpfung, metallischen Beschichtungen, Oberflächenbehandlung und anorganischen Beschichtungen, funktionalen Beschichtungen und Korrosionsüberwachung. Der Internationale Korrosionsrat (ICC), der 1961 gegründet wurde, besteht aus Vertretern von Ländern, die daran interessiert sind, den Nutzen zu steigern, der sich aus der Förderung der Korrosionswissenschaften und -technik ergibt. Diese Vertreter, die derzeit aus 64 Mitgliedsländern kommen, werden in der Regel von national anerkannten Korrosionsgesellschaften oder nationalen Organisationen mit einem erheblichen Interesse an Korrosion ernannt. Dieser Ausschuss fungiert für den Rat zwischen den Sitzungen des Internationalen Korrosionskongresses, die normalerweise alle drei Jahre abgehalten werden.
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Über dieses Buch
This book is a comprehensive collection of research papers presented at 22nd International Corrosion Congress held on October 22–26, 2024, in Xi'an, China. The book serves as a valuable resource of the critical progress and technical advances in corrosion and protection for academics, researchers, and professionals worldwide. The book focuses on the latest findings and progress of corrosion control approaches including corrosion and scale inhibitors, intelligent corrosion control, metallic coatings, surface treatment and inorganic coatings, functional coatings, and corrosion monitoring.
The International Corrosion Council (ICC), founded in 1961, consists of representatives of countries interested in increasing the benefits to be derived from the advancement of corrosion science and engineering. These representatives, currently from 64 member countries, are generally appointed by nationally recognized corrosion societies or by national organizations with a significant interest in corrosion. This committee acts for the Council between International Corrosion Congress meetings which are normally held every three years.
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Inhaltsverzeichnis
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Frontmatter
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A Comprehensive Study on Corrosion Resistance of Basalt Fiber in HCl Solution for Effect by Silane Coupling Agents in Sizing Agent
Junlan Li, Like Zou, Jiajun He, Junxing Zhao, Xijie Zhang, Mingfeng He, Wan Gou, Xin Wen, Chuan LaiDieses Kapitel befasst sich mit der Korrosionsbeständigkeit von Basaltfasern, die mit Silan-Kupplungsmitteln KH550 und KH560 in Salzsäure (HCl) -Lösungen behandelt werden. Die Studie untersucht die Gewichtsverlustrate der Fasern bei unterschiedlichen HCl-Konzentrationen, Temperaturen und Korrosionszeiten. Durch REM und EDS-Kartierungsanalysen werden die Oberflächenmorphologie und elementare Veränderungen der Fasern gründlich untersucht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Basaltfasern, die mit KH550 behandelt wurden, eine bessere Korrosionsbeständigkeit aufweisen als solche, die mit KH560 behandelt wurden. Der Korrosionsprozess korreliert positiv mit HCl-Konzentration, Temperatur und Zeit, wobei der Korrosionsmechanismus den Ionenaustausch zwischen Metalloxiden in den Fasern und H + -Ionen umfasst. Dies führt zur Bildung von Schadensrissen und einer mehrschichtigen Ablösung der Faserstruktur. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Korrosionsbeständigkeit von Basaltfasern durch die Oberflächenbehandlung mit Silan-Kupplungsmitteln signifikant verbessert werden kann, was wertvolle Erkenntnisse für Anwendungen in rauen Umgebungen liefert.KI-Generiert
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AbstractIn this study, bisphenol A epoxy resin was used as the film-forming agent, and the silane coupling agent of KH550 and KH560 were selected as sizing agent additives to draw the basalt fibers of U-550 and V-560. The corrosion resistance of the two fibers at different temperatures, HCl concentrations and corrosion times was studied by weight loss method, SEM and EDS. The results show that the corrosion resistance of the basalt fiber treated with KH550 is better than that of the sample treated with KH560, and decreases with the increase of HCl solution concentrations, temperatures and corrosion times. When the experimental temperature is 70 °C, the mass loss rate of the two basalt fibers in 1 mol/L HCl concentration, at 8 h is the largest, which is 17.93% and 20.03%, respectively. -
A Machine Learning-Driven Framework for Corrosion Risk Assessment in Long-Distance Pipelines
Hengfeng Li, Shaosong Chen, Lin Li, Wenwen Li, Xiuqian Hu, Jinguang WangDieses Kapitel untersucht ein ausgeklügeltes, maschinell lernendes Rahmenwerk, das darauf ausgelegt ist, Korrosionsrisiken in Langstreckenpipelines zu bewerten und abzumildern. Das Rahmenwerk integriert Daten aus mehreren Quellen, einschließlich öffentlicher Umweltfaktoren wie Erdbeben und Wetterbedingungen, sowie private Betriebs- und Wartungsdaten wie Inspektionsergebnisse und die Leistung kathodischer Schutzsysteme. Ein umfassender Feature-Engineering-Workflow sorgt für Datenqualität und -konsistenz, während ein Ansatz mit mehreren Modellen die Vorhersagegenauigkeit erhöht. Die dynamischen Optimierungsstrategien des Rahmenwerks ermöglichen eine kontinuierliche Verbesserung und Anpassungsfähigkeit. Wichtige Leistungsindikatoren für Risikobewertung, Modellleistung und Systembetrieb bieten einen robusten Mechanismus zur Bewertung und Optimierung. Die Schlussfolgerung hebt das Potenzial des Rahmens hervor, die Beschränkungen traditioneller Bewertungsmethoden anzugehen, und schlägt zukünftige Richtungen für Verfeinerung und Erweiterung vor.KI-Generiert
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AbstractThe rapid advancement of Industrial Internet of Things (IIoT) and machine learning technologies has exposed limitations in traditional corrosion risk assessment methods, particularly in terms of accuracy and real-time performance. This study presents an innovative machine learning-based framework for corrosion risk assessment in long-distance pipelines. The framework integrates public environmental factors (e.g., meteorological and geological data) with private operation and maintenance data (e.g., intelligent pigging and cathodic protection monitoring data). For data management, customized preprocessing workflows have been designed for various data types, and information is organized in an N-dimensional vector format to ensure data quality and consistency. The modeling component employs an adaptive optimization algorithm based on historical data, incorporating multiple pre-set machine learning models and their hyperparameter spaces. Through automatic adjustment and selection of optimal model configurations, the framework significantly improves the accuracy and generalization capability of risk assessment. Multiple specialized models are coupled using ensemble learning methods, forming an end-to-end risk assessment workflow. This study also explores strategies for model deployment and continuous optimization mechanisms, ensuring the framework’s scalability and maintainability in practical production environments. The proposed comprehensive framework aims to enhance the accuracy, efficiency, and adaptability of corrosion risk assessment for long-distance pipelines, thereby providing robust support for operation and maintenance decisions. -
Analysis of Corrosion Products of 316H Stainless Steel Under High Temperature on LIBS System
Ruizhi Fan, Linyuan Cao, Yong Hu, Xin LiuDieses Kapitel befasst sich mit der Analyse von Korrosionsprodukten in 316H-Edelstahl mittels laserinduzierter Plasmaspektroskopie (LIBS) unter Hochtemperaturbedingungen. Die Studie vergleicht LIBS mit herkömmlichen Methoden und unterstreicht ihre zerstörungsfreie Natur und ihr Potenzial für In-situ-Analysen. Zu den Schlüsselthemen zählen der Versuchsaufbau, der Einfluss der Argon-Atmosphäre auf spektrale Messungen und die Variation des Elementgehalts mit der Tiefe. Die Ergebnisse zeigen die Machbarkeit des Einsatzes von LIBS für Hochtemperatur-Elementaranalysen und machen es zu einem vielversprechenden Instrument zur Überwachung der Korrosion in Kernkraftwerken. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über die Vorteile von LIBS und seine potenziellen Anwendungen in der Atomindustrie.KI-Generiert
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AbstractThe measurement of corrosion of reactor materials is of guiding significance for the safe operation of reactors and can solve the engineering problem of material failure identification in nuclear power plants. 316H stainless steel has excellent corrosion resistance and is widely used in the core structure and cooling system of nuclear power plants. The laser induced breakdown spectroscopy(LIBS) system for high temperature samples was built to measure 316H stainless steel on line. The system can control the ambient temperature of the sample and simulate the reactor condition. The variation of Fe, Cr, C, O and other elements with depth was deduced by combining the pulse times and the depth of the pulse pit, which provided a reference for judging the corrosion degree and corrosion mechanism. The experimental results accumulate experience and data for the evaluation of corrosion properties of structural materials used in reactors under high temperature environment using LIBS. -
Comprehensive Analysis of Electromagnetic Interference Effects on Adjacent Oil and Gas Pipelines by Buried Power Cables
Haiyang Zhao, Shaosong ChenDieses Kapitel vertieft sich in die kritische Frage der elektromagnetischen Störungen (EMI), die durch verlegte Stromkabel an benachbarten Öl- und Gaspipelines verursacht werden. Darin werden die Sicherheits- und Betriebsrisiken untersucht, die mit diesem Eingriff verbunden sind, insbesondere in Szenarien, in denen Stromnetze und Pipelines aufgrund von Landengpässen ähnliche Routen teilen. Die Analyse deckt verschiedene Betriebszustände ab, einschließlich ausgeglichener und unausgewogener Betriebszustände sowie Kurzschlussstörungen. Die Studie nutzt numerische Simulationsmodelle, die von CDEGS-Software entwickelt wurden, um die Auswirkungen von EMI auf Pipelines zu bewerten. Schlüsselergebnisse deuten darauf hin, dass sich die Interferenzniveaus unter stationären Bedingungen innerhalb sicherer Grenzen befinden und kein Risiko für die Korrosion von Personal oder Pipelines darstellen. Bei Störungen jedoch, insbesondere wenn Schutzmantel zerbrochen sind, können die Störpegel die Sicherheitsgrenzen überschreiten und erhebliche Risiken darstellen. Das Kapitel schlägt wirksame Maßnahmen zur Abschwächung vor, wie etwa die Verlegung flach vergrabener Erdungsdrähte und die Verwendung von Festkörperentkopplern, um Störspannungen auf ein zulässiges Maß zu reduzieren. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Umsetzung dieser Maßnahmen, um die Sicherheit und Integrität von Rohrleitungssystemen in der Nähe von Hochspannungsleitungen zu gewährleisten.KI-Generiert
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AbstractIn economically developed areas with great energy demand, the available land resources are gradually decreasing, and overhead power transmission lines are being replaced by underground cables. This has led to inevitable intersections and parallel layouts with buried oil and gas pipelines in the same corridor. The electromagnetic fields generated by high-voltage cables may cause varying degrees of interference to nearby metallic pipelines and other electrical equipment, and may even lead to safety incidents. This paper takes an actual case where a 110 kV high-voltage power cable parallels and crosses with a buried pipeline as the research object, and through numerical modelling with CDEGS software packages, comprehensively analyzes the electromagnetic interference effects of power lines on adjacent pipelines under steady-state balanced operation, steady-state unbalanced operation, and short-circuit fault conditions. The modelling results show that under the steady-state conditions of balanced operation of double-circuit power cables and unbalanced operation of single-circuit with a 5% imbalance, the AC voltage, touch voltage, and AC current density along the pipeline are all significantly lower than the corresponding safety limits, and there is no risk of electric shock safety to human or AC corrosion to pipeline. During the fault operation of the power cable, especially when the cable sheath protector is broken down and grounded, the maximum touch voltage along the pipeline exceeds the safety limit value for transient conditions, reaching more than 2 times, indicating a risk to personal safety. Further modelling results show that at the intersection of the cable and the pipeline, grounding the pipeline through a solid-state decoupler connected to a zinc ribbon can effectively mitigate this safety hazard. -
Cause Analysis of Spot Rust Defects on the Surface of Special Steel SCM415 Pickling Plate
Liangliang Zhang, Yang Yu, Zhenyi Huang, Dawei Zhang, Jie WenDieses Kapitel untersucht die Ursachen von Fleckenrostschäden an der Oberfläche von SCM415-Spezialstahl während des Beizprozesses, wobei der Einfluss von Mn- und Cr-Elementen im Mittelpunkt steht. Durch umfangreiche experimentelle Analysen mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) und energiedispersiver Spektroskopie (EDS) zeigt die Studie, dass die Anreicherung von Mn- und Cr-Elementen an unterschiedlichen Positionen auf der Stahlplatte die Beizqualität erheblich beeinflusst. Die Untersuchung zeigt die Bildung von hydroxyliertem Eisenoxid und das Vorhandensein von Flockungsmitteln an Defektstellen, die hauptsächlich aus Cr, O, Mn und einer kleinen Menge Cl bestehen. Die Studie untersucht auch das Oxidationsverhalten von SCM415-Stahl unter verschiedenen Sauerstoffatmosphären und -temperaturen und bietet Einblicke in die Korngrenzoxidationsmorphologie und den Einfluss niedrigen Sauerstoffpartialdrucks auf die Bildung selektiver Oxidation. Das Kapitel schließt mit praktischen Maßnahmen zur Reduzierung von Fleckenrostschäden, wie der Zugabe einer angemessenen Menge an Si-Element zum Stahl, der Einführung von Niedertemperaturzapfungen und der Erhöhung des Warmwalzprozesses im Ofen. Diese Ergebnisse bieten wertvolle Lösungen zur Verbesserung der Qualität und Zuverlässigkeit von SCM415-Stahlprodukten.KI-Generiert
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AbstractWith The formation reasons of corrosion defects on the surface of special steel SCM415 pickling plate were analyzed using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), electron probe microanalysis (EPMA) and other methods. The results showed that the corrosion defects were in the form of nearly circular thin films with sizes ranging from 300 to 800 μm. The main components of the corrosion site were Mn and O elements, with almost no Cr element. The corrosion defects are closely related to the state of oxide scale on the surface of hot-rolled steel plates. During the hot rolling heating furnace and high-temperature rolling process, uneven Cr and Mn oxidation products are generated on the surface of the slab, and localized Cr depletion occurs, leading to preferential corrosion after acid washing. By adding an appropriate amount of Si element to the steel and using low-temperature tapping to increase the hot rolling process in the furnace, the uneven enrichment of Cr can be effectively reduced, and the spot defects after acid washing can be greatly reduced. -
Correlation Analysis Between Microalloying Elements and Electrochemical Characteristics of Low-Alloy Steels in Chloride-Containing Environments
Mindong Chen, Yang Wu, Liwei Wang, Zhongyu Cui, Tengfei Liu, Yuanshuang LiuDieses Kapitel untersucht das elektrochemische Korrosionsverhalten von sechs Arten niedrig legierten Stahls Q345 in unterschiedlichen Konzentrationen von NaCl-Lösungen und simuliert die korrosive Umgebung in Raffinerien und Anlagen zur chemischen Verarbeitung. Die Studie konzentriert sich auf den Einfluss mikrolegierender Elemente auf die Korrosionsbeständigkeit und zeigt, dass Elemente wie Mn, Nb, Cr, Ti, Zr und N die Korrosionsbeständigkeit signifikant verbessern, während P und S nachteilige Auswirkungen haben. Durch Tafel-Polarisierung und elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) identifizieren die Forscher wichtige Korrelationen zwischen Legierungselementen und Korrosionsverhalten und bieten wertvolle Erkenntnisse zur Optimierung der Stahlzusammensetzung, um die Sicherheit und Langlebigkeit in industriellen Anwendungen zu verbessern. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung einer präzisen Steuerung der Legierungselemente, um die Leistung niedrig legierter Stähle in chloridreichen Umgebungen zu verbessern.KI-Generiert
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AbstractThis study investigates the corrosion behavior of six types of Q345 low-alloy steel in chloride-containing environments to explore the relationship between microalloying element content and electrochemical characteristics. NaCl solutions with concentrations of 0.01 M, 0.1 M, 1 M, and saturated were used to simulate refinery and chemical process corrosion conditions. The polished steel samples were immersed for durations of 50 h, followed by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization tests. The results reveal that during the early stages of corrosion, microalloying elements have impact on the anodic process, dominated by iron dissolution. However, the cathodic behavior is significantly influenced by microalloying elements, particularly as NaCl concentration increases. Spearman correlation analysis between the alloying elements (Mn, Nb, Cr, Ti, Zr, N, P, S, Cu, Ni) and electrochemical parameters (corrosion potential and current, charge transfer resistance) demonstrated that elements such as Mn, Nb, Cr, Ti, Zr, and N enhance corrosion resistance, while P and S negatively affect it. These findings provide insights into the optimization of microalloying elements for developing more corrosion-resistant low-alloy steels in industrial applications. -
Corrosion Inhibition of Bio-Based Melatonin on AA5052 Aluminum Alloy Under Negative Pressure
Daquan Zhang, Zhiqiang Wang, Zhuoran Zhang, Shifei AnDieses Kapitel befasst sich mit der Korrosionshemmung von biobasiertem Melatonin auf AA5052-Aluminiumlegierungen unter Unterdruck, einem entscheidenden Faktor in Entsalzungstechnologien. Die Studie untersucht die Auswirkungen des negativen Drucks auf die Korrosionsraten und die Hemmungsmechanismen von Melatonin. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen die signifikante Verringerung der Korrosionsraten bei sinkendem Betriebsdruck und die effektive Adsorption von Melatonin an der Aluminiumlegierungsoberfläche. Die Forschung setzt Gewichtsverlusttests, elektrochemische Messungen und Oberflächenanalysetechniken ein, um den Korrosionshemmungsmechanismus aufzuklären. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Melatonin als wirksamer Korrosionsinhibitor dienen kann, der die Korrosionsbeständigkeit von Wärmeaustauschrohren aus Aluminiumlegierungen während des LT-MED-Prozesses verbessert. Diese Studie bietet wertvolle Einblicke in die praktische Anwendung biobasierter Korrosionsschutzmittel im industriellen Umfeld.KI-Generiert
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AbstractAluminum alloy heat exchange tube is attractive for the Low Temperature-Multi Effect Distillation (LT-MED) desalination device, for its low cost and excellent mechanical property. The corrosion damage is the key issue that influences on its service life. In this work, the corrosion inhibition of the bio-based melatonin (MEL) on AA5052 aluminum alloy in 3 wt.% NaCl solution under negative pressure is investigated by the weight-loss method and the electrochemical measurements. The decrease of the operation pressure makes the corrosion potential of AA5052 aluminum alloy to move positively and decreases its corrosion rate significantly. The corrosion potential and the critical pitting potential shift to the positive direction in the presence of MEL under different pressure. The MEL inhibits the corrosion of AA5052 aluminum alloy in 3 wt.% NaCl solutions very well. The corrosion inhibition efficiency of MEL decreases evidently under negative pressure. The decrease of pressure can change the surface films of aluminum alloy and thus affects effectively the adsorption behavior of the MEL. -
Effect of Cr on the Reduction Behavior of Corrosion Product Formed on Low Alloy Steels in Flowing Thin Electrolyte Layer
Shan Jiang, Jianping Cao, Feifan Xu, Xuetao LiDiese Studie untersucht den Einfluss von Chrom auf das Reduktionsverhalten von Korrosionsprodukten, die auf niedrig legierten Stählen in fließenden dünnen Elektrolytschichten gebildet werden. Schlüsselthemen sind das elektrochemische kathodische Verhalten chromangereicherter Rostschichten, die Phasenzusammensetzung von Korrosionsprodukten und die Verteilung von Chrom innerhalb der Rostschicht. Die Forschung kommt zu dem Schluss, dass Chrom die Reduktionsreaktionen von Korrosionsprodukten signifikant hemmt und die Korrosionsbeständigkeit niedrig legierter Stähle verbessert. Durch potentiodynamische Polarisationskurven, Röntgenuntersuchungen, Ramanspektroskopie und XPS-Analysen zeigt die Studie, dass sich Chrom in der inneren Rostschicht anreichert und Kompositoxide bildet, die die Reduktion von Korrosionsprodukten behindern. Die Ergebnisse unterstreichen die entscheidende Rolle von Chrom bei der Verbesserung der Schutzeigenschaften von Rostschichten, insbesondere unter dynamischen Strömungsbedingungen. Diese umfassende Analyse bietet wertvolle Einblicke in die Mechanismen, durch die Chrom die Korrosionsbeständigkeit niedrig legierter Stähle verbessert, was es zu einer kritischen Lektüre für Fachleute macht, die Korrosion in industriellen Anwendungen verstehen und eindämmen wollen.KI-Generiert
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AbstractThe reduction behavior of rust layer formed on carbon steel and on Cr-containing steels has been investigated in flowing thin electrolyte layer with 3.5% NaCl solution, via potentiodynamic polarization curve, EPMA, Raman spectroscopy, XRD, and XPS. The cathodic potentiodynamic polarization curves of carbon steel and Cr-containing steels were carried out in flowing thin electrolyte layer with vacuum environment, for eliminating the reduction reaction of oxygen. Results show that the cathodic reaction of Cr-containing steels was inhibited by concentration of Cr in the inner rust layer, and the reduction of rust layer formed on Cr-containing steels was also inhibited. The constituent of rust layer formed on carbon steel was the same with that of Cr-containing steels. However, the amount of Fe3O4 in the rust layer formed on carbon steel was higher than those formed on Cr-containing steels after cathodic potentiodynamic parization curves. It indicates that the reduction of Fe3+ was suppressed for Cr-containing steels. Cr exited in the form of Cr3+ in the corrosion product, participating in the transformation of corrosion product. -
Corrosion Inhibitory Potential, Experimental, and Computational Studies of Poly(2-vinyl pyridine), Carboxymethylcellulose, and Poly(2-hydroethylmethacrylate) Blends on Mild Steel in 0.5 M H2SO4
Ubani Mckenzie Uzochukwu, Osita Obineche Obiukwu, Simeon Chukwudozie Nwanonenyi, Daniel Arinze EkpechiDieses Kapitel befasst sich mit dem korrosionshemmenden Potenzial von Polymermischungen, insbesondere PVP / CMC und PVP / PHEM, auf unlegiertem Stahl in einer Umgebung mit 0,5 M H2SO4. Die Studie verwendet sowohl experimentelle als auch rechnerische Methoden, um die Wirksamkeit dieser Mischungen bei der Verringerung der Korrosionsraten und der Verbesserung der Hemmungseffizienz zu bewerten. Zu den Schlüsselthemen zählen die Erstellung von Gutscheinen für Baustahl, Gewichtsverlustmessungen, Adsorptionsstudien anhand von Freundlich-, Temkin- und Frumkin-Isothermmodellen sowie thermodynamische Analysen. Die Ergebnisse zeigen, dass die PVP / CMC-Mischung mit bemerkenswerten 96,54% bei einer Konzentration von 3,0 g / L die höchste Hemmungseffizienz aufweist. Simulationen der Molekulardynamik bestätigen zudem die starken Bindungs- und Wechselwirkungsenergien des Polymers, das sich mit der Metalloberfläche verbindet. Das Kapitel kommt zu dem Schluss, dass Polymermischungen, insbesondere PVP / CMC, als wirksame Korrosionsinhibitoren vielversprechend sind und wertvolle Erkenntnisse für industrielle Anwendungen zur Verbesserung des Korrosionsschutzes bieten.KI-Generiert
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AbstractPoly (2-vinyl pyridine) (PVP), carboxymethylcellulose (CMC), and poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEM) are three polymeric inhibitors whose anticorrosion properties were evaluated using both experimental and computational methods on mild steel in 0.5 M H2SO4. The weight loss, corrosion inhibition, efficiency, degree of surface coverage, adsorption studies, electrochemical tests, kinetics and thermodynamic analysis, and computational studies were determined. The Gibbs free energy was determined using the Frumkin adsorption model. The Arrhenius plots were utilized to determine the activation energy, and the transition state equation was utilized to determine the enthalpy and entropy. Computational studies utilizing the molecular dynamics (MD) simulation were conducted using the Forcite module tool as contained in Material Studio software (7.0). The results demonstrated that the adsorption mechanism was temperature-dependent, as the polymer composite’s protection effectiveness increased as temperature rose. Temperature and concentration increases were found to correlate with increases in surface angle, weight loss, and corrosion inhibition efficiency. PVP/CMC blend (1:3) at the concentration of 3.0 g/l exhibited the highest inhibition efficiency at 24 h, with 96.22%, while PVP/PHEM (1:1) had the lowest, with 40.74 at 0.5 g/l concentration at 168 h. The results of the adsorption experiments were in agreement with the Freundlich, Langmuir, and Temkin isotherms, with nearly unit values and a linear graph obtained for each polymer blend. According to computational studies, all of the polymer blends showed negative binding and positive interaction energy, suggesting strong corrosion inhibition efficiency. With concentration, temperature, and exposure time having significant effects on their inhibition efficiency, these results validate the potential of the polymer blends as mild steel corrosion inhibitors. -
Effect of Sb Addition on Oxidation Characteristics of 65Mn Steel
Chang Wang, Yang Yu, Yun Han, Fengxia Bai, Liangliang Zhang, Zifeng GuoIn diesem Kapitel werden die Auswirkungen der Antimon-Zugabe auf die Oxidationseigenschaften von 65Mn-Stahl untersucht, wobei der Schwerpunkt auf kontinuierlicher und isothermaler Oxidationsgewichtszunahme, Grenzflächenebenheit und Oxidationskinetik liegt. Die Studie zeigt, dass Antimon die Oxidationsgewichtszunahme signifikant hemmt, mit einer Verringerung um 24% bei einem Antimongehalt von 0,21%. Es verbessert auch die Ebenheit der Oxidationsschicht, verringert die Eindringtiefe der Fayalithphase und verbessert die Oberflächenqualität nach dem Warmwalzen. Die oxidationsfreie Energie steigt mit dem Gehalt an Antimon, was auf eine verbesserte Oxidationsbeständigkeit hindeutet. Die Forschung kommt zu dem Schluss, dass die Zugabe von Antimon-Spuren die Kalkdicke verringern, den Oxidationsverbrennungsverlust minimieren und die Oberflächenqualität warmgewalzter Coils verbessern kann. Diese umfassende Analyse liefert wertvolle Erkenntnisse zur Optimierung der Stahlzusammensetzung für bessere Leistung und Qualität.KI-Generiert
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Abstract65Mn steel is widely used, and its composition design is characterized by a high content of C and Mn, supplemented by a certain amount of Si element. In the process of hot rolling production, the oxidation burning loss of this steel is too large and the phenomenon of scale pressing is relatively serious. In this paper, the effect of Sb addition on the oxidation characteristics of 65Mn was innovatively analyzed. Continuous oxidation and isothermal oxidation experiments were carried out by thermogravimetry, and the characteristics of scale interface and Sb enrichment were observed by means of electron microscopy and electron probe. It was found that the addition of Sb element significantly inhibited the total oxidation weight gain of 65Mn steel. After the addition of Sb, the flatness of the high-temperature oxidation interface increased significantly. It was found that Sb element can increase the oxidation free energy of steel by using 700–900 °C isothermal oxidation experiment. The addition of Sb element is more beneficial to increase the oxidation resistance of steel under high temperature conditions, which is mainly because the surface enrichment of Sb element on interface that inhibits the outward diffusion rate of iron ions, and on the other hand prevents the liquefaction of high temperature fayalite phase into the matrix which accelerates the oxidation.The increase of Sb element can reduce the thickness of the scale during the hot rolling process, reduce the oxidation loss and improve the surface quality of the hot coil. However, after the precipitation of Sb element reaches solid solubility, it is easy to cause surface quality problems during continuous casting or hot rolling. -
Effect of Pre-strain on Critical Conditions for Hydrogen-Induced Delayed Cracking and Crack Nucleation Characteristic of DP1180 Steel
Weiguo Li, Fei Wang, Weijie Wu, Qingjun Zhou, Jinxu LiDiese Studie untersucht die Auswirkungen der Vorspannung auf die kritischen Bedingungen für wasserstoffinduziertes verzögertes Cracken (HIDC) in DP1180-Stahl, einem hochfesten Werkstoff, der in der Automobiltechnik weit verbreitet ist. Durch Tests zur dynamischen Ladung von Wasserstoff mit konstanter Lastzugfestigkeit (CLT) stellt die Forschung eine klare Beziehung zwischen Vorspannung, Schwellenspannung (σHIC) und kritischer Wasserstoffkonzentration (Cth) her. Die Studie untersucht auch die Mechanismen hinter der Rissnukleation und quantifiziert Verrenkungsgleittransferfähigkeiten an verschiedenen Korngrenzen. Tests mit der Wasserstoff-Mikrodrucktechnik (HMT) visualisieren die Wasserstoffverteilung und zeigen, dass Vorbelastungen die Wasserstoffakkumulation und Rissinitiationsstellen signifikant beeinflussen. Die Ergebnisse zeigen, dass mit zunehmender Vorspannung auch die HIDC-Empfindlichkeit von DP1180-Stahl zunimmt, aber die erhöhte Festigkeit durch Kaltverformung sorgt für eine ähnliche σHIC für einen sicheren Betrieb. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass das Verständnis dieser Zusammenhänge entscheidend für die Gestaltung von Materialien mit höherer Resistenz gegen HIDC und für die Entwicklung wirksamer Abschwächungsstrategien ist.KI-Generiert
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AbstractHydrogen-induced delayed cracking represents a significant threat to the dependable performance of advanced high-strength steel. This study employed constant load tensile tests to uncover critical conditions for hydrogen-induced delayed cracking of DP1180 steel plate, establishing a precise relationship between pre-strain, threshold stress, and critical hydrogen concentration. Furthermore, this research explored dislocation slip transfer at grain boundaries, utilizing geometric compatibility factor (m’) and residual Burgers vector (br), and analyzed slip characteristics at martensite/martensite, ferrite/ferrite, and martensite/ferrite interfaces. These findings provide valuable references for the safety assessment of DP1180 in hydrogen-exposed environments. -
Effect of Temperature on the Corrosion Behavior of BG140V Steel in CO2 Environment
Min Zhao, Zhiying Zang, Xingjian Guo, Jing Xu, Pengjie LiIn diesem Kapitel wird der Einfluss der Temperatur auf das Korrosionsverhalten von BG140V-Stahl in CO2-Umgebungen untersucht, ein entscheidender Faktor für die Sicherheit und Langlebigkeit von Ölbohrhüllen bei Tief- und Ultratiefbohrungen. Die Studie untersucht, wie unterschiedliche Temperaturen von 30 ° C bis 110 ° C die Korrosionsrate und die Struktur von Korrosionsproduktfolien beeinflussen. Schlüsselergebnisse zeigen, dass die Korrosionsrate zunächst mit zunehmender Temperatur bis 90 ° C abnimmt, wo sie ein Minimum erreicht, dann aber bei höheren Temperaturen zunimmt. Die Forschung identifiziert auch die Zusammensetzung und Morphologie von Korrosionsprodukten, bei denen es sich in erster Linie um FeCO3, (Fe, Ca) CO3-Doppelsalze sowie amorphe Cr (OH) 3 und Cr2O3 handelt. Die Studie liefert eine umfassende Analyse des Korrosionsmechanismus und hebt die Bildung einer Zweischichtstruktur im Korrosionsproduktfilm hervor. Diese detaillierte Untersuchung bietet praktische Erkenntnisse zur Verbesserung der Leistung und Haltbarkeit von Ölbohrhüllen in schwierigen Bohrumgebungen.KI-Generiert
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AbstractThe integrity of well casings is crucial for safe oil extraction, especially in CO2-rich environments. BG140V steel, a low-alloy steel commonly used in oil fields, faces significant corrosion challenges, particularly in regions like Xinjiang. Understanding how temperature affects the corrosion behavior of BG140V steel in these conditions is essential for optimizing its performance and ensuring the longevity and reliability of oil extraction operations. The effect of temperature on the corrosion rate of BG140V steel in CO2-containing environment was studied by using the high-temperature and high-pressure reactor by weight-loss method, and the corrosion morphology and corresponding corrosion products of BG140V steel at different temperatures were analyzed by scanning electron microscopy, energy spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The results show that with the increase of temperature, the corrosion rate of BG140V steel in CO2-containing environment shows a trend of first decreasing and then increasing, and the corrosion rate is greater than 0.076 mm/a. The corrosion rate is 0.7501 mm/a at 30 °C, 0.087 mm/a at 90 °C, and 0.2086 mm/a at 110 °C. As the temperature rises from 30 °C to 90 °C, the corrosion products on the surface of BG140V steel gradually become denser, and the regular hexahedral crystals gradually become rounded, and the porosity between the grains becomes smaller, which effectively prevents the corrosion medium from reaching the matrix through the corrosion product film, and the corrosion rate decreases. When the temperature reaches 110 °C, the local corrosion products fall off, the film density of the corrosion products decreases, and the corrosion rate increases. When the temperature rises from 30 °C to 90 °C, the corrosion products of BG140V steel are basically the same, which are mainly composed of FeCO3 and (Fe,Ca)CO3 double salts and amorphous Cr(OH)3 and Cr2O3. -
Experimental Study on the Effect of Corrosive Gas Wastewater on the Corrosion of N80 Steel Under Erosion Conditions
Chunli Fu, Quan Wu, Ruimin Xiong, Jiang Meng, Hongyi Liang, Han YanDiese Studie untersucht die Korrosion von N80-Stahl unter Erosionsbedingungen, die durch korrosive Gase wie CO2 und O2 im Abwasser verursacht werden. Durch Gewichtsverlust und elektrochemische Methoden wird untersucht, wie diese Gase einzeln und in Kombination die Korrosionsraten und -mechanismen beeinflussen. Die Ergebnisse zeigen, dass O2, insbesondere wenn es mit einer geringen Menge CO2 gemischt wird, die Korrosion deutlich beschleunigt, was zu lokalem Lochfraß und schweren Schäden führt. Die Studie untersucht auch die Auswirkungen des Wasserflusses auf die Abscheidung von Korrosionsprodukten und die Rolle dieser Gase bei der Veränderung des Korrosionspotenzials und der aktuellen Dichte von N80-Stahl. Die Ergebnisse bilden eine theoretische Grundlage für das Verständnis und die Eindämmung von Korrosion in ähnlichen Umgebungen und bieten praktische Erkenntnisse für Branchen, die mit korrosiven Abwässern umgehen.KI-Generiert
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AbstractOil and gas production often encounters the presence of corrosive gases in sewage and the flow rate reaches the erosion rate. In this case, the sewage pipe has been seriously corroded, seriously affecting the safety of operation. In this paper, the influence of CO2 and O2 in water and the mixture of CO2 and O2 on the corrosion of N80 steel was analyzed by indoor simulation experiment using high temperature and high pressure reactor under the erosion rate of sewage. The results show that the effect of corrosive gases on the corrosion of N80 steel is in the order of O2+ less CO2 > O2 > CO2+ less O2 > CO2. Due to the erosion effect of sewage, there is a small depression on the surface of N80 steel, which increases the corrosion surface. At the same time, the diffusion rate of CO2, O2 and CO2 and O2 mixture gas is accelerated, which promotes the hydration of corrosion gas, reduces the density and distribution range of corrosion product layer, and speeds up the diffusion of these corrosion gases in the corrosion product film. It promotes the local corrosion of N80 steel and makes the corrosion change from uniform corrosion to local corrosion. -
First-Principles Study of Adsorption and Corrosion Mechanisms on Iron Surfaces in Multi-pollutant Environments
Wangyan Lv, Wenjie Zhou, Ming Nie, Yongchun Liang , Chaofang DongDieses Kapitel befasst sich mit den Adsorptions- und Korrosionsmechanismen an Eisenoberflächen in Umgebungen, die mit Sulfiden, Sulfaten, Chloriden und Ammonium verschmutzt sind. In der Studie werden die Auswirkungen dieser Schadstoffe auf Eisenoberflächen anhand von Berechnungen nach ersten Prinzipien mit dem Vienna Ab initio Simulation Package (VASP) und der Dichtefunktionaltheorie (DFT) untersucht. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen die bedeutende Rolle der Oberflächenenergie bei der Bestimmung der Wahrscheinlichkeit des Erscheinungsbildes der Oberfläche und die starken Wechselwirkungen zwischen Schadstoffen und Eisenoberflächen, die durch höchst negative Adsorptionsenergien belegt werden. Die Arbeitsfunktion, ein entscheidender Parameter für das Verständnis des Korrosionsverhaltens, wird auf unterschiedliche Orientierungen der Eisenoberfläche und in Gegenwart verschiedener Adsorbate analysiert. Die Studie zeigt, dass die Adsorption von Schadstoffen wie Cl und S die Arbeitsfunktion signifikant verändert, die Neigung zur galvanischen Korrosion verringert, aber gleichmäßige Korrosion fördert. Außerdem wird festgestellt, dass die Co-Adsorption von NH4 + -Ionen mit Cl- Ionen die Wechselwirkung zwischen Cl und der Metalloberfläche schwächt, was zu einem Wiederauftauchen galvanischer Korrosionstendenzen führt. Das Kapitel schließt mit Einblicken in das komplexe Zusammenspiel verschiedener Korrosionsmechanismen und der potenziellen Beschleunigung des gesamten Korrosionsprozesses.KI-Generiert
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AbstractThis study employs first-principles calculations to investigate the pollutions adsorption behavior of the three lowest-energy iron surfaces ((110), (100), and (320)), focusing on the effects of Cl, S, and NH4Cl on surface work function and corrosion mechanisms. Cl adsorption significantly reduces the work function difference between the three surfaces from 0.8293 eV to 0.079 eV, shielding the surface’s electrostatic potential and reducing the tendency for galvanic corrosion but shifts the corrosion mechanism from galvanic corrosion to direct dissolution. In contrast, S adsorption only reduces the work function to 0.6529 eV, still maintaining a high driving force for galvanic corrosion. The presence of NH4+ weakens the interaction between Cl and the surface, but also reduces the shielding effect on the surface work function, causing the galvanic corrosion tendency to reappear. Analysis of surface electrostatic potential distribution shows that when NH4+ and Cl are co-adsorbed, the effect of charge on the vacuum electrostatic potential is partially canceled, resulting in smaller work function changes. Despite this, Cl still forms chemical bonds with the surface, and both corrosion mechanisms may act simultaneously, accelerating the corrosion process. This study provides theoretical insights into corrosion mechanisms in environments with multiple pollutants and offers a reference for predicting material corrosion lifespans. -
Failure Analysis of 304 Stainless Steel Pipe in PBAT Equipment
Yunling Li, Dangshen Ma, Dan Liu, Hongxiao Chi, Shulan Zhang, Kai ZhengDieses Kapitel vertieft sich in die Fehleranalyse von 304 Edelstahlrohren, die in PBAT-Geräten verwendet werden, wobei der Schwerpunkt auf Spannungsrisskorrosion (SCC) als primärer Fehlermodus liegt. Durch detaillierte Analysen der chemischen Zusammensetzung, makroskopische und mikroskopische Fraktographie und metallurgische Strukturuntersuchungen identifiziert die Studie Chloridionen als Hauptschuldigen für die SCC. Der Text untersucht die Mechanismen der SCC und zeigt, wie Chloridionen den schützenden Chromoxid-Film stören, was zu örtlicher Korrosion und Rissbildung führt. Die Studie bietet auch praktische präventive Maßnahmen, wie die Kontrolle der Chloridionenkonzentration und die Verwendung von Materialien mit höherer Korrosionsbeständigkeit. Darüber hinaus wird in diesem Kapitel die Bedeutung regelmäßiger Inspektionen und der Entfernung von Restmedien zur Verhinderung von SCC diskutiert. Die detaillierten experimentellen Ergebnisse und praktischen Empfehlungen machen dieses Kapitel zu einer wertvollen Ressource für das Verständnis und die Abmilderung von SCC in Edelstahlrohren.KI-Generiert
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AbstractThis study conducted a comprehensive failure analysis of 304 stainless steel pipes used in PBAT (polybutylene adipate-co-terephthalate) production equipment. A leakage in the pipe prompted an investigation into the cause of the failure. By comparing the physicochemical properties of the failed pipe with those of a functioning one, this study aimed to identify the reason for pipe failure. The analysis included chemical composition testing, macro and microfracture observations, metallographic examination, hardness testing, and intergranular corrosion tests. The results indicated that the primary cause of failure was stress corrosion cracking (SCC), with chloride ions (Cl−) acting as the main corrosive agent. Cracks initiated from the inner surface and propagated outward, eventually leading to leakage. This study not only provides insights into the failure mechanisms of stainless steel pipes in PBAT production environments but also suggests preventive measures to avoid similar failures in the future. The findings are significant for ensuring the reliability and safety of PBAT production facilities. -
Influence of Mix Proportion on Flexural Behavior of Cement Paste Beam Subjected to Calcium Leaching
Hu Yang, Xueliang Ge, Heng WangDieses Kapitel geht dem kritischen Problem der Calciumauswaschung in Zementpastenbalken nach und konzentriert sich darauf, wie unterschiedliche Mischungsverhältnisse ihr Biegeverhalten beeinflussen. Die Studie untersucht die Auswirkungen unterschiedlicher Wasser-Zement-Verhältnisse (W / C) und des Flugaschegehalts auf die Haltbarkeit und die mechanischen Eigenschaften dieser Strahlen. Durch eine Reihe von Drei-Punkt-Biegeversuchen, Messungen der Auslaugtiefe und Elastizitätsmodultests quantifiziert die Forschung die Auswirkungen der Auslaugung im Laufe der Zeit. Ein bemerkenswertes Ergebnis ist die signifikante Verringerung der Biegefestigkeit aufgrund erhöhter Porosität und Entkalkung von C-S-H-Gelen. Die Studie führt außerdem einen vereinfachten Modellierungsansatz ein, um die Beziehung zwischen Biegefestigkeitsverlust und Auslaugungsrate vorherzusagen, was Ingenieuren und Wissenschaftlern wertvolle Erkenntnisse liefert. Die Ergebnisse unterstreichen, dass die Restbiegefestigkeit mit höheren W / C-Verhältnissen und einem höheren Flugaschegehalt zunimmt, was praktische Anleitungen zur Verbesserung der Haltbarkeit von Betonkonstruktionen bietet. Diese umfassende Analyse verbessert nicht nur unser Verständnis der Calciumlaugung, sondern präsentiert auch umsetzbare Strategien zur Verbesserung der Langlebigkeit von zementbasierten Materialien.KI-Generiert
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AbstractThe purpose of this paper is to predict mechanical behavior of degraded cement paste beam due to calcium leaching. Since nature leaching is a slow process, the accelerated experiment has been performed by using a 6 mol/l ammonium chloride solution. At specified leaching durations, three-point bending test was performed on the sound and leached beams with different W/C ratios as well as different fly ash contents. After that, to obtain more information on the mechanical behavior of the beam, leaching depth measurement and elastic modulus test were performed. Based on the residual rate of elastic modulus obtained from the experimental data, the relationship between the loss of flexural strength and the leached ratio was constructed by a simplified model. Finally, the influence of the residual rate of flexural strength on the prediction was discussed, and the best fitting curves were presented. -
Inhibiting Effect of NO3− on the Corrosion Behavior of Q420 Steel in Cl− Solution
KaiZhi Sha, YiQing Chen, XiDong Su, HongYu San, Bin Zhong, Peng Gao, Lin Li, FangFang Ai, Zihan YuDieses Kapitel untersucht das Korrosionsverhalten von Q420-Stahl in chloridreicher Umgebung und die hemmenden Auswirkungen von NO3 −. In elektrochemischen Experimenten wird untersucht, wie unterschiedliche NO3-Konzentrationen die Korrosionsbeständigkeit von Q420-Stahl beeinflussen. Die Studie zeigt, dass NO3 die Korrosionsbeständigkeit signifikant verbessern kann, wenn das Konzentrationsverhältnis von NO3 − zu Cl − über 0,09% liegt. NO3 − ist jedoch ineffektiv bei der Verhinderung von Lochfraß. Die Forschung untersucht auch die Mechanismen hinter diesen Beobachtungen, darunter die Bildung stabiler dreiwertiger Eisenionen und den Einfluss auf die Dichte der Rostschicht. Die Ergebnisse liefern wertvolle Erkenntnisse zur Verbesserung der Haltbarkeit von Brückenstahl in korrosiver Umgebung, insbesondere in Küsten- und Industriegebieten.KI-Generiert
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AbstractThe influence of nitrate ions on the corrosion of Q420 steel in chloride environment was studied by electrochemical means. The results show that in solutions where the ratio of nitrate ions to chloride ions is greater than 0.09%, nitrate ions have an inhibitory effect on the corrosion of Q420 steel in chloride environment. However, no inhibitory effect was observed in solutions where the ratio of nitrate ions to chloride ions is less than 0.09%. Furthermore, nitrate ions are unable to inhibit pitting corrosion of Q420 steel in chloride environment.
- Titel
- Proceedings of 22nd International Corrosion Congress
- Herausgegeben von
-
Xiaogang Li
- Copyright-Jahr
- 2026
- Verlag
- Springer Nature Singapore
- Electronic ISBN
- 978-981-9551-96-5
- Print ISBN
- 978-981-9551-95-8
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-981-95-5196-5
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