奥氏体不锈钢焊缝区域海水腐蚀与防腐机理研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xf198699
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316J1L不锈钢是耐海水腐蚀较好的材料,并在海洋工程中广泛使用。但此不锈钢的连接部位尤其是焊接区域经常出现各种腐蚀破坏,因此,本文针对焊缝区域海水腐蚀特点,对其腐蚀及防腐机理进行全面的实验分析和研究。  首先,对316J1L不锈钢焊接区域(焊缝、热影响区、母材)的腐蚀形貌、化学成分、非金属夹杂物和金相组织、晶间沉淀相(σ相)、晶粒度等进行了实验研究,同时对影响焊缝区域耐海水腐蚀性质的重要因素,诸如海水性质、环境压力和温度、焊接工艺等因素进行实验研究。通过实验分析,得出不锈钢焊缝区域局部腐蚀理论一小阳极与大阴极微电池腐蚀理论。然后,通过对采用控制焊接线能量的新的焊接工艺得到的焊缝海水腐蚀机理实验研究发现,焊缝区域微观组织结构性质得到了改善,耐腐蚀性能大大提高。  其次,通过极化曲线、交流阻抗、电化学噪声等电化学实验手段对不锈钢焊缝的腐蚀机理及影响因素进行了电化学实验分析。结果显示:母材具有最好的耐腐蚀性能,而热影响区的耐腐蚀性能最差。采用新焊接工艺以后,焊缝热影响区的腐蚀电位从-352mv提高到-153mv,三区域共存区(试样表面同时暴露焊缝、影响区和母材)腐蚀速率从9.97×10-2mm/a减小到6.07×10-3mm/a,发生点蚀的电位明显正移,焊缝附近区域的耐腐蚀性能得到了改善。在海水盐度为3%左右时,316J1L不锈钢焊缝的腐蚀速率最大。  最后,针对316J1L不锈钢焊缝附近出现腐蚀(点蚀)倾向,对其焊缝防腐蚀原理和方法进行了研究。其一对外加电流的阴极保护进行了实验研究,得到了焊缝不同区域的保护电位,在施加阴极保护之后,不锈钢焊缝的腐蚀明显减轻;其二对涂层防海水腐蚀性能进行了实验研究,通过对不同防腐涂层物理性能和电化学性能测试结果分析得出,联合防护时环氧煤沥青涂层与阴极保护有良好的相容性;然后对涂层保护与阴极保护联合防护机理进行了实验研究,通过不同保护电位下电化学实验分析,得出了联合防护时最佳保护电位,并通过计算得出最佳保护电位下腐蚀电流密度,与单独加防腐涂层相比,腐蚀速率大大降低,这说明联合防护技术比单独加防腐涂层对奥氏体不锈钢焊缝附近区域的防腐效果更好。
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