X90管线钢热影响区在酸性介质中的腐蚀行为研究摘要
在油气储运过程中,管线钢的制管、管网铺设以及维修都需要焊接技术完成,因此焊接接头的质量会直接影响油气储运管线的安全性。随着管线钢强度等级的提升,对其力学性能、韧性等的研究不断深入,但对焊接热影响区腐蚀相关性能的研究较少且不全面。因此,全面研究高等级管线钢热影响区的腐蚀性能显得尤为重要。本文利用Gleeble 3500热/力模拟实验机得到X90管线钢热影响区的不同区域,通过分析金相组织、腐蚀产物成分、结构与形貌等方面,研究X90管线钢热影响区腐蚀特性,并利用电化学分析技术探究热影响区不同区域在酸性介质中的电化学腐蚀行为。通过金相组织与产物膜形貌分析可以发现,中短期浸蚀过程中,金相组织的差异性是影响最终腐蚀程度的关键,粗晶区和临界粗晶区晶界占比较小,浸蚀过程中耐蚀性最好;浸蚀阶段后期,腐蚀产物膜的保护性能对腐蚀特性影响较大,X90管线钢母材与临界区经过晶粒细化作用,生成的腐蚀产物膜较其他组织更加牢固致密,提升了相对耐蚀性,而粗晶区和临界粗晶区的产物膜存在较多的微观缺陷,在浸蚀后期耐蚀性下降。电化学实验结果表明,试验工况下阳极反应受活化控制,Tafel斜率b_c>b_a,所以电极反应受阴极控制。X90管线钢热影响区的Nyquist图谱变化曲线分为两种情况,第一种情况低频区呈感抗特征,此时溶液中H~+或Cl~-浓度较高,热影响区显微组织表面呈活性溶解状态,没有产物沉淀,此时过临界粗晶区组织腐蚀程度最为严重。第二种情况阻抗谱仅呈单容抗特征,此时溶液中H~+或Cl~-浓度较低,反映电极表面腐蚀产物层生成信息,此时晶粒粗大的粗晶区与临界粗晶区耐蚀性较差。本文通过研究组织差异性与产物膜形貌、电化学特性之间的关系,为X90管线钢更好的投入生产提供理论指导,对于其他不同组织的腐蚀行为研究有一定的借鉴意义。
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