DH36海洋用鋼焊接件海水腐蝕行為研究.pdf

1、在海洋資源的開發(fā)和利用過程中，鋼材扮演著十分重要的角色，船舶、海洋平臺(tái)及港口設(shè)施等海洋工程結(jié)構(gòu)中都需要使用大量鋼材，而焊接是鋼材在使用過程中一項(xiàng)不可避免的重要工藝。國(guó)內(nèi)外大量研究結(jié)果表明焊縫是薄弱環(huán)節(jié)。在焊縫處可能會(huì)發(fā)生如應(yīng)力腐蝕、縫隙腐蝕、點(diǎn)蝕、氫脆等不同類型的局部腐蝕，其中常見的是電偶腐蝕。影響焊縫腐蝕的因素很多，焊材的選擇、焊接工藝等都會(huì)對(duì)焊縫處的腐蝕帶來不同程度的影響。本論文是通過失重法以及開路電位測(cè)試、極化曲線測(cè)試、交流阻抗等

2、電化學(xué)方法以及微觀分析等方法，結(jié)合微區(qū)測(cè)量技術(shù)，研究TMCP工藝獲得的DH36海洋用鋼兩種不同熱輸入方式的焊接件S-189-1、S-189-2的焊縫區(qū)、熱影響區(qū)和母材等位置在海水介質(zhì)中腐蝕的電化學(xué)行為和發(fā)生電偶腐蝕的傾向，為研究提高碳鋼焊縫的耐蝕性提供理論基礎(chǔ)，分析探討腐蝕速率變化規(guī)律，為實(shí)際工程中制訂采用合理的焊接工藝提供幫助。通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論如下：
　　 DH36海洋用鋼兩種不同熱輸入的焊接件S-189-1及焊接件S-189

3、-2的各個(gè)位置的自腐蝕電位都隨著時(shí)間發(fā)生負(fù)移，初始階段負(fù)移比較明顯，20min后基本趨于穩(wěn)定，自腐蝕電位基本穩(wěn)定在-680mV～-730mV之間，均在普通碳鋼在海水介質(zhì)中自腐蝕電位變化的范圍之內(nèi)。
　　 通過極化曲線研究得出焊接件焊材的腐蝕速率小于母材的腐蝕速率，交流阻抗實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明焊接件焊材的電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct值最大，焊接件S-189-1母材的Rct值最小(1914Ω·cm2)，焊接件S-189-2熱影響粗晶粒區(qū)的Rct值(

4、1771Ω·cm2)最小，說明焊接件焊材的選擇恰當(dāng)，避免了局部腐蝕速率過快，但是焊接操作對(duì)焊接件熱影響區(qū)的電化學(xué)性能產(chǎn)生了一定影響。
　　 微區(qū)電位測(cè)量結(jié)果表明：焊接件各個(gè)位置的開路電位均隨著時(shí)間的變化負(fù)移，但負(fù)移幅度不大，14h之后基本達(dá)到穩(wěn)定，各個(gè)位置的最大電極電位差較小，小于20mV，所以說焊件的不同位置之間有發(fā)生電偶腐蝕的傾向，但電偶腐蝕傾向較小。
　　 失重實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：焊接件各個(gè)位置在靜止海水中的年平均腐蝕深

5、度均相對(duì)較小。焊接件S-189-1焊材的年平均腐蝕深度(5.4823×10-4mm/a，)最小，母材的年平均腐蝕深度(8.3321×10-4mm/a)最大。焊接件S-189-2焊材的年平均腐蝕深度(7.2106×10-4mm/a)最小，熱影響區(qū)的年平均腐蝕深度(9.8249×10-4mm/a)最大。這一結(jié)果驗(yàn)證了電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和微區(qū)測(cè)量得出的結(jié)論，說明焊材的選擇比較合適，但是焊接操作產(chǎn)生了一定的影響。
　　 金相組織及腐蝕產(chǎn)物分析結(jié)

6、果表明：兩種焊接件母材的金相組織比較細(xì)小但是存在一些缺陷，焊材的金相組織結(jié)構(gòu)致密并且均勻，具有較強(qiáng)的耐海水腐蝕性。焊接后，熱影響區(qū)的粗晶粒區(qū)、細(xì)晶粒區(qū)組織都因焊接操作產(chǎn)生了一定的變化，熔合線部位的組織受到了一定的破壞，腐蝕產(chǎn)物以γ-FeO(OH)為主。
　　 通過對(duì)兩種焊接件的電化學(xué)、微區(qū)電位、失重、金相組織及腐蝕產(chǎn)物分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)：DH36海洋用鋼兩種不同熱輸入的焊接件S-189-1(小熱)和焊接件S-189-2(大熱)