X65钢焊接接头在模拟浅表海水和深海环境中的腐蚀行为对比

在实验室模拟条件下,采用失重法及电化学等方法并结合腐蚀形貌显微观察,研究了X65钢焊接接头在浅表海水和深海(1000 m)环境中的短期腐蚀行为及其机理。结果表明,X65钢焊接接头在浅表海水环境下的腐蚀速率大于深海环境下的腐蚀速率,浅表海水环境以点蚀为主,深海环境只在熔合线附近腐蚀相对较快,焊缝区腐蚀不明显;在模拟浅表海水和深海环境下,热影响区(HAZ)的腐蚀电位均低于焊缝和母材区,导致焊缝区域存在电偶效应,加速了HAZ的腐蚀,形成较厚的腐蚀产物膜。     

X80管线钢焊接接头的模拟重构及电偶腐蚀行为表征

利用离散、热模拟处理和模块化重构的微电极阵列对X80管线钢焊接接头进行模拟重构,并联用经典电化学测试技术和微电极阵列测试技术研究了X80钢模拟焊接接头及孤立分区在CO2饱和的NACE溶液中的电偶腐蚀行为。结果表明,在NACE溶液中,孤立的细晶区开路电位最正,腐蚀倾向小,而焊缝的电位最负,腐蚀倾向大;各部分的腐蚀电流密度大小关系为:部分相变区细晶区粗晶区母材焊缝;模拟X80钢焊接接头组织中,粒状贝氏体与铁素体的混合组织的开路电位最正,极化电阻最小。当各组成部分耦合后,模拟焊接接头中的焊缝和粗晶区作为主要阳极,腐蚀加速;细晶区和部分相变区作为主要阴极,腐蚀减缓;邻近热影响区的母材微电极以阳极性电流为主,远离热影响区的母材微电极以阴极性电流为主。提出电偶腐蚀强度因子用于表征电偶腐蚀强度。孤立的焊缝区的自腐蚀电流密度虽最小,但在电偶腐蚀的加速作用下,焊缝与粗晶区作为模拟焊接接头的薄弱环节,首先因腐蚀而失效。     

核电汽轮机焊接转子接头在氯离子环境中的电偶腐蚀行为

为了研究焊接接头的尺寸效应对焊接接头的电偶腐蚀行为的影响,采用宏观电化学、微区电化学（SVET）、浸泡试验等试验研究了25Cr2Ni2MoV转子钢焊接接头在氯离子溶液中的电偶腐蚀行为.结果表明,焊缝的腐蚀电位最低,腐蚀电流密度最大,焊缝区作为阳极优先发生腐蚀,而母材和热影响区作为阴极区被保护.进一步运用三维形貌仪（IFM）和扫描电镜（SEM）观察腐蚀表面形貌,发现随着焊接接头尺寸的增加电偶腐蚀效应更显著,但是当接头尺寸增大到一定程度后,电偶腐蚀效应又有所减弱.     

Q690贝氏体桥梁钢焊接接头在模拟乡村大气中耐蚀性能研究

采用干、湿周期浸润法、电化学方法,结合X射线衍射仪(XRD)、场发射原子探针显微镜(FE-EPMA)等现代表面分析技术,研究了Q690贝氏体桥梁钢及其焊接接头在模拟乡村大气环境中的腐蚀动力学规律及机理。结果表明,在整个腐蚀周期内,Q690钢及其焊接接头腐蚀动力学过程可以分为两个阶段,即n>1的加速腐蚀阶段和n<1的减速腐蚀阶段。腐蚀前期,因Q690钢焊接接头母材、热影响区和焊缝区存在明显显微组织差异,形成了以焊缝、热影响区为阳极、母材为阴极的电偶腐蚀对,导致其耐蚀性比母材要差;腐蚀后期,稳定锈层的形成缩小了Q690钢及焊接接头之间的耐蚀性差异。     

E550钢埋弧焊接接头在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为

采用增重测量、锈层截面观察、物相定量分析和电化学实验等方法研究了低合金耐候钢E550埋弧焊焊接接头在室内干湿循环加速腐蚀中的行为。结果表明:E550钢焊接接头的腐蚀速率低于母材。E550母材与焊缝的成分差异导致焊接接头不同部位的电位不同,并引起电偶腐蚀。电偶腐蚀对常规的大气腐蚀产生了抑制作用,造成焊接接头腐蚀前沿平整,锈层缺陷减少。随着表面锈层的生长,焊接接头表面不同部位的电位发生不同程度变化,并造成反复发生极性逆转,使腐蚀变得均匀,减弱了电偶腐蚀的局部腐蚀特征。     

D36钢焊接接头的电偶腐蚀行为研究

以D36钢焊接接头作为试验试样,采用金相显微镜、电化学等方法对接头的母材、热影响区和焊缝区进行了显微组织分析和在海水中的极化曲线的塔菲尔分析,测试其腐蚀速率,研究该钢焊接接头在模拟海水中的腐蚀性能。     

F65/316L与X65/Inconel625复合管焊接接头耐腐蚀性能研究

为了研究采用ERNiCrMo-3焊丝焊接F65/316L与X65/Inconel625复合管焊接接头在特殊油气田气体中的耐腐蚀性能,参照ASTM G39、ASTM 71和DNV-OS-F101标准对复合管焊接接头进行了CO2应力腐蚀试验、高温高压CO2腐蚀、电偶腐蚀性能测试,考察了腐蚀试样表面形貌和成分。结果表明,复合管焊接接头经四点弯曲抗CO2应力腐蚀在母材和焊缝处均未出现裂纹,腐蚀速率满足标准要求;高温高压CO2腐蚀速率为0.002 mm/a,腐蚀类型为均匀腐蚀,腐蚀程度为轻度腐蚀;在3.5%NaCl溶液环境中,电偶腐蚀试验结果表明,焊缝的失重率大于316L和Inconel625母材,其耐蚀性与母材相当。     

H_2S浓度和pH值对X65海管钢焊接接头腐蚀行为的影响

采用高压釜模拟海底集输环境,通过电化学测试技术、浸泡实验、SEM和XRD技术研究了H2S浓度和pH值对X65钢焊接接头腐蚀行为的影响。结果表明,X65钢焊接接头中热影响区的开路电位最负,焊缝最正,母材介于两者之间,腐蚀电流密度从大到小的顺序为:热影响区母材焊缝;焊接接头平均腐蚀速率在0.1~0.25 mm/a之间,硫化物浓度增加、pH值降低均可导致腐蚀速率增加;X65钢海管焊接接头在模拟现场工况条件下以均匀腐蚀为主,焊缝区腐蚀程度低于热影响区。     

碳钢管线焊接接头的电偶腐蚀行为研究

通过对焊接接头各区域开路电位和电偶腐蚀电流的测量,研究了采用2种焊接工艺所得焊接接头各区域的电偶腐蚀行为。结果表明,GTAW+FCAW接头各区域的耐蚀性:母材热影响区焊缝;GTAW接头各区域的耐蚀性:母材焊缝热影响区。总而言之,GTAW+FCAW接头的耐蚀性较好。     

核电汽轮机转子堆焊焊接接头的电偶腐蚀行为及有限元仿真

采用宏观电化学试验和浸泡试验研究25Cr2Ni2MoV汽轮机转子堆焊焊接接头在80 ℃,3.5% Cl?环境下的电偶腐蚀行为. 电化学试验结果表明,焊缝为腐蚀薄弱区,腐蚀电位从高到低依次为热影响区、母材、焊缝. 浸泡试验结果表明,随着母材面积的增大,焊缝平均腐蚀厚度逐渐加深. 进一步利用宏观电化学测试所获的电化学参量建立焊接接头电偶腐蚀有限元模型对比浸泡试验结果. 结果表明,有限元仿真结果能有效模拟堆焊焊接接头的电偶腐蚀行为,为实际生产提供电偶腐蚀速率预测.     

X80钢焊接结构海水腐蚀及温度的影响规律

以X80钢焊接结构为研究对象，采用SEM、EDS及化学分析表征X80钢焊接接头的组织及成分分布，采用电化学法测量焊接接头不同部位在模拟海水环境中的极化曲线和电化学阻抗谱，研究温度对其腐蚀行为的影响规律。结果表明：海水介质中焊接热影响区的腐蚀倾向最大，焊缝较母材具有更好的耐蚀性；温度升高加速物质扩散及放电过程，因阳极去极化而加速腐蚀，但焊缝处因生成的腐蚀产物致密且附着性优于母材与热影响区，表现出更好的耐蚀性。分析认为：焊缝因低C、Mo、Nb等元素导致组织较母材粗大，晶界数量明显减少，又因Ni、Cr、Al耐蚀元素的增多，因而表现出较好的耐蚀性；热影响区组织复杂、活化能较高，具有较大的腐蚀倾向。     

高强耐候钢焊接接头电偶腐蚀行为研究

借助扫描Kelvin探针、电化学噪声和干湿交替周期浸润腐蚀实验等技术手段与方法,研究了高强耐候钢焊接接头在模拟海洋大气环境中的电偶腐蚀规律及机理。结果表明,由于焊接接头不同区域存在电位差,导致耐候钢焊接接头发生电偶腐蚀,其中热影响区为阳极区,母材为阴极区。母材上的电偶电流变化分为下降和稳定两个阶段,转折点对应的周期浸润时间与锈层开始稳定的时间一致。整个焊接接头的腐蚀速率也出现初期快速降低和后期保持稳定两个阶段,这可能与电偶腐蚀动力学行为有关。     

两种船体钢焊接接头耐海水腐蚀性能对比

选择了两种碳素船体钢（经稀土变性处理和未经稀土变性处理的3C钢）和3种常用的焊接,加工成6种焊接接头试样,通过室内全浸搅拌挂片试验、间浸挂片试验和恒电位阳极溶解试验,对同一焊接接头不同区域以及不同焊接接头之间腐蚀行为的差异进行了比较,并结合冶金检测结果分析探讨了造成该腐蚀特点的原因。结果表明,对3C钢常用焊接接头而言,均为焊缝区耐海水腐蚀性能最差,其次为母材,热影响区耐蚀性最好;经稀土变性处理后,3C钢不仅钢种本身的耐蚀性得到了提高,而且以该钢为母材的焊接接头的耐蚀性也得到了相应的改善（同种焊接材料相比）;无论是普通3C钢还是稀土变性处理3C钢均以J422为焊接材料的接头的耐海水腐蚀性能最好。     

不同合金化体系的合金钢焊接接头的耐蚀性比较

通过室内腐蚀挂片和电化学试验,比较了两种相同强度级别、不同合金化体系的低合金钢手工焊接头在海水介质中的腐蚀行为,并结合微观分析,对腐蚀影响因素进行了探讨。结果表明:在同一接头的各区之间,A钢接头母材的耐蚀性较差,B钢接头焊缝的耐蚀性较差,两钢接头均是热影响区的耐蚀性相对较好;比较A、B钢焊接接头,B钢接头的耐蚀性总体上优于A钢,但需要改进其焊缝金属的耐蚀性;接头各区中的夹杂物、化学成分和微观组织的差异,是导致接头耐蚀性差异的主要原因。     

集鱼灯结构改进设计及焊接接头性能分析

对集鱼灯焊接结构进行了改进设计。以结构改进后的集鱼灯焊接接头为研究对象,运用SYSWELD软件对焊接接头的焊接温度场进行了数值模拟,得到的焊接接头温度场与实际生产相符。使用优化的工艺参数对集鱼灯进行脉冲MAG焊接,研究结构改进后集鱼灯焊接接头的焊缝成形、微观组织、显微硬度和耐海水腐蚀性能等进行了研究。结果表明:使用优化的参数进行焊接得到的焊缝成形较好。焊缝组织为奥氏体和铁素体双相组织,焊缝与316L母材的主要合金元素含量相差不大,焊缝的硬度最高,其最大值为227 HV,而母材的硬度最低,其最小值为189 HV。将焊接接头在3.5%的NaCl水溶液中进行腐蚀,得到焊缝的腐蚀速率为0.1814 mm/a,母材的腐蚀速率为0.1767 mm/a。     

10CrNi3MoV高强度结构钢焊接接头海水腐蚀行为研究

高强钢10CrNi3MoV焊接接头在海水服役过程中容易发生腐蚀。采用三维视频图像原位采集系统分析10CrNi3MoV焊接接头的各区域分布,采用扫描开尔文探针确定了焊接接头的易腐蚀区域,采用电化学综合测试系统进行了焊接接头的电化学测试。结果表明,热影响区的面积小,在海水浸泡中热影响区表面伏打电位低,作为阳极优先腐蚀。焊接接头在海水浸泡中的腐蚀主要以点蚀为主。热影响区的腐蚀电流密度最大,阻抗谱中电荷转移电阻最小,腐蚀速率最快,腐蚀情况最严重,而母材与焊缝电荷转移电阻相差不大,两者腐蚀速率相当。本研究可为改进高强钢焊接接头的工艺参数提供一定的理论指导。     

碳钢焊接接头腐蚀的有限元模拟

由于焊接接头各区域之间耐蚀性和力学性能的差异,在接头处容易发生局部腐蚀,严重威胁着管线的安全运行,需要对接头腐蚀行为进行预测. 基于电偶腐蚀原理建立了碳钢焊接接头腐蚀的有限元模型,结合COMSOL软件,对三种温度下的接头腐蚀形貌进行了预测. 并利用该模型研究了焊缝余高、焊缝与母材的面积比以及焊缝缺陷对焊缝金属腐蚀速率的影响规律. 结果表明,该有限元模型不但能进行焊接接头腐蚀行为预测,而且可为输油气管道的焊接接头设计提供理论依据.     

X65/INCONEL625与F65/INCONEL625冶金复合管焊接接头耐腐蚀性能研究

为了研究X65/INCONEL625与F65/INCONEL625复合管焊接接头在特殊油气田气体组分中的耐腐蚀性能,参照ASTM G48、G39、ASTM 71和DNV-OS-F101标准对焊接接头进行了点蚀、CO2应力腐蚀试验、高温高压CO2腐蚀、电偶腐蚀性能测试,通过宏观及显微镜观察、扫描电镜分析,检测了腐蚀试件形貌.结果表明,CO2应力腐蚀和常规点蚀后母材和焊缝没有发现裂纹和蚀坑,腐蚀率也达标;高温高压CO2腐蚀类型为均匀腐蚀,腐蚀程度为轻度腐蚀,腐蚀速率很低;在3.5％NaCl溶液环境中,电偶腐蚀试验表明,焊缝耐蚀性与母材相当,具良好的耐腐蚀性.     

X80管线钢在NS4溶液中的应力腐蚀行为

采用电化学试验和慢应变速率试验研究了X80螺旋埋弧焊钢管母材和焊接接头在NS4溶液中的电化学腐蚀与应力腐蚀行为。结果表明:在NS4溶液中,X80螺旋埋弧焊钢管母材的自腐蚀电位高于焊缝的,母材的自腐蚀电流密度低于焊缝的,母材的耐蚀性好于焊缝的;母材对应力腐蚀开裂不敏感,而焊接接头呈现出一定的应力腐蚀开裂敏感性,但并不十分显著。     

690 MPa级耐候桥梁钢焊接接头在模拟工业大气环境下的耐蚀性研究

采用周期浸润腐蚀实验和电化学测试方法，结合扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等表面测试技术研究了690 MPa级耐候桥梁钢焊接接头在模拟工业大气环境下的耐蚀性。结果表明，在腐蚀初期，由于微观组织的不同，以铁素体为主的焊缝区耐蚀性优于贝氏体为主的母材区，同样由于晶粒粗大且分布不均匀导致贝氏体组织的热影响区耐蚀性最差，焊接接头不同微区域未发生明显电偶腐蚀；在腐蚀后期，Cu、Cr等在焊接接头不同区域的锈层中明显富集，Ni在焊缝区锈层中富集量远高于母材区和热影响区，焊缝区由于合金元素含量较高使其锈层更加平整致密且具有较高的极化电阻和阻抗值，导致整个焊接接头的耐蚀性能好于母材。