鎳基625合金具有優(yōu)異的疲勞強(qiáng)度和抗Cl-應(yīng)力腐蝕開裂能力,使其在海洋油氣傳輸復(fù)合管中得到大量應(yīng)用。金屬?gòu)?fù)合管的襯管采用耐腐蝕性能優(yōu)異的金屬材料,基管采用剛度和強(qiáng)度優(yōu)異的碳鋼材料,以提高復(fù)合管的綜合性能,同時(shí)也可以降低油氣運(yùn)輸管道的建設(shè)成本。油氣運(yùn)輸行業(yè)已經(jīng)使用的雙金屬?gòu)?fù)合管有AISI4130/Inconel625,X65/316L,F(xiàn)65/316L,X65/Inconel625及F65/Inconel625等。目前,文獻(xiàn)中對(duì)于復(fù)合管焊縫腐蝕的研究報(bào)道較多,但對(duì)于625合金堆焊層在海水中耐腐蝕能力以及腐蝕行為報(bào)道較少。研究人員針對(duì)625合金在海洋石油開采的實(shí)際應(yīng)用情況,研究堆焊層在10℃天然海水中的腐蝕行為。
試驗(yàn)材料Inconel625堆焊層取自316L/Inconel625復(fù)合管堆焊層區(qū)。失重試樣尺寸為100mm×50mm×2mm,電化學(xué)測(cè)試樣品尺寸為10mm×10mm×2mm。樣品表面經(jīng)過1200#砂紙打磨拋光,并在無(wú)水乙醇溶液中超聲處理5min,空氣中干燥待用。試驗(yàn)介質(zhì)為青島海域天然海水,試驗(yàn)溫度控制在10℃,以模擬200m深度下海水溫度。樣品腐蝕失重取樣節(jié)點(diǎn)為5d、15d、30d、60d和90d,樣品取出后進(jìn)行清洗,去除腐蝕產(chǎn)物后稱重,計(jì)算樣品的腐蝕速率。采用ACMGill6電化學(xué)工作站測(cè)試樣品極化曲線和交流阻抗譜,625合金堆焊層為工作電極,飽和甘汞電極(SCE)為參比電極,Pt片為輔助電極。采用ZeissULTRA55掃描電鏡/能譜觀察試樣表面的宏觀和微觀腐蝕形貌。
?。?)試驗(yàn)顯示625合金堆焊層在海水中浸泡5d的腐蝕速率為0.0037mm/a,然后腐蝕速率快速降低至0.001mm/a,且隨著浸泡時(shí)間延長(zhǎng),堆焊層的腐蝕速率進(jìn)一步降低,試樣在浸泡90天后腐蝕速率約為0.0004mm/a。
?。?)Inconel625合金堆焊層10℃海水中浸泡0d、60d和90d的后表面形貌顯示,表面沒有出現(xiàn)點(diǎn)蝕坑,堆焊層在海水中仍表現(xiàn)為均勻腐蝕。能譜分析顯示堆焊層表面元素包括625合金基本元素Ni、Fe、Cr、Ti、Mo、C,能譜中沒有元素O,表面沒有形成腐蝕產(chǎn)物層及鈍化層。
?。?)625合金堆焊層在海水中浸泡90d,耐腐蝕性能穩(wěn)定。