AISI4135钢浪溅区氢渗透行为及包覆防护技术对其影响的研究

发布时间：2017-05-01 15:02

  本文关键词：AISI4135钢浪溅区氢渗透行为及包覆防护技术对其影响的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着海洋石油和天然气的开发,高强度钢因具有强度高、节约资源、结构轻量化等优点,在海洋工程中得到越来越广泛的应用。低合金高强度钢的浪花飞溅区处于最严苛的腐蚀环境下,发生氢致开裂和氢脆的潜在危险性更大,而且强度越高氢脆敏感性越高。虽然浪花飞溅区腐蚀防护技术的研究很多,但复层矿脂包覆防护技术是在浪花飞溅区得到工程验证的。考虑低合金高强钢的氢脆敏感性及复层矿脂包覆防护技术的实际应用性,对浪花飞溅区低合金高强度钢的氢渗透行为及包覆防护对氢渗透的影响进行研究。本文选取AISI4135低合金高强度钢为研究材料,按照实验需要对其进行合适的热处理,利用室内浪花飞溅区模拟装置对浪花飞溅区AISI4135低合金高强度钢的氢渗透行为进行研究,对腐蚀着的金属表面的pH值和腐蚀电位进行测量,结合金相显微镜、SEM(扫描电子显微镜)、XRD(X射线衍射)和电化学测试技术进行综合分析,结果表明:热处理方式对腐蚀产物没有明显的影响但对试样的微观组织和电化学行为会产生一定的影响,常规淬火的试样B、C的氢渗透量较大,等温淬火的试样A和分级淬火的试样D的氢渗透量相对较小,不同热处理后试样的pH值随腐蚀进行都是不断降低的且初始腐蚀电位和稳定后的腐蚀电位相差较小。本文还对AISI4135低合金高强度钢在包覆防护条件下的氢渗透行为进行研究,对包覆防护条件下是否仍有氢向AISI4135钢内部渗透进行实验验证,同时对包覆防护层破损后腐蚀过程中的氢渗透行为进行研究,结合EIS(电化学阻抗)技术对不同复层矿脂包覆防护条件下AISI4135钢的电化学行为进行研究,结果表明:在试样未生锈前进行包覆防护,能起到更好的防蚀效果,在一定程度上降低氢渗透速率;包覆防护层破损后会使氢渗透量增大,破损的比表面积不同会造成氢渗透量的不同;包覆防护条件下试样的氢渗透电流会明显降低,但包覆防护不能阻止氢渗透的发生,EIS的测试结果也充分验证了这一点,而且在涂抹矿脂防蚀膏和包覆双层矿脂防蚀带(P3)的条件下能起到很好的腐蚀抑制作用,试样的保护效果最好,经过15次干湿循环后,阻抗值仍可保持在1010?·cm2左右。
【关键词】：氢渗透 浪花飞溅区 热处理 包覆防护技术
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-38
• 1.1 引言11-12
• 1.2 浪花飞溅区12-17
• 1.2.1 浪花飞溅区定义12-13
• 1.2.2 浪花飞溅区腐蚀规律13-14
• 1.2.3 浪花飞溅区腐蚀机理14-17
• 1.3 浪花飞溅区腐蚀防护技术17-28
• 1.3.1 加厚钢板法17
• 1.3.2 耐海水钢的研发17-18
• 1.3.3 阴极保护18-19
• 1.3.4 混凝土包覆层技术19
• 1.3.5 涂料覆盖层技术19-21
• 1.3.6 金属覆盖层技术21-22
• 1.3.7 包覆防护技术22-28
• 1.4 氢与金属28-36
• 1.4.1 氢在金属表面的吸附、扩散和溶解28-32
• 1.4.2 氢渗透研究方法32-34
• 1.4.3 氢对金属材料性能的影响34-36
• 1.5 研究意义及内容36-38
• 第二章 AISI4135钢在浪花飞溅区的氢渗透行为研究38-60
• 2.1 引言38
• 2.2 室内模拟条件下的氢渗透行为38-43
• 2.2.1 试样制备38-39
• 2.2.2 室内模拟实验装置及氢渗透实验39-41
• 2.2.3 金相组织观察41-42
• 2.2.4 pH值和腐蚀电位的测定42
• 2.2.5 腐蚀产物分析42
• 2.2.6 电化学测试42-43
• 2.3 结果与讨论43-55
• 2.3.1 不同热处理后的AISI4135钢的微观组织43
• 2.3.2 模拟浪溅区条件下的氢渗透实验43-49
• 2.3.3 pH值和腐蚀电位实验49-54
• 2.3.4 AISI4135钢腐蚀产物分析54-55
• 2.4 电化学测试结果分析55-59
• 2.4.1 交流阻抗55-57
• 2.4.2 极化曲线57-59
• 2.5 本章小结59-60
• 第三章 AISI4135钢在包覆防护技术下的氢渗透行为研究60-86
• 3.1 引言60
• 3.2 包覆防护技术下的氢渗透实验60-61
• 3.2.1 实验材料的制备60-61
• 3.2.2 实验采取的包覆防护条件61
• 3.2.3 包覆条件下的氢渗透实验61
• 3.3 结果与讨论61-85
• 3.3.1 包覆防护条件对生锈试样氢渗透的影响61-71
• 3.3.2 包覆防护条件对未生锈试样氢渗透的影响71-80
• 3.3.3 包覆防护破损后对氢渗透电流的影响80-85
• 3.4 本章小结85-86
• 第四章 腐蚀电化学方法研究包覆技术对AISI4135钢的腐蚀抑制作用86-107
• 4.1 引言86
• 4.2 AISI4135钢的腐蚀电化学实验86-87
• 4.2.1 实验材料的制备86
• 4.2.2 实验采取的包覆防护条件86-87
• 4.2.3 电化学交流阻抗测试87
• 4.3 结果与讨论87-106
• 4.3.1 不同热处理后的AISI4135试样在未保护条件下的EIS测试87-92
• 4.3.2 不同热处理后的AISI4135试样在P1保护条件下的EIS测试92-97
• 4.3.3 不同热处理后的AISI4135试样在P2保护条件下的EIS测试97-101
• 4.3.4 不同热处理后的AISI4135试样在P3保护条件下的EIS测试101-106
• 4.4 本章小结106-107
• 第五章 结论与展望107-109
• 1 结论107-108
• 2 展望108-109
• 参考文献109-120
• 作者简历120-121
• 攻读博士期间发表学术论文情况121

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 李光福;吴忍uJ;雷廷权;褚武扬;肖纪美;;淬火温度对42CrMo高强度钢应力腐蚀断裂抗力的影响[J];材料科学与工艺;1993年04期

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