管线钢摩擦焊接头在饱和CO2环境中的电化学腐蚀性能研究*
2021-07-12杨晓宇谢晓辉
新技术新工艺 2021年6期
杨晓宇,邢 蕊,谢晓辉
(北京石油化工学院,北京 102617)
随着陆上油气资源的减少,海洋石油已经成为世界各国争相追逐的主要战略资源。与此同时,海洋工程钢结构的连接及其安全保障技术也日益受到业界的关注。针对海洋工程钢结构的连接方式也多种多样,发展迅速。其中摩擦焊的发展更是引人注目,在20世纪80年代,摩擦焊(焊接)是由英国焊接研究所(TWI)研发的一种固相连接技术,属于摩擦焊技术领域中最早发展成熟的一种[1]。
目前,虽然国内外对摩擦焊的技术和工艺进行了长时间的研究,但是对焊件的腐蚀性能及机理还缺乏深入了解。本文研究的意义在于探索镀件在饱和CO2环境中的电化学腐蚀性能,提高焊接接头的防腐性能,做一些理论依据和数据研究工作,这对延长其服役寿命、提高石油行业的经济效益具有重要的现实意义[2-3]。
本课题以X70钢为焊接基板、16Mn钢为螺柱,利用摩擦焊技术制备焊接接头,并做出试验试件。再利用电化学工作站,采用脉冲电沉积法,以占空比为自变量在焊接接头表面制备镀Ni镀层,以此得到3种不同的镀件,研究3种镀件和焊接接头试件在通入饱和CO2环境中的电化学腐蚀规律,得出相关结论。并确定出抗电化学腐蚀性能最优镀Ni镀层的焊接接头占空比。
1 试验方案
1.1 试样制备
1)接头制备:以X70管线钢为基体、16Mn钢为塞棒,用摩擦焊接设备在螺栓直径14 mm、旋转速度6 000 r/min、进给速度20 mm/min、轴向力7 MPa的焊接参数下对其进行焊接。将焊件利用线切割去掉多余的部分,切面规格约为20 mm×20 mm,且切割后的截面保留塞棒区、上热影响区、焊缝、下热影响区和母材区。……
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