鎳基625合金具有優異的疲勞強度和抗Cl-應力腐蝕開裂能力,使其在海洋油氣傳輸復合管中得到大量應用。金屬復合管的襯管采用耐腐蝕性能優異的金屬材料,基管采用剛度和強度優異的碳鋼材料,以提高復合管的綜合性能,同時也可以降低油氣運輸管道的建設成本。油氣運輸行業已經使用的雙金屬復合管有AISI4130/Inconel625,X65/316L,F65/316L,X65/Inconel625及F65/Inconel625等。目前,文獻中對于復合管焊縫腐蝕的研究報道較多,但對于625合金堆焊層在海水中耐腐蝕能力以及腐蝕行為報道較少。研究人員針對625合金在海洋石油開采的實際應用情況,研究堆焊層在10℃天然海水中的腐蝕行為。
試驗材料Inconel625堆焊層取自316L/Inconel625復合管堆焊層區。失重試樣尺寸為100mm×50mm×2mm,電化學測試樣品尺寸為10mm×10mm×2mm。樣品表面經過1200#砂紙打磨拋光,并在無水乙醇溶液中超聲處理5min,空氣中干燥待用。試驗介質為青島海域天然海水,試驗溫度控制在10℃,以模擬200m深度下海水溫度。樣品腐蝕失重取樣節點為5d、15d、30d、60d和90d,樣品取出后進行清洗,去除腐蝕產物后稱重,計算樣品的腐蝕速率。采用ACMGill6電化學工作站測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。
(1)試驗顯示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,且隨著浸泡時間延長,堆焊層的腐蝕速率進一步降低,試樣在浸泡90天后腐蝕速率約為0.0004mm/a。
(2)Inconel625合金堆焊層10℃海水中浸泡0d、60d和90d的后表面形貌顯示,表面沒有出現點蝕坑,堆焊層在海水中仍表現為均勻腐蝕。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物層及鈍化層。
(3)625合金堆焊層在海水中浸泡90d,耐腐蝕性能穩定。