海工E690钢薄液环境应力腐蚀行为及机理
2015-04-24 16:42:34 作者:贾静焕来源:

       对海洋开发利用离不开高强钢发展及应用,随着对南海等严酷环境海域资源开发的不断深入,高强钢需求量不断增大,但其腐蚀,尤其是应力腐蚀问题也随之大量发生,制约了海洋工程发展。
       实际海洋环境中,海洋大气区由于海洋环境的影响,湿度、温度、风速、昼夜和风霜雨雪变化,干湿交替作用明显,金属表面的薄液膜很少稳定不变,而呈现厚度和分布形态不断变化的动态性和分散性特征的动态液膜,呈干湿交替的状态。研究表明:干湿交替过程均引起材料的物理、化学和电化学状态发生剧烈变化,影响材料的电化学过程及腐蚀进程。海洋工程用高强钢的SCC研究相对滞后,而且更没有认清严酷海洋干湿交替环境下SCC行为、机理、环境影响因素。海洋工程用高强钢干湿交替环境应力腐蚀开裂问题研究势在必行。
       本工作采用周浸腐蚀试验箱干湿交替试验方法模拟西沙海洋干湿交替环境,并结合电化学实验、形貌及成分分析等手段研究了海洋工程用E690钢在干湿交替环境中的应力腐蚀行为。研究表明:
(1)海洋干湿交替环境下,E690钢具有一定的SCC敏感性,SCC机理为阳极溶解和氢脆的混合控制机制。裂纹扩展模式为典型的穿晶扩展。
(2)E690钢SCC的萌生与腐蚀产物及腐蚀产物层的形成及层下局部闭塞环境有重要相关性,腐蚀产物层的增厚和致密化导致腐蚀产物层下局部酸化和点蚀,点蚀内应力集中及环境酸化促进了裂纹的萌生和扩展。
(3)应力或应变促进E690钢阳极溶解,加速腐蚀,应力增大,其应力腐蚀敏感性升高。U型弯打孔试样有利于海洋干湿交替环境下高强钢的应力腐蚀行为研究。
(4)通过O2浓度、电化学充氢等对E690钢电化学和SCC行为的影响规律试验研究,进一步明确E690钢在海洋薄液环境下的SCC机理兼具阳极溶解与氢脆混合控制机制。