镍基625合金具有优异的疲劳强度和抗Cl-应力腐蚀开裂能力,使其在海洋油气传输复合管中得到大量应用。金属复合管的衬管采用耐腐蚀性能优异的金属材料,基管采用刚度和强度优异的碳钢材料,以提高复合管的综合性能,同时也可以降低油气运输管道的建设成本。油气运输行业已经使用的双金属复合管有AISI4130/Inconel625,X65/316L,F65/316L,X65/Inconel625及F65/Inconel625等。目前,文献中对于复合管焊缝腐蚀的研究报道较多,但对于625合金堆焊层在海水中耐腐蚀能力以及腐蚀行为报道较少。研究人员针对625合金在海洋石油开采的实际应用情况,研究堆焊层在10℃天然海水中的腐蚀行为。
试验材料Inconel625堆焊层取自316L/Inconel625复合管堆焊层区。失重试样尺寸为100mm×50mm×2mm,电化学测试样品尺寸为10mm×10mm×2mm。样品表面经过1200#砂纸打磨抛光,并在无水乙醇溶液中超声处理5min,空气中干燥待用。试验介质为青岛海域天然海水,试验温度控制在10℃,以模拟200m深度下海水温度。样品腐蚀失重取样节点为5d、15d、30d、60d和90d,样品取出后进行清洗,去除腐蚀产物后称重,计算样品的腐蚀速率。采用ACMGill6电化学工作站测试样品极化曲线和交流阻抗谱,625合金堆焊层为工作电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,Pt片为辅助电极。采用ZeissULTRA55扫描电镜/能谱观察试样表面的宏观和微观腐蚀形貌。
(1)试验显示625合金堆焊层在海水中浸泡5d的腐蚀速率为0.0037mm/a,然后腐蚀速率快速降低至0.001mm/a,且随着浸泡时间延长,堆焊层的腐蚀速率进一步降低,试样在浸泡90天后腐蚀速率约为0.0004mm/a。
(2)Inconel625合金堆焊层10℃海水中浸泡0d、60d和90d的后表面形貌显示,表面没有出现点蚀坑,堆焊层在海水中仍表现为均匀腐蚀。能谱分析显示堆焊层表面元素包括625合金基本元素Ni、Fe、Cr、Ti、Mo、C,能谱中没有元素O,表面没有形成腐蚀产物层及钝化层。
(3)625合金堆焊层在海水中浸泡90d,耐腐蚀性能稳定。