ОЦІНЮВАННЯ ЛОКАЛЬНИХ КОРОЗІЙНИХ ПОШКОДЖЕНЬ ТРУБНИХ СТАЛЕЙ МЕТОДОМ МІКРОЕЛЕКТРОХІМІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ :

Краткое содержание

Основний змІст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність та доцільність вибраної теми, сформульовано мету та задачі роботи, показано її наукову новизну та практичну значущість.

У першому розділі проаналізовано та узагальнено літературні дані про методи досліджень електрохімічної гетерогенності поверхні металів та сплавів на мікрорівні. Висвітлено особливості та результати корозійних випробувань у середовищах різної агресивності трубних сталей та їх ЗЗ. На основі цього встановлено задачі досліджень та напрямки їх розв’язання.

У другому розділі наведено дані про матеріали, описано обладнання та методики проведення експериментів.

Досліджували трубні сталі – сталь 20, 30ХМА, 17Г1СУ та 03Х22Н6АМ3, зварювальні матеріали (електроди ЦЛ-11, УОНИИ – 13/55Р, FOX EV 50, Basic One). Поперечний переріз ЗШ, звареного електродом УОНИИ – 13/55Р містив наступні шари: кореневий, заповнювальний та облицювальний. ЗЗ, звареним електродами УОНИИ 13/55Р, FOX EV 50 та Basic One, властива феритно-перлітна структура. Розмір ЗТВ ~1,5…3 мм. Розмір зерна ОМ ~7…12 мкм із яскраво вираженою смугас–тістю. Мікротвердість ЗЗ, виконаних різними електродами, на рівні 1…2,2 ГПа.

Для визначення локальних електродних потенціалів поверхні використовували такі розчини: 0,045% H₂SO₄ + 0,14% H₂O₂ + 0,00005% K₂Cr₂O₇ (МЕХ, κ=0,38 См·м^-1), 18%-ий HCl (κ = 76,10 См·м^-1), 3%-ий NaCl (κ = 4,70 См·м^-1) та слабомінералізовану воду (κ = 9·10^-5 См·м^-1). Для корозійних досліджень – стандартний сірководневий розчин NACE (5% NaCl + 0,5% CH₃COOH, насичений H₂S, pH 2,0¼4,0, 22+3^оС), 0,7%-ий Na₂S (рН12,2), 0,4%-ий NaOH (рН12,4), 3,7%-ий HCl (рН1,4), 3,5%-ий NaCl (рН7,0) та 0,7% Na₂S + 3,5% NaCl (рН 12,2). Розчини готували на дистильованій воді.

Схильність сталей до корозійного розтріскування (КР) досліджували за пришвидшеною методикою: розтягуванням з постійною малою швидкістю деформації (2·10^–6с^–1) стандартних циліндричних зразків діаметром 6,4 мм. Критерій опірності сталей КР – час до руйнування та зміна відносного звуження металу в корозивному середовищі порівняно з інертним.

Чутливість різних мікроелектрохімічних методів оцінювали на зразках, що моделюють гальванопари: електролітичний цинковий (Zn–ПК) покрив – сталь 20, електролітичний нікелевий (Ni–ПК) покрив – сталь 20, які наносили відповідно із сульфатнохлоридного (pH 5,0…5,2; t = 40 ^оС; і = 200 А/м²) та сульфатного (pН 4,6; t = 25^оС; і = 300 А/м²) електролітів.

Електрохімічні дослідження (залежності Е-і, Е-t) виконували, використовуючи потенціостати ПИ-50-1 та ІPC-Pro (потенціали подано за насиченим хлоридсрібним електродом) за швидкості зміни розгортки потенціалу 1 мВ·с^-1. Під час аналогічних випробувань різних ділянок ЗЗ застосовували локальні комірки з площею робочої поверхні 3,14 мм²_. До поверхонь, що досліджувались, електрохімічні комірки кріпили за допомогою водостійкого клею та заповнювали корозивним середовищем. Рихлі продукти корозії знімали в інертному розчині, застосовуючи ультразвук та на окремих ділянках повністю усували їх алмазним різцем зі силою притискання до поверхні 1,5 Н.

Для металографічних випробувань використовували сканівний електронний мікроскоп EVO-40XVP зі системою мікроаналізу INCA Energi 350 та електронний мікроскоп-аналізатор “Zeiss LEO”, оснащений необхідним програмним забезпеченням і сучасною системою обробки та подання експериментальних результатів. Мікро­твердість вимірювали приладом ПМТ-3 при навантаженні на індентор 0,98 Н з витримкою під навантаженням 20 с.