ニッケル基合金 (Inconel625 N06625) は海水の腐食環境において優れた性能を発揮します。
インコネル 625 の紹介:
625 合金は、優れた耐食性と耐酸化性、低温から 980 度までの良好な引張特性と疲労特性を備え、塩水噴霧雰囲気での応力腐食に対して耐性があります。 したがって、航空宇宙エンジン部品、航空宇宙構造部品、化学機器の製造や、海水にさらされ高い機械的ストレスを受ける状況で広く使用できます。
化学組成
C: {{0}.10以下、Mn: 0.50以下、Si: 以下0.50、P: 0.015 以下、S: 0.{{21 }}15、Cr:20.0～23.0、Ni:54.0～60.0、Mo:8.0～10.0、Ti:0.40以下、Al: 0.40以下、Fe：5.0以下、Nb：3.15～4.15
序文
ニッケル基 625 合金は、優れた疲労強度と Cl 応力腐食割れに対する耐性を備えているため、海洋の石油およびガス輸送複合管に広く使用されています [-. 金属複合パイプのライナーは耐食性に優れた金属材料で作られ、ベースパイプは剛性と強度に優れた炭素鋼材料で作られ、複合パイプの全体的な性能を向上させます。
1 実験材料と実験方法
試験材料のインコネル 625 表面層は、316L/インコネル 625 複合パイプ表面層領域から採取されました。 重量損失サンプルのサイズは 100 mm × 50 mm × 2 mm、電気化学試験サンプルのサイズは 10 mm × 10 mm × 2 mm です。 サンプルの表面を 1200 度のサンドペーパーで研磨し、無水エタノール溶液中で 5 分間超音波処理し、使用するまで空気中で乾燥させました。 試験媒体は青島海の天然海水であり、試験温度は深さ200mの海水温度を模擬するために10度に制御されます。 サンプルの腐食重量損失サンプリング ノードは 5d、15d、30d、60d、および 90d です。 サンプルを取り出した後、洗浄し、腐食生成物を除去し、重量を測定してサンプルの腐食速度を計算します。 ACM-Gill6 電気化学ワークステーションを使用して、サンプルの分極曲線と AC インピーダンス スペクトルをテストしました。 625 合金オーバーレイ層を作用電極として使用し、飽和カロメル電極 (SCE) を参照電極として使用し、Pt シートを補助電極として使用しました。 分極テストの走査電位は開回路電位から始まり、1mV/s の走査速度でカソードとアノードに向かって走査します。 AC インピーダンス スペクトルのテスト周波数は 103-10-²Hz で、開回路電位付近で 10 mV の振幅で摂動されます。 Zeiss ULTRA55 走査型電子顕微鏡/エネルギー分光法を使用して、サンプル表面の巨視的および微視的な腐食形態を観察しました。 腐食生成物の重量を量り、サンプルの腐食速度を計算します。 ACM-Gill6 電気化学ワークステーションを使用して、サンプルの分極曲線と AC インピーダンス スペクトルをテストしました。 625 合金オーバーレイ層を作用電極として使用し、飽和カロメル電極 (SCE) を参照電極として使用し、Pt シートを補助電極として使用しました。 分極テストのスキャン電位は開路電位から始まり、1mV/s のスキャン速度でカソードとアノードに向かってスキャンします。 AC インピーダンス スペクトルのテスト周波数は 10⁵-10-²Hz で、開回路電位付近で 10 mV の振幅で摂動されます。 Zeiss ULTRA55 走査型電子顕微鏡/エネルギー分光法を使用して、サンプル表面の巨視的および微視的な腐食形態を観察しました。
2 実験結果と考察
10度の海水に90日間浸漬したインコネル625合金被覆層の平均腐食速度。 この図は、海水に 5 日間浸漬した 625 合金クラッド層の腐食速度が 0.0037 mm/a であり、その後浸漬時間が増加するにつれて腐食速度が 0.001 mm/a まで急速に減少することを示しています。 、クラッド層の腐食速度はさらに減少します。 90 日間浸漬した後のサンプルの腐食速度は約 0.0004 mm/a でした。
(a) から (c) は、10 度の海水にそれぞれ 0 日間、60 日間、および 90 日間浸漬した後のインコネル 625 合金クラッド層の表面形態であり、表面に孔食が発生していないことを示しています。さまざまな時間海水に浸漬した後の 625 合金クラッド層の表面。 、表面層は依然として海水中で均一な腐食を示しています。 図に示されているピットは、主に機械研磨によって発生します (図 3(a))。 図 3(d) のエネルギー スペクトル分析は、クラッド層の表面元素に、625 合金の基本元素である Ni、Fe、Cr、Ti、Mo、C が含まれていることを示しています。エネルギー スペクトルには元素 0 が存在せず、酸化腐食生成物層が形成されます。
10度の海水にさまざまな時間浸漬した625合金クラッド層の電気化学的ACインピーダンススペクトル。 海水中の 625 合金クラッド層のインピーダンス スペクトルも、時定数を伴う一段階の電気化学反応の特性を示し、不動態皮膜や腐食生成物層は時定数として現れません。 クラッド層は常に、純粋な金属表面と海水との接触を特徴としています。 インピーダンス弾性率値は基本的に各時点で10⁵Q・cm2レベルを維持しており、海水腐食にも強いです。
インピーダンス スペクトルのボード線図は、示されている等価回路を使用して当てはめられます。 図5において、Rは溶液抵抗、Rは電荷移動抵抗であり、試料表面での電気化学反応のしにくさを表します。 Q. これはコンデンサ等価成分であり、サンプルと腐食媒体の界面にある二重電気層の充放電効果を表します。 フィッティング結果を表 1 に示します。625 合金の電荷移動抵抗と電気二重層静電容量は、異なる時間の浸漬後でも同様であることがわかります。 5-90 日間浸した後、電荷移動抵抗が最初に変化し、その後減少します。 5 日間浸した場合、電荷移動抵抗は最小になり、30 日で最大に達します。 その後、浸漬時間が増加するにつれて、電荷移動抵抗は徐々に減少します。
異なる時間浸漬した 625 合金表面層サンプルのカソード分極曲線とアノード分極曲線。 分極曲線に対してパラメータフィッティングを実行することにより、フィッティング結果を表2に示します。625合金クラッド層を10度の海水に異なる時間浸漬した後のサンプルの自己腐食電位Eがわかるようになります。 正の傾向があり、サンプルの自己腐食電流密度は i です。 浸漬時間が延長されるとわずかに減少します。 陽極分極曲線から、さまざまな時間の浸漬後の 625 合金クラッド層の陽極分極プロセス中に孔食破壊が発生しないことがわかります。
3 結論
(1) 10 度の海水中での 625 合金クラッド層の腐食速度は、最初は 0.0037 mm/a でしたが、その後 0.0004 mm/a まで減少しました。
(2) 625 合金表面層は海水中で均一に腐食し、表面に腐食生成物層や不動態層が形成されません。
(3) 625 合金表面層は海水に 90 日間浸漬しても安定した耐食性を示します。
