改性焊条焊接碳钢焊缝在亚硫酸铵介质中的耐蚀性研究

摘要

本文针对亚铵法造纸中碳钢焊缝在亚硫酸铵介质中腐蚀严重的实际,研究了改性焊条对碳钢焊缝在亚硫酸铵介质中的腐蚀行为.根据焊缝金属的腐蚀以及合金化原理,通过焊条药皮过渡Cr,Cu,Ni合金元素的方法来提高焊缝的腐蚀电位,达到提高碳钢焊缝的耐蚀性能的目的.通过预实验发现含镍的碳钢焊缝的腐蚀电位升高,腐蚀电流减小；对不同镍含量的Q235钢焊缝试样进行电化学研究,研究了在温度为20-80℃,浓度为5﹪-11﹪的亚硫酸铵介质中不同镍含量的碳钢焊缝和采用普通J422焊条焊接的焊缝与母材的自腐蚀电位和自腐蚀电流；采用重量法测试了焊缝在不同温度、浓度条件下的腐蚀速率,进一步验证电化学方法的测试结果,并通过金相分析法,扫描电镜法,获得了不同焊缝与母材腐蚀前的原始金相组织和表面缺陷以及不同的焊缝在不同条件下腐蚀后的微观形貌,确定了组织及缺陷对腐蚀速率的影响,直观地分析了改性焊条对焊缝腐蚀的影响,从而阐明了介质温度,浓度对腐蚀速率的影响,找到了改性焊条对碳钢焊缝在亚硫酸铵介质中的腐蚀规律. 研究结果表明Q235钢采用改性J422焊条焊接后,焊缝的显微组织细化,这是改性焊条焊接的焊缝的耐蚀性提高的主要原因.相同条件下,采用改性焊条焊接的焊缝的腐蚀速率明显低于母材和采用J422焊条焊接的焊缝；温度升高,亚硫酸铵浓度增大,均促使焊接接头的腐蚀速率增大；Ni含量为1.2﹪的焊缝在相同条件下腐蚀速率最小.

目录

文摘

英文文摘

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1.绪论

1.1引言

1.2亚铵法制浆设备焊缝的腐蚀

1.3金属电化学腐蚀原理

1.3.1金属的极化

1.3.2极化曲线

1.3.3金属的去极化

1.3.4金属的钝化

1.4金属腐蚀速度的测定

1.4.1极化曲线法测量金属的腐蚀速度

1.4.2重量法测量金属的腐蚀速度

1.5碳钢焊缝腐蚀的原因及解决办法

1.5.1金属成分的影响

1.5.2金属结构上的影响

1.5.3介质的影响

1.5.4焊缝缺陷的影响

1.5.5解决办法

1.6焊缝金属合金化

1.6.1合金化方式

1.6.2合金化机理

1.6.3合金过渡系数

1.7本课题研究的目的和内容

1.7.1课题的主要目的

1.7.2研究目标

1.7.3研究内容

1.7.4技术关键(创新点与技术难点）

2研究方案

2.1试验路线图

2.2试验过程

2.2.1改性焊条制备

2.2.2焊接试样制备

2.2.3电化学试验

2.2.4失重法试验

2.2.5金相试验

2.2.6表面形貌分析

2.3试验材料及仪器

2.3.1试验物品

2.3.2试验仪器

3改性焊条的设计与制备

3.1焊条制备

3.1.1药皮渣系的选定

3.1.2合金元素的确定

3.1.3合金元素的计算

3.2焊接试样制备

3.3电化学预试验

3.4本章小结

4改性焊条接碳钢焊缝在亚铵溶液中的耐蚀性研究结果及分析

4.1极化曲线测试结果与分析

4.1.1不同温度下 5％亚硫酸铵介质中不同焊接焊缝及母材极化曲线测试结果与分析

4.1.2不同温度下 7％亚硫酸铵介质中不同焊接焊缝及母材极化曲线测试结果与分析

4.1.3不同温度下 9％亚硫酸铵介质中不同焊接焊缝及母材极化曲线测试结果与分析

4.1.4不同温度下 11％亚硫酸铵介质中不同焊接焊缝及母材极化曲线测试结果与分析

4.1.5相同温度、不同浓度的亚铵介质中焊缝腐蚀速度研究结果与分析

4.2失重法试验结果

4.2.1试验过程

4.2.2试验现象

4.2.3失重法结果

4.3金相组织分析

4.4腐蚀微观形貌分析

4.5本章小结

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

附录1

附录2 作者在硕士期间发表的论文