10859

10859

بررسي ريز ساختار و خواص فرسايش- خوردگي پوششهاي سخت بر روي فولاد API-5L-X52 توسط فرايند جوشكاري TIG

كارشناسي ارشد

مواد - شناسايي و انتخاب مواد فلزي

بهمن ماه 1390

بهمن ماه 1390

دكتر حسين عربي - دكتر سعيد رستگاري

دكتر مسعود گودرزي

لوله هاي مورد استفاده در خطوط انتقال نفت و گاز به دليل وجود ذرات سخت نظير شن در سيال مورد نظر در معرض فرسايش توسط اين ذرات بوده و اين موضوع سبب مي شود كه طول مدت سرويس اين قطعات كاهش يابد. براي حل مشكل فرسايش از تجهيزاتي به نام دام شن يا Grit Trap براي جداسازي ذرات سخت از سيال استفاده مي شود. اما سطوح داخلي اين تجهيزات كه از جنس فولاد كربني API-5L-X52 است، خود در معرض فرسايش توسط اين ذرات سخت و نيز در معرض خوردگي توسط گاز ترش قرار دارد. در اين پژوهش براي افزايش مقاومت در برابر فرسايش و فرسايش-خوردگي اين تجهيزات، پوشش هايي دولايه از سوپرآلياژهاي پايه كبالت، پايه نيكل و فولاد آستنيتي با استفاده از فرايند GTAW توسط شركت آلياژ جوش ايران بر روي فولاد API-5L-X52 اعمال شد. در ادامه مشخصات لايه هاي روكش كاري شده مورد بررسي قرار گرفت. همچنين بر روي كليه نمونه هاي روكش دار و زيرلايه آزمايش فرسايش و فرسايش-خوردگي در دماها و زواياي مختلف توسط دستگاه جت سيال دوغابي كه طبق استاندارد ASTM G73&119 و توسط محققين اين پروژه در دانشگاه علم وصنعت ايران ساخته شده است، انجام گرفت. در ادامه رفتار خوردگي زيرلايه و روكش ها توسط آزمايش پلاريزاسيون پتانسيوديناميك مورد بررسي قرار گرفت. بررسي ها نشان داد كه اعمال روكش مياني در نمونه ها مي تواند موجب كاهش تنشهاي باقيمانده در ساختار روكش و همچنين بهبود خواص فصل مشترك شود. همچنين حضور كاربيد هاي سخت و مقاوم به فرسايش در سطح نهايي روكش ها موجب بهبود قابل توجه مقاومت به فرسايش نمونه هاي روكش دار نسبت به فولاد API-5L-X52 مي شود. بعلاوه حضور مقادير مناسب از عناصر مقاوم به خوردگي چون كروم، نيكل و موليبدن از يك سو و حضور كاربيدهاي سخت و مقاوم به فرسايش در روكش ها از سوي ديگر موجب بهبود مقاومت به فرسايش- خوردگي نمونه هاي روكش دار مي شود. بررسي سطوح فرسايش يافته نشان داد كه در زاويه30 درجه مكانيزم فرسايش شامل شخم زني، تغيير شكل پلاستيك و نوعي سايش خراشان است، در حاليكه در زاويه 90 درجه مكانيزم اصلي فرسايش، كوفتگي در مكان ضربه و سايش ضربه اي است. نتايج آزمايش خوردگي نيز حاكي از دانسيته جريان خوردگي كمتر، پتانسيل خوردگي نجيب تر، سرعت خوردگي پايينتر، و لذا مقاومت به خوردگي بالاتر نمونه هاي روكش دار نسبت به زيرلايه بود. واژه هاي كليدي: فولاد API-5L-X52_ سوپرآلياژپايه كبالت_ فرايند GTAW_ رفتار فرسايشي_ رفتار فرسايش- خوردگي.