2205双相不锈钢焊接结构应力腐蚀疲劳性能研究
液态化学品的海上运输是一项复杂的商贸活动，在运输过程中既要保证安全还得具有一定的经济效益，所以液态化学船船箱的制造尤为重要。化学品船箱在制造过程中有两个重要环节，一是制造船箱的材料选取，二是在制造过程中大量用到焊接工艺。经过几代人的努力，现越来越多的化学品船上选用不锈钢制造液态船箱。原因是不锈钢表面有一层天然的钝化膜，它能保护不锈钢不被腐蚀。然而工程应用证实卤离子（如氯离子）可以局部的破坏钝化层并且阻碍新的保护膜的生成，从而导致结构被腐蚀开裂。双相不锈钢的诞生很好的解决了一般不锈钢在卤离子环境下的应力腐蚀开裂，其中2205双相不锈钢(DSS)最具有代表性。由于焊接工艺将破坏材料的钝化层和材料中各相比例的改变，导致该结构耐腐蚀性能降低，因此对焊接结构耐腐蚀性能研究意义重大。
双相不锈钢的冶炼技术主要掌握在一些西方发达国家，国内只能生产一些普通的双相不锈钢。最近几年由于国家对海洋资源的重视，对双相不锈钢的强烈需求导致各大钢厂对该类钢材的冶炼技术研究更加活跃。目前有一些大型钢铁厂已掌握了一些超级双相不锈钢的冶炼技术，同时由于国产钢材价格相比国外更具有优势，所以工程用钢越来越偏向于使用国内产品。2007年国营企业川东船厂在国内首次将太原钢铁厂生产的2205DSS用于化学品船舱制造，由于这种材料在国内远洋船舶首次大量运用，缺少使用经验，并且制造的化学品船经过6年的服役，船上部分地方已经发生了明显的腐蚀破坏。
本文以川东船厂制造化学品船舶所用的2205DSS及其焊接结构为研究对象，论述了双相不锈钢及其焊接结构在各种环境下的耐腐蚀性能，实验研究了该焊接结构在强酸强碱中的腐蚀速率，以及在模拟海水（3.5％氯化钠溶液）中的应力腐蚀疲劳研究，运用数值分析对实验数据进行处理;然后采用蔡司LEO1530VP型扫描电镜对腐蚀表面和应力腐蚀疲劳断口进行微观分析;最后应用miner理论对2205双相不锈钢焊接结构在工程应用的使用寿命进行预测。所有的实验研究结论将对2205DSS制造的化学药品船舶的使用安全监测提供理论依据。
化学品船箱;双相不锈钢焊接结构;疲劳性能;应力腐蚀;微观分析
重庆交通大学
硕士
机械设计及理论
王智祥;张继祥
2013
中文
U674.133.203.1;TG172.5
75
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）