مع التطور السريع للاقتصاد الاجتماعي، بدأت المساحات الشاسعة للمحيطات ومواردها البحرية الغنية تلفت أنظار الناس. فالمحيط كنزٌ هائل من الموارد، غنيٌّ بالموارد البيولوجية والطاقة. ويرتبط تطوير الموارد البحرية واستغلالها ارتباطًا وثيقًا بالبحث والتطوير في مجال المواد البحرية المتخصصة، ويُعدّ الاحتكاك والتآكل في البيئات البحرية القاسية من القضايا الرئيسية التي تحدّ من استخدام المواد البحرية وتطوير المعدات البحرية. تتناول هذه الدراسة سلوك التآكل والتآكل في الفولاذ المقاوم للصدأ من نوعي 316L و2205 في ظلّ حالتين شائعتين من ظروف مياه البحر: التآكل الناتج عن مياه البحر والحماية الكاثودية. وتستخدم الدراسة طيفًا واسعًا من طرق الاختبار، مثل حيود الأشعة السينية، وعلم المعادن، والاختبارات الكهروكيميائية، بالإضافة إلى تحليل التآزر بين التآكل والتآكل، لتحليل التغيرات الطورية في البنية المجهرية. ومن هذا المنطلق، يتم تحليل تأثير التآكل الانزلاقي الناتج عن مياه البحر على خصائص التآكل والتآكل في الفولاذ المقاوم للصدأ. وفيما يلي نتائج البحث:
(1) معدل تآكل الفولاذ 316L تحت الأحمال العالية أقل من معدل تآكله تحت الأحمال المنخفضة. تُظهر تحليلات حيود الأشعة السينية والتحليل المعدني أن الفولاذ 316L يخضع لتحول مارتنسيتي أثناء التآكل الانزلاقي في مياه البحر، وتبلغ كفاءة هذا التحول حوالي 60% أو أكثر. وبمقارنة معدلات تحول المارتنسيت في ظروف مياه البحر المختلفة، وُجد أن تآكل مياه البحر يُعيق تحول المارتنسيت.
(2) استُخدمت طرق المسح الاستقطابي الديناميكي الكهربائي وطريقة المعاوقة الكهروكيميائية لدراسة تأثير التغيرات الميكروية في الفولاذ المقاوم للصدأ 316L على سلوك التآكل. أظهرت النتائج أن التحول الطوري المارتنسيتي يؤثر على خصائص واستقرار طبقة التخميل على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يؤدي إلى تآكله. كما أدى تحليل المعاوقة الكهروكيميائية (EIS) إلى نتيجة مماثلة، حيث يشكل المارتنسيت المتولد والأوستنيت غير المتحول اقترانًا كهربائيًا مجهريًا، مما يُغير بدوره السلوك الكهروكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ.
(3) الخسارة المادية لـالفولاذ المقاوم للصدأ 316Lيشمل فقدان المواد تحت مياه البحر الاحتكاك النقي وفقدان المواد الناتج عن التآكل (W0)، والتأثير التآزري للتآكل على التآكل (S')، والتأثير التآزري للتآكل على التآكل (S')، بينما يؤثر التحول الطوري المارتنسيتي على العلاقة بين فقدان المواد لكل جزء.
(4) سلوك التآكل والتلف لـ2205تمت دراسة الفولاذ ثنائي الطور في ظل ظروف مختلفة لمياه البحر. وأظهرت النتائج أن معدل تآكل الفولاذ ثنائي الطور 2205 تحت الأحمال العالية كان أقل، وأن التآكل الانزلاقي الناتج عن مياه البحر تسبب في ظهور طور سيجما على سطح الفولاذ ثنائي الطور. كما أن التغيرات الميكروية، مثل التشوهات والانخلاعات وانزياحات الشبكة البلورية، تُحسّن مقاومة التآكل للفولاذ ثنائي الطور؛ وبالمقارنة مع الفولاذ 316L، يتميز الفولاذ ثنائي الطور 2205 بمعدل تآكل أقل ومقاومة تآكل أفضل.
(5) استُخدمت محطة عمل كهروكيميائية لاختبار الخصائص الكهروكيميائية لسطح التآكل للفولاذ ثنائي الطور. بعد التآكل الانزلاقي في مياه البحر، تم قياس جهد التآكل الذاتي لـ2205انخفضت نسبة الفولاذ ثنائي الطور وزادت كثافة التيار؛ كما استنتجت طريقة اختبار المعاوقة الكهروكيميائية (EIS) أن قيمة مقاومة سطح التآكل للفولاذ المزدوج تنخفض وأن مقاومة التآكل في مياه البحر تضعف؛ يقلل طور σ الناتج عن التآكل الانزلاقي للفولاذ المزدوج بواسطة مياه البحر من عناصر الكروم والموليبدينوم حول الفريت والأوستنيت، مما يجعل الفولاذ المزدوج أكثر عرضة للتآكل في مياه البحر، كما أن حفر التنقر معرضة للتشكل في هذه المناطق المعيبة.
(6) الخسارة المادية لـفولاذ مزدوج 2205ينتج فقدان المادة بشكل رئيسي عن الاحتكاك والتآكل، حيث يمثل حوالي 80% إلى 90% من إجمالي الفقد. وبالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، فإن فقدان المادة في كل جزء من الفولاذ المزدوج أقل من فقدانها في الفولاذ المقاوم للصدأ 316L.
باختصار، يمكن استنتاج أن الفولاذ ثنائي الطور 2205 يتمتع بمقاومة أفضل للتآكل في بيئة مياه البحر وهو أكثر ملاءمة للتطبيق في بيئة التآكل والتآكل في مياه البحر.
تاريخ النشر: 4 ديسمبر 2023