مواد و ساخت پیشرفته

سایش-خوردگی همواره یکی از دلایل مهم شکست خط لوله در صنعت پتروشیمی بوده است. در تازه ترین مطالعات، تاثیر ذوب سطحی لیزری (LSM) بر رفتار سایش-خوردگی (EC) فولاد X70 بررسی شده است. ذوب سطحی لیزری فرآیندی است که در آن یک لایه نازک از سطح زیرلایه توسط یک پرتو لیزر پرقدرت ذوب می‌شود و به دنبال آن انجماد سریع برای تغییر ریزساختارهای سطح انجام می‌شود.

قسمت فوقانی قوس زانویی لوله فولادی X70، مورد استفاده در دوغاب میدان نفتی، به دلیل اثرات هیدرودینامیکی تحت فرسایش و خوردگی شدید قرار می گیرد.  نتایج مطالعات اخیر نشان داده است که LSM

به طور قابل توجهی مقاومت به سایش-خوردگی را در این لوله ها به شدت افزایش می دهد. در علم متالورژی، یکی از راه های افزایش و بهبود مقاومت به سایش-خوردگی ، اصلاح در متالورژی سطح و بهبود سختی در سطح است که این هدف با ذوب لایه سطحی با استفاده لیزر امکان پذیر است.

در یک کار تحقیقاتی جدید، تأثیر ذوب سطحی لیزری  بر روی رفتار سایش-خوردگی فولاد API X70 مورد استفاده در دوغاب میدان نفتی شبیه‌سازی شده (1.5با در نظر گرفتن درصد وزنی شن سیلیس) بررسی شده است. در این آزمایشات، دوغاب به طور مداوم در یک دستگاه حلقه بسته با سرعت 3 متر بر ثانیه چرخانده شد و آزمایش‌های خوردگی سایشی با استفاده از اندازه‌گیری خوردگی الکتروشیمیایی و کاهش وزن برای نمونه‌های پروسس نشده و LSM  (2.5کیلووات) واقع در یک زانویی لوله 90 انجام شده است.

نتایج این آزمایشات نشان داده است از آنجایی که سرعت ذرات سایشی و سرعت جریان کم است، سایش-خوردگی توسط خوردگی غالب شده است. همچنین مشاهده شده است نمونه های LSM به دلیل تغییر متالورژی سطح، سختی و مقاومت به سایش-خوردگی بالاتری نشان می دهد و نرخ سایش-خوردگی در زانویی لوله متفاوت است.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0308016122000783

https://www.mdpi.com/2075-4701/9/12/1260/htm