Details

Работа направлена на изучение коррозионных свойств нержавеющих сталей после снижения параметра шероховатости Ra поверхности струйной электролитно-плазменной обработкой. Исследования проводились с помощью электронной и атомно-силовой микроскопии и стандартных испытаний коррозионных характеристик. В процессе исследования изучали снижение параметра шероховатости Ra и морфология поверхности образцов для нержавеющих сталей 20Х13, 08Х18Н9Т, AISI 304, AISI 310, AISI 316L, а также для никелевого жаропрочного сплава ЭП648. Исходная поверхность образцов была получена методом прокатки, пилением механической ножовкой, технологией SLM и технологией струйной электролитно-плазменной обработки. Впервые показана возможность снижения параметра среднеарифметической высоты поверхности Sa до чрезвычайно малой величины 11,800 нм за счет комбинированной размерной и финишной обработки нержавеющей стали. Выполнен электростатический расчет напряженности электрического поля на дефектах поверхности анода на наноуровне в программе COMSOL Multiphysics. Показано, что при формировании пленки окисного слоя, препятствующей прохождению электрических разрядов, формируется высокая напряженность электрического поля между пиками дефектов и границей окисного слоя до 2,3*10{11} В/м. Показано, что уменьшение параметра шероховатости поверхности Ra возможно до чрезвычайно малых величин Ra 0,004 мкм на базовой длине 10 мкм, что приводит к уменьшению числа микродефектов и увеличению свободной энергии Гиббса, уменьшению плотности тока коррозии в 3,6 раза. Повышение коррозионной стойкости за счет комбинированной струйной электролитно-плазменной технологии может быть использовано для обработки нержавеющих сталей, используемых в нефтегазовой отрасли, таких как трубопроводы, технологические емкости, запорная арматура, турбинные лопатки.

The work is aimed at studying the corrosion properties of stainless steels after reducing the Ra surface roughness parameter by jet electrolyte-plasma treatment. The studies were conducted using electron and atomic force microscopy and standard corrosion tests. During the study, the reduction of the Ra surface roughness parameter and the surface morphology of the samples were examined for stainless steels 20Kh13, 08Kh18N9T, AISI 304, AISI 310, AISI 316L, and the nickel heat-resistant alloy EP648. The initial surface of the samples was obtained by rolling, sawing with a mechanical hacksaw, SLM technology and electroplasma jet technology. For the first time, it was shown that the average surface height Sa can be reduced to an extremely low value of 11.800 nm by combining dimensional and finishing processing of stainless steel. An electrostatic calculation of the electric field strength on the surface defects of the anode was performed. It has been shown that the surface roughness parameter Ra can be reduced to an extremely low value of Ra 0.004 mum on a base length of 10 mum, which leads to a decrease in the number of microdefects and an increase in the Gibbs free energy, as well as a 3.6-fold decrease in the corrosion current density. The increased corrosion resistance achieved through the combined use of electroplasma and jetting technologies can be used for the treatment of stainless steels used in the oil and gas industry, such as pipelines, process vessels, valves, turbine blades.

Глобальная энергия. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2022 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 4 раза в год. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Глобальная энергия. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2022 -. Т. 31, № 4, 2025. — 1 файл (13,2 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j26-208.pdf>.