[发明专利]一种脉冲电流快速提高30MnSi钢耐腐蚀性能的方法

说明书

一种脉冲电流快速提高30MnSi钢耐腐蚀性能的方法，属于金属材料处理领域。30MnSi钢作为柔性软管铠装层的主要材料，在服役过程中，长期遭受海水的侵蚀。本发明通过控制脉冲电流参数：频率1Hz，脉宽100μs～200μs，电流密度10～4000A/mm²，作用时间100μs～1ms。通过脉冲电流可对其组织中的铁素体和珠光体的相对含量产生一定影响，从而有效提高其在海水中的耐腐蚀性能。本发明通过精确控制脉冲电流参数等条件，可有效改善30MnSi钢的耐腐蚀性能，降低其在海水中的腐蚀速率，从而保障海洋油气输送管道的正常服役，减少经济损失。

技术领域

本发明属于金属材料处理领域，具体涉及一种脉冲电流快速提高30MnSi钢耐腐蚀性能的方法。

背景技术

随着海洋石油开发向更深海域发展，对海洋输送管道的耐腐蚀性能要求日益提高。然而每年由于钢铁锈蚀造成的腐蚀损耗非常严重，因此有必要开发高附加值的海洋耐蚀钢。30MnSi(0.3C-0.8Si-1.0Mn)钢具有优异的强度和韧性，而且成本较低，被广泛用于柔性软管的铠装层。但是由于其耐腐蚀性较差，可能会造成管道开裂，从而导致油气泄露，进而造成巨大的经济损失和严重的环境污染。

目前提高钢的耐腐蚀性能的方法，一方面是向钢中添加Cu、Cr和Mo等元素。Cu和Cr各自的氧化物可以在钢表面形成致密的氧化膜，阻止腐蚀介质的侵入，而Mo可以形成非晶态的保护层。虽然这种方式很有效，但是在提高其耐腐蚀性能的同时大大增加了制造成本，而且一系列的热处理工艺需要耗费大量的时间。

另一方面是对钢的表面做涂层处理。相关研究也有报道，专利(CN 106733545 A)公开了一种钢结构表面耐腐蚀处理方法。该发明通过依次对基体打磨、金属封闭底漆涂刷、重防腐涂料涂刷氯化橡胶面漆涂刷，并对各种油漆涂刷次数处理。可以看出该发明方法工艺较为复杂，耗时耗力，效率低，经济性差。

脉冲电流作为一种瞬时高能的处理手段，可以在极短的时间内改变金属材料的微观结构。对于30MnSi钢，脉冲电流可对其组织中的铁素体和珠光体的相对含量产生一定影响，从而有效提高其在海水中的耐腐蚀性能。相对于向钢中添加合金元素或对钢的表面做涂层处理，可大大提高效率，降低成本。本发明通过精确控制脉冲电流参数等条件，可有效改善30MnSi钢的耐腐蚀性能，降低其在海水中的腐蚀速率，从而保障海洋油气输送管道的正常服役，减少经济损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非传统的处理手段即利用脉冲电流快速有效提高30MnSi钢在海水中的耐腐蚀性能。利用该方法可以快速降低30MnSi钢在海水中的腐蚀速率，从而保障海洋油气输送管道的正常服役，减少经济损失。

本发明的构成：在室温下，通过控制脉冲电流参数：频率1Hz，脉宽100μs～200μs，电流密度10～4000A/mm²，作用时间100μs～1ms。通过脉冲电流可有效改善30MnSi钢的耐腐蚀性能。

一种脉冲电流快速提高30MnSi钢耐腐蚀性能的方法，其特征在于对一定尺寸的商用30MnSi钢根据样品尺寸来选择合适的脉冲电流参数；将一定尺寸的30MnSi钢样品用夹具固定在脉冲电流设备上，随后调节脉冲电流参数，对样品进行脉冲处理；所述脉冲处理的参数范围：频率1Hz，脉宽100μs～200μs，电流密度范围10～4000A/mm²，作用时间100μs～1ms。

进一步地，根据样品尺寸来选择合适的脉冲电流参数。对尺寸为如图1所示的30MnSi钢进行脉冲电流处理，确定脉冲电流参数：频率1Hz，电流密度1200A/mm²，1500A/mm²和1600A/mm²，脉宽100μs。

进一步地，所述30MnSi钢进行脉冲处理在室温条件下进行。