海洋钻井铝合金隔水管材料在模拟海水中的腐蚀疲劳性能研究

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1、分类号：P634.4单位代码：10183研究生学号：2015632059密级：公开海洋钻井铝合金隔水管材吉林大学料在模硕士学位论文拟海水中海洋钻井铝合金隔水管材料在模拟海水中的的腐腐蚀疲劳性能研究蚀疲Aninvestigationofcorrosionfatigueperformanceof劳性AluminumRiserMaterialsinSimulatedSeawater能研究作者姓名：周海龙专业：地质工程周海研究方向：岩土钻凿工艺及机具龙指导教师：刘宝昌教授吉林培养单位：建设工程学院大学2018年03月海洋钻井铝合金隔水管材料

2、在模拟海水中的腐蚀疲劳性能研究AninvestigationofcorrosionfatigueperformanceofAluminumRiserMaterialsinSimulatedSeawater作者姓名：周海龙专业名称：地质工程指导教师：刘宝昌教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年5月27日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律

3、责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博

4、硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□√硕士□博士学科专业：地质工程论文题目：海洋钻井铝合金隔水管材料在模拟海水中的腐蚀疲劳性能研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：作者联系电话：摘要海洋钻井铝合金隔水管材料在模拟海水中的腐蚀疲劳性能研究隔水管是连接海上钻井平台和海底井口的通道，传统隔水管材料采用高强度钢。铝合金材料具有重量轻、比强度高、耐蚀性好、易于加工等优点，在石

5、油钻探、海洋钻探、极地钻探、大陆深部科学钻探等领域发挥了重要作用。目前国外少数企业已经使用铝合金制成隔水管，并取得了良好的应用效果。隔水管在海洋中受到海水的腐蚀，同时受到涡激振动（Vortex-InducedVibration）产生的疲劳作用，因此隔水管是海洋钻井中重要而又脆弱的部分。国内对于铝合金隔水管材料的腐蚀疲劳性能的研究较少，因此有必要对其展开研究，为工业生产提供数据支持。本文通过改变温度、PH值、盐度三个因素，模拟铝合金隔水管在不同海域、不同深度的工作环境，选择具有代表性的参数通过正交试验法测试7075和2024铝合金隔水

6、管材料的动电位极化曲线，对极化曲线进行Tafel拟合,获得相应的腐蚀电流密度和腐蚀电位，计算出平均年腐蚀深度，对比两种材料的腐蚀速率和腐蚀敏感性，并得出对两种材料耐腐蚀能力影响最大的参数组合。将7075和2024铝合金在这种环境中进行预腐蚀，测试出疲劳性能后进行对比，并观察分析断口，使用扫描电镜观察腐蚀形貌，了解两种材料的腐蚀机理。研究表明，在温度为20℃至50℃，PH值为7至9，盐度为3％至4％之间的模拟海水环境中，7075和2024铝合金的耐腐蚀腐蚀性能整体变化趋势是随着三种因素参数的增长，腐蚀速率随之增大，腐蚀程度随之加重。温

7、度对于两种铝合金的腐蚀速率影响较大，PH值对于两种铝合金的腐蚀程度影响较大。2024铝合金耐腐蚀性能优于7075铝合金。两种材料耐腐蚀性能差异的原因是组成成分的不同，2024中铜元素的含量较高，使材料整体电位上升，提高其耐腐蚀性能；7075中含有镁、锌元素较高，使材料整体电位下降，造成7075耐腐蚀能力不及2024.7075铝合金和2024铝合金静腐蚀后使用扫描电镜观察腐蚀形貌。7075铝合金主要腐蚀形式是均匀腐蚀、剥落腐蚀和点蚀；2024铝合金主要腐蚀形式是均I匀腐蚀和点蚀。从腐蚀形貌观察，2024铝合金耐腐蚀性强于7075铝合金

8、。将7075铝合金和2024铝合金在模拟海水溶液中预腐蚀后测试其疲劳性能。实验结果表明，预腐蚀后两种铝合金材料的疲劳性能均有所下降，7075和2024铝合金的疲劳寿命分别为8463661次和9637086次。预腐蚀后2024铝合金疲劳