The abrasive wear resistance of coatings manufactured on high-strength low-alloy (HSLA) offshore steel in wet welding conditions - Publikacja - MOST Wiedzy


The abrasive wear resistance of coatings manufactured on high-strength low-alloy (HSLA) offshore steel in wet welding conditions


Some marine and offshore structure elements exploited in the water cannot be brought to the surface of the water as this will generate high costs, and for this reason, they require in-situ repairs. One of the repair techniques used in underwater pad welding conditions is a wet welding method. This paper presents an investigation of the abrasive wear resistance of coatings made in wet welding conditions with the use of two grades of covered electrodes—an electrode for underwater welding and a commercial general use electrode. Both electrodes were also used for manufacturing coatings in the air, which has been also tested. The Vickers HV10 hardness measurements are performed to demonstrate the correlation in abrasive wear resistance and the hardness of each specimen. The microscopic testing was performed. For both filler materials, the coatings prepared in a water environment are characterized by higher resistance to metal–mineral abrasion than coatings prepared in an air environment—0.61 vs. 0.44 for commercial usage electrode and 0.67 vs. 0.60 for underwater welding. We also proved that in the water, the abrasive wear was greater for specimens welded by the general use electrode, which results in a higher hardness of the layer surface. In the air welding conditions, the layer welded by the electrode for use in the water was characterized by a lower hardness and higher resistance to metal–mineral abrasion. The microstructure of the prepared layers is different for both the environment and both electrodes, which results in abrasive wear resistance.


  • 2 0


  • 2 1

    Web of Science

  • 2 0


Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 53 razy
Wersja publikacji
Accepted albo Published Version
Creative Commons: CC-BY otwiera się w nowej karcie

Słowa kluczowe

Informacje szczegółowe

Publikacja w czasopiśmie
artykuły w czasopismach
Opublikowano w:
Coatings nr 10,
ISSN: 2079-6412
Rok wydania:
Opis bibliograficzny:
Tomków J., Czupryński A., Fydrych D.: The abrasive wear resistance of coatings manufactured on high-strength low-alloy (HSLA) offshore steel in wet welding conditions// Coatings -Vol. 10,iss. 3 (2020), s.219-
Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.3390/coatings10030219
Bibliografia: test
  1. Dehghani, A.; Aslani, F. A review on defects in steel offshore structures and developed strengthening techniques. Structures 2019, 20, 635-657, doi:10.1016/j.istruc.2019.06.002. otwiera się w nowej karcie
  2. Price, S.J.; Figueira, R.B. Corrosion protection systems and fatigue corrosion in offshore wind structures: Current status and future perspectives. Coatings 2017, 7, 25, doi:10.3390/coatings7020025. otwiera się w nowej karcie
  3. Papatheocharis, T.; Saravanis, G.C.; Perdikaris, P.C.; Karamanos, S.A. Fatigue of welded tubular X-joints in offshore wind platforms. In International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, Proceedings of the ASME 2019 38th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, Glasgow, Scotland, UK, 9-14 June 2019; Volume 4: Materials Technology; ASME New York, NY, USA: 2019, doi:10.1115/OMAE2019-95812. otwiera się w nowej karcie
  4. Kong, X.; Lv, J.; Gao, N.; Peng, X.; Zhang, J. An experimental study of galvanic corrosion on an underwater weld joint. J. Coast. Res. 2018, 84, 63-68, doi:10.2112/SI84-009.1. otwiera się w nowej karcie
  5. Liang, L.; Pang, Y.; Zhu, Z.; Tang, Y.; Xiang, Y. Influencing factors of various combinations of abrasion, cavitation and corrosion caused by multiphase flow impact. Trans. Can. Soc. Mech. Eng. 2019, 43, 130, doi:10.1139/tcsme-2019-0130. otwiera się w nowej karcie
  6. Momber, A.W.; Marquardt, T. Protective coatings for offshore wind energy devices (OWEAs): A review. J. Coat. Technol. Res. 2018, 15, 13-40, doi:10.1007/s11998-017-9979-5. otwiera się w nowej karcie
  7. López-Ortega, A.; Arana, J.L.; Rodriguez, E.; Bayón, R. Corrosion, wear and tribocorrosion performance of a thermally sprayed aluminum coating modified by plasma electrolytic oxidation technique for offshore submerged components protection. Corros. Sci. 2018, 143, 258-280, doi:10.1016/j.corsci.2018.08.001. otwiera się w nowej karcie
  8. Łatka, L.; Szala, M.; Michalak, M.; Pałka, T. Impact of atmospheric plasma spray parameters on cavitation erosion resistance of Al2O3-13% TiO2 coatings. Acta Phys. Pol. A 2019, 136, 342-347, doi:10.12693/APhysPolA.136.342. otwiera się w nowej karcie
  9. He, X.; Song, R.G.; Kong, D.J. Microstructure and corrosion behaviours of composite coatings on S355 offshore steel prepared by laser cladding combined with micro-arc oxidation. Appl. Surf. Sci. 2019, 497, 143703, doi:10.1016/j.apsusc.2019.143703. otwiera się w nowej karcie
  10. Li, Y.; Li, C.; Tang, S.; Zheng, Q.; Wang, J.; Zhang, Z.; Wang, Z. Interfacial bonding and abrasive wear behavior of iron matrix composite reinforced by ceramic particles. Materials 2019, 12, 3646, doi:10.3390/ma12223646. otwiera się w nowej karcie
  11. Czupryński, A. Properties of Al2O3/TiO2and ZrO2/CaO flame-sprayed coatings. Mater. Tehnol./Mater. Technol. 2017, 51, 205-212, doi:10.17222/mit.2015.165. otwiera się w nowej karcie
  12. Szala, M.; Dudek, A.; Maruszczyk, A.; Walczak, M.; Chmiel, J.; Kowal, M. Effect of atmospheric plasma sprayed TiO2-10% NiAl cermet coating thickness on cavitation erosion, sliding and abrasive wear resistance. Acta Phys. Pol. A 2019, 136, 335-341, doi:10.12693/APhysPolA.136.335. otwiera się w nowej karcie
  13. Czupryński, A.; Górka, J.; Adamiak, M.; Tomiczek, B. Testing of flame sprayed Al2O3matrix coatings containing TiO2. Arch. Metall. Mater. 2016, 61, 1363-1370, doi:10.1515/amm-2016-0224. otwiera się w nowej karcie
  14. Adamiak, M.; Czupryński, A.; Kopyść, A.; Monica, Z.; Olender, M.; Gwiazda, A. The Properties of Arc-Sprayed Aluminum Coatings on Armor-Grade Steel. Metals 2018, 8, 142, doi:10.3390/met8020142. otwiera się w nowej karcie
  15. Chmielewski, T.; Siwek, P.; Chmielewski, M.; Piątkowska, A.; Grabias, A.; Golański, D. Structure and selected properties of arc sprayed coatings containing in-situ fabricated Fe-Al intermetallic phases. Metals 2018, 8, 1059, doi:10.3390/met8121059. otwiera się w nowej karcie
  16. Czupryński, A. Flame spraying of aluminum coatings reinforced with particles of carbonaceous materials as an alternative for laser cladding technologies. Materials 2019, 12, 3467, doi:10.3390/ma12213467. otwiera się w nowej karcie
  17. Górka, J.; Czupryński, A.; Żuk, M.; Adamiak, M.; Kopyść, A. Properties and structure of deposited nanocrystalline coatings in relation to selected construction materials resistant to abrasive wear. Materials 2018, 11, 1-15, doi:10.3390/ma11071184. otwiera się w nowej karcie
  18. Chmielewski, T.; Hudycz, M.; Krajewski, A.; Sałaciński, T.; Skowrońska, B.; Świercz, R. Structure investigation on titanium metallization coating deposited onto AlN ceramics substrate by means of friction surfacing proces. Coatings 2019, 9, 845, doi:10.3390/coatings9120845. otwiera się w nowej karcie
  19. Liu, Y.; Li, C.X.; Huang, X.F.; Ma, K.; Luo, X.T.; Li, C.J. Effect of water environment on particle deposition of underwater cold spray. Appl. Surf. Sci. 2020, 506, 144542, doi:10.1016/j.apsusc.2019.144542. otwiera się w nowej karcie
  20. Feng, X.; Cui, X.; Zheng, W.; Lu, B.; Dong, M.; Wen, X.; Zhao, Y.; Jin, G. Effect of the protective materials and water on the repairing quality of nickel aluminum bronze during underwater wet laser repairing. Opt. Laser Technol. 2019, 114, 140-145, doi:10.1016/j.optlastec.2019.01.034. otwiera się w nowej karcie
  21. Wen, X.; Jin, G.; Cui, X.; Feng, X.; Lu, B.; Cai, Z.; Zhao, Y.; Fang, Y. Underwater wet laser cladding on 316L stainless steel: A protective material assisted method. Opt. Laser Technol. 2019, 111, 814-824, doi:10.1016/j.optlastec.2018.09.022. otwiera się w nowej karcie
  22. Fu, Y.; Guo, N.; Zhou, L.; Cheng, Q.; Feng, J. Underwater wire-feed laser deposition of the Ti-6Al-4V titanium alloy. Mater. Des. 2020, 186, 108284, doi:10.1016/j.matdes.2019.108284. otwiera się w nowej karcie
  23. Cevik, B. The effect of pure argon and mixed gases on microstructural and mechanical properties of S275 structural steel joined by flux-cored arc welding. Kov. Mater. 2020, 56, 81-87, doi:10.4149/km_2018_2_81. otwiera się w nowej karcie
  24. Kik, T.; Moravec, J.; Nováková, I. Numerical simulations of X22CrMoV12-1 steel multilayer welding. Arch. Metall. Mater. 2019, 64, 1441-1448, doi:10.24425/amm.2019.130111. otwiera się w nowej karcie
  25. Srisuwan, N.; Kumsri, N.; Yingsamphancharoen, T.; Kaewvilai, A. Hardfacing welded ASTM A572-based, high-strength low-alloy steel: Welding, characterization, and surface properties related to the wear resistance. Metals 2019, 9, 244, doi:10.3390/met9020244. otwiera się w nowej karcie
  26. Triwanapong, S.; Angthong, A.; Kimapong, K. Interpass temperature affecting abrasive wear resistance of SMAW hard-faced weld metal on JIS-S50C carbon steel. Mater. Sci. Forum 2019, 950, 60-64, doi:10.4028/ otwiera się w nowej karcie
  27. Wang, J.; Sun, Q.; Teng, J.; Feng, J. Bubble evolution in ultrasonic wave-assisted underwater wet FCAW. Weld. J. 2019, 98, 150-163, doi:10.29391/2019.98.012. otwiera się w nowej karcie
  28. Guo, N.; Du, Y.; Maksimov, S.; Feng, J.; Yin, Z.; Krazhanovskyi, D.; Fu, Y. Study of metal transfer control in underwater wet FCAW using pulsed wire feed method. Weld. World 2018, 62, 87-94, doi:10.1007/s40194-017-0497-y. otwiera się w nowej karcie
  29. Yang, Q.; Han, Y.; Jia, C.; Wu, J.; Dong, S.; Wu, C. Impeding effect of bubbles on metal transfer in underwater wet FCAW. J. Manuf. Process. 2019, 45, 682-689, doi:10.1016/j.jmapro.2019.08.013. otwiera się w nowej karcie
  30. Chen, H.; Guo, N.; Xu, K.; Xu, C.; Zhou, L.; Wang, G. In-situ observations of melt degassing and hydrogen removal enhanced by ultrasonics in underwater wet welding. Mater.Des. 2020, 108482, doi:10.1016/j.matdes.2020.108482. otwiera się w nowej karcie
  31. Yan, C.; Kan, C.; Li, C.; Tian, S.; Bai, Y.; Xue, F. Experimental and numerical investigation on underwater wet welding of HSLA steel. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2018, 394, 022016, doi:10.1088/1757-899X/394/2/022016. otwiera się w nowej karcie
  32. Tomków, J.; Fydrych, D.; Rogalski, G.; Łabanowski, J. Effect of the welding environment and storage time of electrodes on the diffusible hydrogen content in deposited metal. Rev. Metal. 2019, 55, e140,doi:10.3989/revmetalm.140. otwiera się w nowej karcie
  33. Chen, H.; Gui, N.; Liu, C.; Zhang, X.; Xu, C.; Wang, G. Insight into hydrostatic pressure effects on diffusible hydrogen content in wet welding joints using in-situ X-ray imaging method. Int. J. Hyd. Energy 2020, in press, doi:10.1016/j.ijhydene.2020.01.195. otwiera się w nowej karcie
  34. Świerczyńska, A.; Fydrych, D.; Landowski, M.; Rogalski, G.; Łabanowski, J. Hydrogen embrittlement of X2CRNiMoCuN25-6-2-super duplex stainless steel welded joints under cathodic protection. Constr. Build. Mater. 2020, 238, 117697, doi:10.1016/j.conbuildmat.2019.117697. otwiera się w nowej karcie
  35. Tomków, J.; Fydrych, D.; Rogalski, G.; Łabanowski, J. Temper bead welding of S460N steel in wet welding conditions. Adv. Mater. Sci. 2018, 18, 5-14, doi:10.1515/adms-2017-0036. otwiera się w nowej karcie
  36. Gao, W.; Wang, D.; Cheng, F.; Di, X.; Den, C.; Xu, W. Microstructural and mechanical performance of underwater wet welded S355 steel. J. Mater. Process. Technol. 2016, 238, 333-340, doi:10.1016/j.jmatprotec.2016.07.039. otwiera się w nowej karcie
  37. ISO 2560-A Classification of Coated Rod Electrodes for Arc Welding of Unalloyed Steel and Fine-Grained Steel. ISO: Geneva, Switzerland, 2010. otwiera się w nowej karcie
  38. Tomków, J.; Fydrych, D.; Rogalski, G. Role of bead sequence in underwater welding. Materials 2019, 12, 3372, doi:10.3390/ma12203372. otwiera się w nowej karcie
  39. ASTM G 65-00 Standard Test Method for Measuring Abrasion Using the Dry Sand/Rubber Wheel Apparatus. West Conshohocken, PA, USA, 2016. otwiera się w nowej karcie
  40. Szala, M.; Szafran, M.; Macek, W.; Marchenko, S.; Hejwowski, T. Abrasion resistance S235, C45, AISI 304 and Hardox 500 steels with usage of garnet, corundum and carborundum abrasives. Adv. Sci. Technol. Res. J. 2019, 13, 151-161, doi:10.12913/22998624/113244. otwiera się w nowej karcie
  41. EN ISO 9015-1:2011 Destructive Tests on Welds in Metallic Materials. Hardness Testing. Hardness Test on Arc Welded Joint; ISO: Geneva, Switzerland, 2011. otwiera się w nowej karcie
  42. EN ISO 17639:2013 Destructive Tests on Welds in Metallic Materials. Macroscopic and Microscopic Examination of Welds; ISO: Geneva, Switzerland, 2013. otwiera się w nowej karcie
  43. Chand, N.; Neogi, S. Mechanism of material removal during three-body abrasion of FRF composite. Tribol. Lett. 1998, 4, 81, doi:10.1023/A:1019138718283. otwiera się w nowej karcie
  44. Singh, P.T.; Singla, A.K.; Singh, J.; Singh, K.; Gupta, M.K.; Ju, H.; Song, Q.; Liu, Z.; Pruncu, C.I. Abrasive wear behavion of cryogenically treated boron steel (30MnCrB4) used for rotavator blades. Materials 2020, 13, 436, doi:10.3390/ma13020436. otwiera się w nowej karcie
  45. Jankauskas, V.; Kreivaitis, R.; Milcius, D.; Baltusnikas, A. Analysis of abrasive wear performance of arc welded hard layers. Wear 2008, 265, 1626-1632, doi:10.1016/j.wear.2008.03.022. otwiera się w nowej karcie
  46. Sun, Y.L.; Obasi, G.; Hamelin, C.J.; Vasileiou, A.N.; Flint, T.F.; Balakrishnan, J.; Smith, M.C.; Francis, J.A. Effects of dilution on alloy content and microstructure in multi-pass steel welds. J. Mater. Process. Technol. 2019, 265, 71-86, doi:10.1016/j.jmatprotec.2018.09.037. otwiera się w nowej karcie
  47. Saida, K.; Bunda, K.; Ogiwara, H.; Nishimoto, K. Microcracking susceptibility in dissimilar multipass welds of Ni-base alloy 690 and low-alloy steel. Weld. Int. 2015, 29, 668-680, doi:10.1080/09507116.2014.921074. otwiera się w nowej karcie
  48. Coronado, J.J.; Caicedo, H.F.; Gómez, A.L. The effects of welding process on abrasive wear resistance for hardfacing deposits. Tribol. Int. 2009, 42, 745-749, doi:10.1016/j.triboint.2008.10.012. otwiera się w nowej karcie
  49. EN-ISO 15614-1:2017 Specification and Qualification of Welding Procedures for Metallic Materials-Welding Procedure Test-Part 1: Arc and Gas Welding of Steels and Arc Welding of Nickel and Nickel Alloys; ISO: Geneva, Switzerland, 2017. otwiera się w nowej karcie
  50. Guo, N.; Liu, D.; Guo, W.; Li, X.; Feng, J. Effect of Ni on microstructure and mechanical properties of underwater wet welding joint. Mater. Des. 2015, 77, 25-31, doi:10.1016/j.matdes.2015.04.007. otwiera się w nowej karcie
  51. Cui, Z.; Bhattacharya, S.; Green, D.E.; Alpas, A.T. Mechanisms of die wear and wear-induced damage at the trimmed edge of high strength steel sheets. Wear 2019, 426, 1635-1645, doi:10.1016/j.wear.2019.01.113. otwiera się w nowej karcie
Źródła finansowania:
  • Działalność statusowa
Politechnika Gdańska

wyświetlono 24 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Meta Tagi