氯盐介质中管道焊缝接头微区电化学腐蚀

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1、研究石Corros油ion&化Prote工ction腐inPet蚀与防护rochemicalIndustry2011，28(5)·5·氯盐介质中管道焊缝接头微区电化学腐蚀王冬梅，朱衍勇，董毅，钟振前，杨春(钢铁研究总院分析测试研究所，北京100081)摘要：与其它微区电化学技术不同，扫描振荡电极测定电流密度(SVET)技术可以检测金属电化学腐蚀反应发生过程中离子流动产生的电流密度，可以对腐蚀反应的性质(阴极或阳极反应)及腐蚀反应强度进行直观而精确的表征。通过采用扫描振荡电极测定电流密度并结合材料分析技术对模拟氯盐介质浸泡的地下石油管道直缝焊缝接头表面在电化学腐蚀过程中的局部腐蚀行

2、为和机理进行了试验研究，分析得出了焊缝、热影响区和母材腐蚀反应强度梯度分布以及相应部位产生局部腐蚀的原因，为氯盐化学品环境中钢铁材料的选择、腐蚀防护及失效分析提供借鉴和依据。关键词：氯盐管道焊缝接头局部腐蚀扫描振荡电极技术电流密度中图分类号：TG174．41文献标识码：A文章编号：1007—015X(2011)05—0005—04环境中大量使用氯盐类融雪剂对钢铁材料产磨、抛光和涂覆薄膜形成剂，采用低倍金相和显微生了严重的腐蚀作用，缩短了道路、桥梁和地下管硬度法测定试样焊缝和热影响区的宽度。采用美道等公共基础设施的使用寿命。关于氯盐对钢铁国型号为SVET．CORA的自动化扫描微测系

3、统，对的腐蚀，国内外学者已运用传统的材料腐蚀的电化在不同模拟介质中浸泡的石油管道焊缝接剖面试学测试方法(该方法局限于整个样品的宏观测试，样在电化学腐蚀过程中进行不同部位微区电流密不能反映出局部的腐蚀及材料与环境的作用机度的测定。用JSM-6400型扫描电镜(SEM)对试理)进行了大量的腐蚀研究，发展中的扫描微区电样腐蚀产物形貌进行观察与能谱分析。用化学技术也在不断被应用到材料的局部腐蚀机理OLYMPUSGX51型金相显微镜对焊缝接接头试样研究中，常用的微区电化学技术包括扫描电化学显进行金相和非金属夹杂物分析。微镜、扫描振动电极测定电压值、扫描开尔文探针和局部电化学阻抗谱等¨J。2

4、试验结果与分析扫描振荡电极测定电流密度(SVET)是在不接2．1SVET试验触被测样品的情况下，通过微小振荡电极探针尖部为确定振荡电极扫描步长，对焊缝接头试样焊感应发生在浸泡介质中金属表面氧化或还原反应缝、热影响区宽度进行确定，经低倍金相测量和显中的氧化还原型离子，测得溶液中离子的电位梯度微硬度测试得知，焊缝宽度为450t．zm；热影响区宽变化，并将测得的电位信号转化为相应的直流电流度约1620Ixm。其中，粗晶区为900m，细晶区宽信号，显示微观尺度内的电流密度的变化(因必然度为720Ixm，见图1。伴随着金属离子及其他离子的流动，测试结果为微根据所测试样焊缝宽度结果，确定扫描

5、振荡区离子产生的整体电流密度信息)，相比其它微区电极扫描步长为100m。焊缝接头微区电化学电化学技术，通过该技术检测金属电化学腐蚀反应腐蚀电流密度分布测试结果表明：在pH值为发生过程中离子流动产生的电流密度，可以对腐蚀l2．3的碱性Ca(OH)：溶液中浸泡1h后，焊缝反应的性质(阴极或阳极反应)及腐蚀反应强度进接头各区域表面所测电流密度均为负值(见图行直观而精确的表征，可以监测金属不同环境或不2a)，各部位未发生腐蚀，处于钝化状态，高碱性同时间下腐蚀反应的性质，深入揭示腐蚀反应机理使钢铁表面产生一层致密的钝化膜，对材料具有机制[10—12]。采用扫描振荡电极测定电流密度保护作用。

6、在含0．05mol／LNaC1的pH值为(SVET)方法研究金属腐蚀行为和机理，目前在美国、法国、葡萄牙和摩洛哥等国研究工作者已开展收稿日期：2011—04—29；修改稿收到日期：2011—07—13。了少量工作，在国内还极少有报导。作者简介：王冬梅(1974一)，女，毕业于哈尔滨工程大学材1试验制备与试验方法料学专业，获硕士学位。工程师，主要从事金属材料腐蚀、断Q235钢直缝焊缝接头剖面试样经过镶嵌、打裂失效分析工作。E．mail：mdwmmm@126．com。·6·石油化工腐蚀与防护第28卷12．3的Ca(OH)溶液中，30min内测试焊缝接头各区域表面所测电流密度均为负值(

7、绝对值均小于22~A／cm)，浸泡25rain后各区域的电流密度分布见图2bl，同时在材料表面未观察到有腐蚀现象发生。经过浸泡32min后，扫描振动电极黼测试焊缝部位出现了正的电流密度峰值(见图脚2b2)，焊缝部位作为阳极发生了宏观点腐蚀，说明氯离子作为极强的去钝化剂，破坏了焊缝部位表面的钝化膜，在电解质作用下，阳极区焊缝部位(点)铁发生腐蚀生成2价铁离子，向阳极区外介质溶液中扩散，其它部位电流密度为负值，未发生腐蚀。因此，焊缝的腐蚀强度高于热影响区和母材，介质中氯离子作为极强的