2016·04
科研开发
碳钢焊接接头抗CO腐蚀的研究
O李维锋1舒欣欣1于延钊2任胜汉1孙紫靡1孙强
（1.海洋石油工程股份有限公司天津300452
2.中国石油大学北京102249）
当代化工研究
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摘要：本文通过ANSYS有限元模拟、微区电化学、高温高压反应扇蚀模拟试险，研究三种烊建及母材的扇蚀倾向。研究结果表明：评建存在余高时，焊缝项端受到的剪切力比母材大；随着婵缝余高的增大，婵缝根部熔合线位置受到的压力增大；烊缝与母材存在着电势差，可以发生电偶属蚀；焊缝处的电化学阻扰比母材小。以上几个原因的共同作用下，使得评缝处扇蚀加速，并且在焊缝根部熔合线位置发生局部腐蚀。
关健调：奸缝：奸缝余高：电化学阻抗：扇蚀产物膜
中图分类号：T
文献识别码：A
Studyofco2CorrosionResistanceonCarbonSteelWildedJoint
LiWeifeng',ShuXinxin',YuYanzhao,RenShenghan',SunZihui',SunQiang
(1.OffshorePetroleumProjects CO.,LTD,Tianjin,300452
2. China University of Petroleum, Beijing, 102249)
Abstract:This paper research corrosion tendency of three weld and base metal through ANSYS finite element simulation,micro-electrochemistry,high temperature and high pressure corrosion test.The results show that ifthe weld has reinforcement,shear stress on top site is bigge r than base metal;the bigger is weld reinforcemen,the bigger is pressure of solution on root of weld;there is potential diference between the weld and base metal.galvanic corrosion may occure;electrochemical impence of the weld is smallerthanbase.Under combinedaction ofabove several reasons corrosion of weld accelerates,and local corrosion occurs at theroot of the weld
Key words:weld; weld reinforcement; electrochemical impence; corrosionproductfilm
前言
目前，焊缝位置发生局部腐蚀是导致管道失效的重要因
素。近年来，研究者们对焊缝位置的局部腐蚀也进行了大量的研究工作。X56管线钢在自然海洋水中时，焊缝热影响区处的点蚀坑深度的最大值大于附近母材的的点蚀坑深度最大值。焊接过程中温度梯度导致的相变是热影响区腐蚀敏感的重要因素。X70管线钢焊缝热影响区在中性溶液中有最大的阳极溶解电流。焊缝和母材之间成分和微观结构微小差异可以造成电化学电流效应，影响碳钢的腐蚀效应。不同的相和微观结构使得阳极反应和阴极反应位于不同的区域。除了材料本身特性可以造成焊缝腐蚀差异性，外界腐蚀环境例如：油水比例、温度、压力、PH值等和管内流体的流动状态也可以造成焊经的优先魔蚀。本文针对常用三种焊接工艺：封底焊GTAW，填充盖面分别为SMAW/FCAW-G/GTAW（以下简称为S焊缝、F焊缝、G焊缝），在不同焊缝余高、不同温度、不同CO,分压下开展相关研究工作。
试验材料
试验材料母材选用ASTM106B，其金相组织及三种焊缝的金相图见图1，其中母材为晶粒较大的珠光体和铁素体，F、S、G 三种焊缝同样由珠光
体和铁素体组成。三种焊缝的珠光体含量稍高于母材。
万方数据
图1母材及三种焊缝的100倍金相组织图：(a)母材；(b)F焊缝；(c)
S焊缝；(d)G焊缝
二、试验结果
1.有限元计算结果
(1)管道内液体压力分布有限元计算结果
图3管道内液体压力分布有限元计算结果图：(a)焊缝余高
0mm；(b)焊缝余高1.5mm；(c)焊缝余高3mm;