高压燃气管道焊接接头的电化学腐蚀行为与化学钝化处理工艺研究

赵冬冬

（广饶县天然气有限责任公司，山东 东营 257300）

摘  要：高压燃气管道由于焊接热循环致使接头区域组织呈现不均匀状态，在土壤环境里很容易发生电化学腐蚀，引发安全事故。借助动电位极化曲线以及电化学阻抗谱测试，剖析了X80管线钢焊接接头于NS4模拟土壤溶液中的腐蚀行为特点，据此研发出1种环保型复配钝化液，同时借助正交实验对钝化工艺参数给予优化。结果显示，在最佳钝化工艺条件下，焊接接头表面形成了致密的钝化膜，自腐蚀电流密度下降1个数量级，缓蚀效率达到92.4%，管道接头的工程服役寿命得到明显延长。

关键词：燃气管道；焊接接头；电化学腐蚀；化学钝化；工艺优化

高压燃气管道多采用X70或X80等高强低合金钢制造，在工程实践中，焊接接头往往是管道系统的“短板”。由于焊接热循环的作用，焊缝区（WZ）、热影响区（HAZ）与母材（BM）在金相组织、晶粒尺寸及应力状态上存在显著差异，这种微观结构的不均匀性导致了宏观上的电化学活性差异。特别是在埋地环境下，土壤中的水分、盐分及微生物构成了复杂的电解质环境，使得焊接接头极易发生电偶腐蚀和点蚀。传统的防腐涂层在焊缝突起处容易减薄或破损，一旦涂层失效，裸露的金属将迅速腐蚀穿孔。因此，在涂层施工前对焊接接头进行化学钝化处理，在金属表面预先生成1层致密、稳定的转化膜，是作为涂层底层防护、提高整体耐蚀性的关键工艺技术。本文立足于工程实际，通过电化学测试手段定量分析焊接接头的腐蚀薄弱环节，并以此为基础，采用正交实验法优化出1套适用于现场施工的化学钝化工艺，旨在为燃气管道的防腐工程提供数据支撑和技术参考。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料与试样制备

实验所选用的母材是国产X80管线钢，运用自动埋弧焊（SAW）工艺来开展焊接工作，焊接完成之后经过X射线探伤（显示合格）。同时借助线切割技术，在母材（BM）、焊缝区（WZ）以及热影响区（HAZ）分别截取尺寸为10mm x10mm x5mm的试样。对于试样的非工作面，采用环氧树脂冷镶嵌的方式进行封装，特意保留1em²的工作面积。其工作面先经过200#水砂纸打磨，接着依次使用更细的水砂纸直至2000#，之后再用1.5μm金刚石研磨膏进行抛光，直至呈现出镜面效果，然后经过无水乙醇超声清洗，最后凭借冷风吹干处理后留作备用。

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