Page 57 - 腐蚀与防护2024年第十一期
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第45卷 第11期                                  腐蚀与防护                                  Vol.45 No.11

    2024年11月                          CORROSION &PROTECTION                          November2024



                                                                              DOI : 10.11973 / fs y fh230710
       高强低合金钢焊接接头在海水中的初期腐蚀行为



                                 刘雪辉, 张慧霞, 隋永强, 仝宏韬, 李相波

                          ( 洛阳船舶材料研究所海洋腐蚀与防护重点实验室, 青岛 266237 )

       摘 要:通过电化学方法和表面分析技术, 研究了高强低合金钢焊接接头在海水中的初期腐蚀行为。

       结果表明: 浸泡前母材区的初始电位较低, 腐蚀倾向最大, 浸泡后母材区电位波动最大; 该焊接接头
       在初期腐蚀呈现阳极溶解速率由高向低转变的特征, 其中母材区阳极溶解电流密度最大; 焊接接头
       在海水中的初期腐蚀以全面腐蚀和点蚀两种形式发展, 腐蚀产物主要成分为α-Fe 2O 3 α-FeOOH 和
                                                                                   ,

      γ-FeOOH 。在海水中浸泡初期, 焊接接头各区域耐蚀性从低到高排序为母材区、 热影响区、 焊缝区。

       关键词:高强低合金钢; 焊接接头; 初期腐蚀; 扫描开尔文探针( SKP ); 扫描振动电极技术( SVET )

       中图分类号: TG127   文献标志码: A   文章编号: 1005-748X ( 2024 ) 11-0049-07
     高强低合金钢( HSLA ) 由于强度高和韧性好被                       期腐蚀进行及时、 准确的检测, 这对预防过早失
   广泛应用于海洋工程与船舶行业。在工程应用中,                            效, 提高金属结构的安全性, 降低腐蚀维护的成本
   焊接是非常重要且不可避免的技术环节。焊接过程                            具有重要的意义。
   往往会导致材料组织、 结构和成分发生变化。焊接
   接 头 是 焊 接 结 构 中 的 薄 弱 环 节                 [ 1-3 ] 。  1 试 验
   OYYARAVELU 等      [ 4 ] 的研究结果表明高强低合金              1.1 试 样
   钢焊接接头断裂优先发生在热影响区。 DENISA                            试验中焊接接头的母材材料为船用高强低合金



   等 [ 5 ] 研究发现 HSLADomex700MC 焊接接头热                 钢, 其化学成分( 质量分数) 为0.09% C , 0.25% Si ,






   影响区的力学性能明显下降。在苛刻的海洋环境                             0.8% Mn , 0.009%P , 0.004%S , 1.21% Ni , 0.62%Cr ,






   中, 用于船舶和其他海洋设备的高强低合金钢焊接                           0. 11% Mo , 0.08% V , 0.3% Cu , 余量为Fe 。高强低合
   结构易发生不同类型的局部腐蚀, 例如点蚀、 应力腐                         金钢的屈服强度为498MPa , 抗拉强度为595MPa ,


   蚀、 氢致开裂、 腐蚀疲劳和电偶腐蚀等               [ 6-10 ] 。高强低   由鞍山钢铁集团公司提供。采用埋弧焊接工艺焊接
   合金钢焊接接头的局部腐蚀破坏对装置、 设施和构                           得到高强低合金钢焊接接头, 焊接电流为500A , 焊


   件的服役安全构成巨大威胁, 必须加以重视。                             接电压为32V , 热输入为30kJ / cm 。
       当高强低合金钢暴露于腐蚀介质中时, 初期                          1.2 试验方法
   由于钢材表面新鲜, 表面活性相对活跃, 腐蚀进展                            以焊缝为中心从高强低合金钢焊接接头取样,
   较快, 影响了表层腐蚀产物的形成, 这会对后期腐                          试样包含母材区( BM )、 热影响区( HAZ ) 和焊缝区




   蚀产生一定作用。高强低合金钢焊接接头是非均                             ( WM ), 尺寸均为90mm×25mm×5mm 。用碳化
   匀结构, 各区域的腐蚀电位和极化特性存在一定                            硅砂纸逐级( 至2000号) 打磨试样表面, 再用金刚石
   差异, 腐蚀过程往往具有多界面、 高度不均匀等特                          研磨膏抛光至镜面, 然后依次用去离子水和无水乙
   征, 用传统电化学测试方法表征焊接接头的初期                            醇清洗, 吹干备用。
   腐蚀行为存在一定的局限性。为此, 作者采用传                            1.3 微观组织和形貌表征
   统电化学和微区电化学相结合的测试技术, 对海                              将处理后试样放置于4% ( 体积分数) 硝酸酒精
   水中高强低合金钢焊接接头的初期腐蚀过程进行                             溶液( 4mL硝酸+96mL无水乙醇) 中浸蚀, 然后采



   了更全面的研究, 对高强低合金钢焊接接头的初                            用 ZeissAxioObserverZ1m 型金相显微镜观察试样





                                                     的微观结构; 采用ZEISSULTRA55型场发射扫描电


                                                     子显微镜观察焊接接头在海水中浸泡初期的腐蚀形
   收稿日期: 2023-11-08
   通信作者: 刘雪辉( 1981- ), 高级工程师, 博士, 从事海洋腐              貌; 采用 HoribaLabRAM HREvolution型拉曼光谱



   蚀与防护研究, 0532-68725125 , xhliu68@126.com           仪对腐蚀产物的成分进行分析, 分析时激发波长为
                                                                                            · 4  ·
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