900 工程科学学报，第42卷，第7期 电位范围可见电极以反应(1)、(3)为主，由于母材 管线钢母材的腐蚀电位最负、平均腐蚀速率最大， 的组织比较均匀，腐蚀电极的阴阳极分布相对均 ICCGHAZ的腐蚀电位最正、平均腐蚀速率最小， 匀，有利于吸氧反应的发生，从而整体具有更大的 CGHAZ的腐蚀电位及平均腐蚀速率居中；而在 腐蚀活性，平均腐蚀速率更大：而CGHAZ和 20mAcm2和50mAcm2交流电流密度干扰下X100 ICCGHAZ由于在晶界位置有析出相及MWA岛状 管线钢的ICCGHAZ腐蚀电位最负、平均腐蚀速 组织存在，这些晶界处组织不均匀性使晶界区域 率最大，母材的腐蚀电位最正、平均腐蚀速率最 的腐蚀活性高于晶粒内部的腐蚀活性，从而造成 小，CGHAZ的腐蚀电位及平均腐蚀速率仍居中. 如图8(d)、(e)所示的晶界局部区域的优先腐蚀， (4)在20mAcm2交流电流密度交流千扰下， 平均腐蚀速率反而降低，类似于图9(a)、(b)、(c) X100管线钢母材及热影响区都发生局部腐蚀， 所展示的形貌.张敏等9研究发现X100管线钢在 CGHAZ、ICCGHAZ表现出明显的晶界腐蚀， 酸性环境中的自然腐蚀时，母材腐蚀性能也是低 GCHAZ晶界腐蚀形貌呈缝隙状、ICCGHAZ晶界 于焊接接头.在20mAcm2交流电流密度下，由 腐蚀形貌呈现连续的小孔洞状；随着交流干扰时 图5(c)的极化电位振荡范围可见析氢反应(4)成 间延长，严重的局部腐蚀坑处晶界与晶粒腐蚀严 为电极主要的阴极反应，此时阳极溶解和氢致阳 重性的差异不再明显 极溶解可能同时发生作用5,0]，在50mAcm2交 参 考文献 流电流密度下，由图5(d)的极化电位振荡范围可 见，在上述反应基础上电极阳极反应开始发生析 [1]Du W,Li H L,Wang H T,et al.Research status of high- 氧反应(2).因此图6(c)中的阴极极化曲线上氧扩 performance oil and gas pipelines in China and abroad.Oil Gas 控制散特征不再明显.交流干扰使过电位大幅增 Storage Transp,2016,35(6):577 (杜伟，李鹤林，王海涛，等.国内外高性能油气输送管的研发现 大，从而使试样表面不同区域的腐蚀活性差异对 状.油气储运，2016,35(6)：577) 腐蚀的影响程度变小.由于极化电位正负振荡，在 [2] Witek M.Possibilities of using X80,X100,X120 high-strength 腐蚀产物薄弱位置循环发生阴阳极反应，从而造 steels for onshore gas transmission pipelines.J Nat Gas Sci Eng, 成严重的局部腐蚀坑，如图8所示；且严重的局 2015,27:374 部腐蚀坑处晶界与晶粒腐蚀严重性差异不再明 [3] Maes M A,Dann M,Salama MM.Influence of grade on the 显，如图9(d)、(e)、(f)所示.ICCGHAZ和CGHAZ reliability of comroding pipelines.Reliab Eng Syst Saf.2008. 具有更大的平均腐蚀速率，一方面可能由于组织 93(3):447 [4] Liu C H,Liu W,Lu M X.Comparative study on corrosion 的不均匀性使局部腐蚀坑萌生点增多，另一方面 behavior of X60 steel and its welding heat-affected zone.Corros 可能是由于析氢、析氧反应产生的气泡使品界析 Sci Prot Technol,2008,20(3):206 出物在基体遭受阳极溶解后发生整体脱落而增大 (刘成虎，柳伟，路民旭.X60钢及其焊接热影响区的腐蚀行为对 了腐蚀速率.总体来说，在库尔勒土壤模拟液中， 比研究.中国腐蚀与防护技术，2008,20(3)：206) 小电流交流干扰下，母材腐蚀速率大于ICCGHAZ [5] Fan Z,Liu J Y,Li S L,et al.Microstructure and seawater 和CGHAZ的腐蚀速率，而大电流交流干扰下， corrosion to welding joint of X70 pipeline steel.J Southest Petrol ICCGHAZ和CGHAZ的腐蚀速率大于母材腐蚀 Univ Sci Technol Ed.2009.31(5):171 速率 (范舟，刘建仪，李士伦，等.X70管线钢焊接接头组织及其海水 腐蚀规律.西南石油大学学报：自然科学版，2009,31(5)：171) 4结论 [6] Mohammadi F,Eliyan FF,Alfantazi A.Corrosion of simulated weld HAZ of API X-80 pipeline steel.Corros Sci,2012,63:323 (1)交流干扰下的X100管线钢母材、CGHAZ [7] Zhao W,Zou Y,Zou Z D,et al.The corrosion characterization in 及ICCGHAZ在库尔勒土壤模拟液中都表现为活 simulated heat-affected zones of X80 pipeline steel in near-neutral 性溶解特征，腐蚀速率随着交流干扰电流密度的 solution.IntJ Electrochem Sci,2015,10(11):9725 增大而增加 [8] ShiCW,Zhang Y B.Liu P,et al.Effects of second thermal cycles (2)不同交流电流密度干扰下的X100管线钢 on microstructure and COz corrosion behavior of X80 pipeline steel.Int J Electrochem Sci,2018,13(3):2412 极化电位振荡幅值以及微观组织差异对X100管 [9]Zhang M,Li L,Cheng KK,et al.Corrosion behavior of X100 线钢母材、CGHAZ及ICCGHAZ的平均腐蚀速率 pipeline steel welded joint in acidic environment.Ordnance Mater 及腐蚀形貌具有重要影响 Sci Eng,2018,41(6):1 (3)在5mAcm2交流电流密度干扰下，X100 (张敏，李乐，程康康，等.X100管线钢焊接接头在酸性环境中的电位范围可见电极以反应（1）、（3）为主，由于母材 的组织比较均匀，腐蚀电极的阴阳极分布相对均 匀，有利于吸氧反应的发生，从而整体具有更大的 腐 蚀 活 性 ， 平 均 腐 蚀 速 率 更 大 ； 而 CGHAZ 和 ICCGHAZ 由于在晶界位置有析出相及 M/A 岛状 组织存在，这些晶界处组织不均匀性使晶界区域 的腐蚀活性高于晶粒内部的腐蚀活性，从而造成 如图 8（d）、（e）所示的晶界局部区域的优先腐蚀， 平均腐蚀速率反而降低，类似于图 9（a）、（b）、（c） 所展示的形貌. 张敏等[9] 研究发现 X100 管线钢在 酸性环境中的自然腐蚀时，母材腐蚀性能也是低 于焊接接头. 在 20 mA·cm−2 交流电流密度下，由 图 5（c）的极化电位振荡范围可见析氢反应（4）成 为电极主要的阴极反应，此时阳极溶解和氢致阳 极溶解可能同时发生作用[25, 30] . 在 50 mA·cm−2 交 流电流密度下，由图 5（d）的极化电位振荡范围可 见，在上述反应基础上电极阳极反应开始发生析 氧反应（2），因此图 6（c）中的阴极极化曲线上氧扩 控制散特征不再明显. 交流干扰使过电位大幅增 大，从而使试样表面不同区域的腐蚀活性差异对 腐蚀的影响程度变小. 由于极化电位正负振荡，在 腐蚀产物薄弱位置循环发生阴阳极反应，从而造 成严重的局部腐蚀坑[29] ，如图 8 所示；且严重的局 部腐蚀坑处晶界与晶粒腐蚀严重性差异不再明 显，如图 9（d）、（e）、（f）所示. ICCGHAZ 和 CGHAZ 具有更大的平均腐蚀速率，一方面可能由于组织 的不均匀性使局部腐蚀坑萌生点增多，另一方面 可能是由于析氢、析氧反应产生的气泡使晶界析 出物在基体遭受阳极溶解后发生整体脱落而增大 了腐蚀速率. 总体来说，在库尔勒土壤模拟液中， 小电流交流干扰下，母材腐蚀速率大于 ICCGHAZ 和 CGHAZ 的腐蚀速率 ，而大电流交流干扰下 ， ICCGHAZ 和 CGHAZ 的腐蚀速率大于母材腐蚀 速率. 4    结论 （1）交流干扰下的 X100 管线钢母材、CGHAZ 及 ICCGHAZ 在库尔勒土壤模拟液中都表现为活 性溶解特征，腐蚀速率随着交流干扰电流密度的 增大而增加. （2）不同交流电流密度干扰下的 X100 管线钢 极化电位振荡幅值以及微观组织差异对 X100 管 线钢母材、CGHAZ 及 ICCGHAZ 的平均腐蚀速率 及腐蚀形貌具有重要影响. （3）在 5 mA·cm−2 交流电流密度干扰下，X100 管线钢母材的腐蚀电位最负、平均腐蚀速率最大， ICCGHAZ 的腐蚀电位最正、平均腐蚀速率最小， CGHAZ 的腐蚀电位及平均腐蚀速率居中；而在 20 mA·cm−2 和50 mA·cm−2 交流电流密度干扰下X100 管线钢的 ICCGHAZ 腐蚀电位最负、平均腐蚀速 率最大，母材的腐蚀电位最正、平均腐蚀速率最 小，CGHAZ 的腐蚀电位及平均腐蚀速率仍居中. （4）在 20 mA·cm−2 交流电流密度交流干扰下， X100 管线钢母材及热影响区都发生局部腐蚀 ， CGHAZ、 ICCGHAZ 表 现 出 明 显 的 晶 界 腐 蚀 ， GCHAZ 晶界腐蚀形貌呈缝隙状、ICCGHAZ 晶界 腐蚀形貌呈现连续的小孔洞状；随着交流干扰时 间延长，严重的局部腐蚀坑处晶界与晶粒腐蚀严 重性的差异不再明显. 参    考    文    献 Du  W,  Li  H  L,  Wang  H  T,  et  al.  Research  status  of  high￾performance  oil  and  gas  pipelines  in  China  and  abroad. Oil Gas Storage Transp, 2016, 35（6）: 577 （杜伟, 李鹤林, 王海涛, 等. 国内外高性能油气输送管的研发现 状. 油气储运, 2016, 35（6）：577） [1] Witek  M.  Possibilities  of  using  X80,  X100,  X120  high-strength steels for onshore gas transmission pipelines. J Nat Gas Sci Eng, 2015, 27: 374 [2] Maes  M  A,  Dann  M,  Salama  M  M.  Influence  of  grade  on  the reliability  of  corroding  pipelines. Reliab Eng Syst Saf,  2008, 93（3）: 447 [3] Liu  C  H,  Liu  W,  Lu  M  X.  Comparative  study  on  corrosion behavior of X60 steel and its welding heat-affected zone. Corros Sci Prot Technol, 2008, 20（3）: 206 （刘成虎, 柳伟, 路民旭. X60钢及其焊接热影响区的腐蚀行为对 比研究. 中国腐蚀与防护技术, 2008, 20（3）：206） [4] Fan  Z,  Liu  J  Y,  Li  S  L,  et  al.  Microstructure  and  seawater corrosion to welding joint of X70 pipeline steel. J Southwest Petrol Univ Sci Technol Ed, 2009, 31（5）: 171 （范舟, 刘建仪, 李士伦, 等. X70管线钢焊接接头组织及其海水 腐蚀规律. 西南石油大学学报: 自然科学版, 2009, 31（5）：171） [5] Mohammadi  F,  Eliyan  F  F,  Alfantazi  A.  Corrosion  of  simulated weld HAZ of API X-80 pipeline steel. Corros Sci, 2012, 63: 323 [6] Zhao W, Zou Y, Zou Z D, et al. The corrosion characterization in simulated heat-affected zones of X80 pipeline steel in near-neutral solution. Int J Electrochem Sci, 2015, 10（11）: 9725 [7] Shi C W, Zhang Y B, Liu P, et al. Effects of second thermal cycles on  microstructure  and  CO2 corrosion  behavior  of  X80  pipeline steel. Int J Electrochem Sci, 2018, 13（3）: 2412 [8] Zhang  M,  Li  L,  Cheng  K  K,  et  al.  Corrosion  behavior  of  X100 pipeline steel welded joint in acidic environment. Ordnance Mater Sci Eng, 2018, 41（6）: 1 （张敏, 李乐, 程康康, 等. X100管线钢焊接接头在酸性环境中的 [9] · 900 · 工程科学学报，第 42 卷，第 7 期