D01:10.133741.isml00103x.2009.0L.005 第31卷第1期 北京科技大学学报 Vol.31 No.I 2009年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2009 Q235管线钢焊接接头微区电化学行为 孙齐磊曹备吴荫顺 北京科技大学材料科学与工程学院腐蚀与防护中心，北京100083 摘要研究了燃气旧管道Q235管线钢焊接接头各个微观区域在土壤模拟溶液中的电化学行为.测量了各个微区的极化 曲线，测定了相关的电化学参数.结果表明，各区域的Em由低至高和im由大至小的顺序依次为：熔合线，不完全正火区，过 热区，正火区，回火区，母材，焊缝区.同一个焊接接头的七个不同热经历区域暴露于同一电解质时，也将构成一个多电极体 系.其中，熔合线和不完全正火区将成为复杂多电极体系形成的原电池中的阳极，最可能遭受到优先的腐蚀溶解：焊缝区和母 材区则是原电池中的阴极，腐蚀敏感性低且在一定程度上受到阴极保护. 关键词Q235钢：焊接接头；极化曲线：微区电化学；多电极体系 分类号TG172.4 Electrochemical behavior of various micro-areas on the welded joint of Q235 steel SUN Oi-lei.CAO Bei.WU Yin-shun Corrosion and Protection Center,School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China ABSTRACT The electrochemical behavior of welded joints of used Q235 pipdine steel was investigated in soil simulation solution. Polarization curves of various micmo-areas were measured and welated electrochemical parameters were acquired.The results show that the sequence of free corrosion potential from lower to higher or the sequence of free corosion current density from higher to lower is melt mn,incomplete normalized zone,over heated zone,normalized zone,tempered zone,base metal,and weld metal.These micmo- areas of a welded joint compose a multiple electrode system when exposed to the same electmlyte.Met run and incomplete normalized zone suffer corrosion dissolution firstly as the anode of a galvanic cell composed of a complex multiple electrode system,w hile weld area and base metal are subjected to cathodic protedion as the cathode of the galvanic cel KEY WORDS Q235 steek welded joint:polarization curve;electrochemistry of microrarea multiple dectrode system 管线钢焊接时经历着一系列复杂的非平衡物理 置换下来的旧管道焊接接头，管线钢为Q235钢，化 化学过程，造成焊缝和热影响区的化学成分不均匀 学成分见表1.线切割加工成70mm×10mm× 性、晶粒粗大、组织偏析等焊接缺陷，致使焊接接头 5mm试样，试样包括焊缝、熔合线、热影响区和母 的抗腐蚀能力降低一习.埋地管线的敷设环境（土 材，其中焊缝位于试样中间部位.电化学测试试样 壤是电解质体系，因而其腐蚀过程的本质应是电化 与导线焊接后，用环氧树脂涂封.试样表面打磨至 学腐蚀.受焊接热循环的影响，焊接接头各热 2000水砂纸，抛光，3%HN03酒精溶液（体积分 经历区的微观组织存在显著差异7，把不同微观 数)侵蚀，观察各微区的显微组织，并据此加以区分， 组织区域称之为微区，焊接接头各个微区的电化学 以便分别测试各微区的电化学行为 行为称之为微区电化学. 表1实验材料Q235管线钢的化学成分（质量分数） 1实验方法 Table 1 Chemical composition of Q235 steel cut out from a pipeline % 11试样 C Mn S P Fe 结合北京市燃气危旧管道改造工程，现场截取 012-0200.30-07003000450045余量 收稿日期：2007-12-27 作者简介：孙齐磊(1977一)，男.博士研究生：曹备(1965一)，男，别研究员，博士，E-mail:beicao@63hj.comQ235 管线钢焊接接头微区电化学行为 孙齐磊 曹 备 吴荫顺 北京科技大学材料科学与工程学院腐蚀与防护中心, 北京 100083 摘 要 研究了燃气旧管道 Q235 管线钢焊接接头各个微观区域在土壤模拟溶液中的电化学行为.测量了各个微区的极化 曲线, 测定了相关的电化学参数.结果表明, 各区域的 E corr由低至高和 i corr由大至小的顺序依次为:熔合线, 不完全正火区, 过 热区, 正火区, 回火区, 母材, 焊缝区.同一个焊接接头的七个不同热经历区域暴露于同一电解质时, 也将构成一个多电极体 系.其中, 熔合线和不完全正火区将成为复杂多电极体系形成的原电池中的阳极, 最可能遭受到优先的腐蚀溶解;焊缝区和母 材区则是原电池中的阴极, 腐蚀敏感性低且在一定程度上受到阴极保护. 关键词 Q235 钢;焊接接头 ;极化曲线;微区电化学;多电极体系 分类号 TG172.4 Electrochemical behavior of various micro-areas on the welded joint of Q235 steel SUN Qi-lei , CAO Bei, WU Yin-shun Corrosion and Protection Center, School of Mat erials Science and Engineering, University of S cience and Technology Beijing, Beijing 100083, China ABSTRACT The electrochemical behavior of welded joints of used Q235 pipeline steel was investig ated in soil simulation solutio n. Polarizatio n curves of various micro-areas were measured and rela ted electrochemical parameters were acquired .The results show that the sequence of free co rrosion potential from lower to higher or the sequence of free corrosion current density from hig her to lower is melt run, incomplete normalized zone, over heated zone, normalized zone, tempered zone, base metal, and w eld metal .These micro￾areas of a welded joint compose a multiple electrode sy stem when exposed to the same electro lyte.Melt run and incomplete normalized zone suffer corrosion dissolutio n firstly as the anode of a galvanic cell composed of a complex multiple electrode system, w hile weld area and base metal are subjected to cathodic protection as the cathode of the g alvanic cell. KEY WORDS Q235 steel;welded joint;polarization curve;electrochemistry of micro-area;multiple electrode sy stem 收稿日期:2007-12-27 作者简介:孙齐磊( 1977—) , 男, 博士研究生;曹 备( 1965—) , 男, 副研究员, 博士, E-mail:beicao @163bj.com 管线钢焊接时经历着一系列复杂的非平衡物理 化学过程, 造成焊缝和热影响区的化学成分不均匀 性、晶粒粗大 、组织偏析等焊接缺陷, 致使焊接接头 的抗腐蚀能力降低[ 1-3] .埋地管线的敷设环境( 土 壤) 是电解质体系, 因而其腐蚀过程的本质应是电化 学腐蚀[ 4-5] .受焊接热循环的影响, 焊接接头各热 经历区的微观组织存在显著差异[ 6-7] , 把不同微观 组织区域称之为微区, 焊接接头各个微区的电化学 行为称之为微区电化学. 1 实验方法 1.1 试样 结合北京市燃气危旧管道改造工程, 现场截取 置换下来的旧管道焊接接头, 管线钢为 Q235 钢, 化 学成分见表 1 .线切割加工成 70 mm ×10 mm × 5 mm试样, 试样包括焊缝、熔合线、热影响区和母 材,其中焊缝位于试样中间部位.电化学测试试样 与导线焊接后, 用环氧树脂涂封.试样表面打磨至 2 000 #水砂纸, 抛光, 3 %HNO3 酒精溶液( 体积分 数) 侵蚀, 观察各微区的显微组织, 并据此加以区分, 以便分别测试各微区的电化学行为. 表 1 实验材料 Q235 管线钢的化学成分( 质量分数) Table 1 Chemi cal composition of Q235 steel cut out from a pipeline % C Mn Si S P Fe 0.12 ～ 0.20 0.30～ 0.70 0.30 0.045 0.045 余量 第 31 卷 第 1 期 2009 年 1 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.1 Jan.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.01.005