管线钢摩擦焊接头在饱和CO2环境中的电化学腐蚀性能研究*

杨晓宇，邢 蕊，谢晓辉

(北京石油化工学院，北京 102617)

随着陆上油气资源的减少，海洋石油已经成为世界各国争相追逐的主要战略资源。与此同时，海洋工程钢结构的连接及其安全保障技术也日益受到业界的关注。针对海洋工程钢结构的连接方式也多种多样，发展迅速。其中摩擦焊的发展更是引人注目，在20世纪80年代，摩擦焊(焊接)是由英国焊接研究所(TWI)研发的一种固相连接技术，属于摩擦焊技术领域中最早发展成熟的一种[1]。

目前，虽然国内外对摩擦焊的技术和工艺进行了长时间的研究，但是对焊件的腐蚀性能及机理还缺乏深入了解。本文研究的意义在于探索镀件在饱和CO2环境中的电化学腐蚀性能，提高焊接接头的防腐性能，做一些理论依据和数据研究工作，这对延长其服役寿命、提高石油行业的经济效益具有重要的现实意义[2-3]。

本课题以X70钢为焊接基板、16Mn钢为螺柱，利用摩擦焊技术制备焊接接头，并做出试验试件。再利用电化学工作站，采用脉冲电沉积法，以占空比为自变量在焊接接头表面制备镀Ni镀层，以此得到3种不同的镀件，研究3种镀件和焊接接头试件在通入饱和CO2环境中的电化学腐蚀规律，得出相关结论。并确定出抗电化学腐蚀性能最优镀Ni镀层的焊接接头占空比。

1 试验方案

1.1 试样制备

1)接头制备：以X70管线钢为基体、16Mn钢为塞棒，用摩擦焊接设备在螺栓直径14 mm、旋转速度6 000 r/min、进给速度20 mm/min、轴向力7 MPa的焊接参数下对其进行焊接。将焊件利用线切割去掉多余的部分，切面规格约为20 mm×20 mm，且切割后的截面保留塞棒区、上热影响区、焊缝、下热影响区和母材区。……