[发明专利]焊管焊缝的高应力状态下电化学腐蚀的测量方法及其试样

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于大气侵蚀、腐蚀或防腐测量中的电化学腐蚀测量领域， 具体地，本发明涉及一种高应力状态下的电化学腐蚀测量方法，更具体地，本发 明涉及一种焊管焊缝的高应力状态电化学腐蚀的测量方法及其使用的试样。

背景技术

目前，由于生产工艺和技术的提高，焊管越来越多的应用于油田套管。焊管 与无缝钢管的差异在于其二者的焊缝性能，尤其在于其二者的耐腐蚀性能不同。 现在一般采用电化学阳极氧化法，通过对其的加速腐蚀处理，测定其沟槽腐蚀敏 感性系数。

经过热处理和不经过热处理的焊管的焊缝和管体应力状态不同。尤其是在未 经过热处理的焊管焊缝处，存在着很大的应力集中，这种应力集中会加快腐蚀， 甚至造成断裂。迄今为止尚没有有关ERW焊管应力条件下焊缝腐蚀敏感性的报道， 但是，本申请人得知，可以采用应力环加载应力测定焊管的腐蚀性能。

例如，专利申请号为“200710045316.2”的本发明人的发明专利申请公开了 一种应力状态下的测量焊管腐蚀的装置和测量方法。根据该方法，工作电极采用 应力环加载一定载荷，能够测定不同载荷下工作电极的腐蚀行为以及测定焊管实 际应用中的沟槽腐蚀敏感性；电解槽侧面设置有一个用于对工作电极施加侧向压 力的压紧螺拴，螺拴将加有载荷的工作电极紧压在露有小孔的电解槽侧面，解决 了工作电极(试样)形状复杂导致的非腐蚀面密封问题；电解槽的电解质溶液不 断更新补充，消除了氧浓度和腐蚀产物对耐蚀性能测定的影响，同时可以防止溶 液溢出和流干。电解池的上盖可以拆卸，这样可以在不拆下工作电极的情况下对 其进行清洗；采用恒电流法进行测定，保持稳定的腐蚀速率，减小了腐蚀产物对 焊缝耐蚀性能测定的影响；能够真实测定不同热处理条件下导致应力的不同对焊 管沟槽腐蚀性能影响。

但是，所述方法存在的问题是：采用应力环加载应力的方法不能准确显示加 载应力。随着试样的腐蚀会发生少量的应力环所不能显示的应力松弛，而且，试 验过程中调节应力不方便。

所述方法还存在的问题是：

外加工的试样加载应力面积较大，螺纹受力面积小，加载高应力时会发生塑 性变形甚至滑脱，不能进行高应力条件下的腐蚀测试；

虽然，采用电子万能试验机可以精确的施加和调节目的应力，但是目前这种 试验机与电化学仪器相连接时存在着导电的问题，无法充分利用电化学工作站进 行测量；

另外，上述方法采用的拉伸试样在夹持时容易发生滑移，无法加载高应力或 损坏试样。

发明内容

为了克服目前对焊管腐蚀研究的局限及不足，本发明的目的在于，提供一种 焊管焊缝的高应力状态下电化学腐蚀的测量方法。所述方法使用电子万能试验机 和电化学仪器进行测试。所述方法不会发生应力松弛，试验过程中调节应力方便； 试样加载高应力时不会发生塑性变形甚至滑脱，能进行高应力条件下的腐蚀测试； 可充分利用电化学工作站进行测量。

本发明的目的还在于提供一种使电子万能试验机能够与电化学仪器相连接进 行测试时用于焊管焊缝腐蚀测量的工作试样。

本发明的焊管焊缝的高应力状态电化学腐蚀的测量方法的技术方案如下：

一种焊管焊缝的高应力状态电化学腐蚀的测量方法，所述方法使用电子万能 试验机和包括工作电极、辅助电极、参比电极、盐桥等的电解池组件，电化学工 作站，加载应力，测试不同载荷下工作电极的沟槽腐蚀倾向，其特征在于，

按图10所示进行装置连接，上下夹具将含有电阻焊接套管焊缝的工作电极设 置后，在电解池中灌充电解质溶液，使作为工作电极的试样与电解质溶液接触， 保持电解池中电解质溶液的不断补充和更新，然后对其进行电化学加速腐蚀；

电解质溶液温度20℃～40℃，测定极化曲线，得到自腐蚀电流进行比较；

电子万能试验机，定时校正因为应力松弛产生的应力变化，采用X射线衍射法 测定焊管焊缝处的周向拉应力和工作电极周向拉应力；

试样为两端宽中间窄、两端厚中间薄并且两端开有连接孔的拉伸试样，

在不同载荷下，测试工作电极的沟槽腐蚀深度d1和均匀腐蚀深度d2，进而得 到工作电极在实际应用中的沟槽腐蚀敏感性系数α，α＝d1/d2。