Page 59 - 理化检验-物理分册2024年第七期

王冬林，等：20钢输气管道穿孔原因

隙内部持续溶解，引起缝内溶液中Fe 2+ 浓度升高，
为了使得电荷平衡，缝隙外部的阴离子就会迁移进
入缝隙内部，缝隙内前期已经形成的氯化物与硫酸
盐等金属盐类发生水解反应；随着水解反应的不断
进行，缝隙内 pH 持续下降，pH 下降促进了缝隙内
金属 Fe 溶解，相应的缝隙外部临近表面的氧还原
速率变快，加剧了缝隙内金属的腐蚀。
通过上述分析可知，环焊缝内壁泄漏部位附近
表面物质主要成分为Fe 3 O 4 、FeCl 2 以及Fe(OH) 2 ，与
能谱分析结果基本一致。天然气夹带的固体颗粒沉
积后与未焊透焊缝内表面构成缝隙，在含水酸性介
质作用下发生缝隙腐蚀 [3-4] 。

3 结论及建议
图 7 环焊缝内表面泄漏部位附近能谱分析结果
未焊透的焊缝与固体沉积物形成缝隙，极易发 输气管道环焊缝部位发生穿孔的原因为：未焊
生沉积物缝隙腐蚀。对现场工况进行调查，发现现 透焊缝与天然气中的固体沉积物构成缝隙，在含水
场管道中输送的介质是含水天然气，介质属于酸性 酸性介质作用下发生缝隙腐蚀，焊缝阳极溶解，导致
流体，介质中夹带有固体细颗粒，固体细颗粒沉积后 管道发生腐蚀穿孔。
与焊缝内表面形成缝隙，存在缝隙腐蚀现象。 建议定期清洗管道，避免结垢；对焊接工艺进行
缝隙腐蚀形成条件为缝隙宽度一般不大于 控制，并进行焊后检验，防止出现未焊透现象。
0.1 mm，并且有介质在缝隙中。缝隙腐蚀发生在
参考文献：
金属和合金中，容易钝化的金属和合金更易引起腐
蚀，腐蚀介质包括酸性、中性和淡水介质，介质中 [1] 方剑，李阳华，谢凯意，等．P110钢级套管探伤合格率偏
含有 Cl ，更容易引起腐蚀。腐蚀过程为：缝隙内 低原因分析[J]．金属热处理，2011，36(增刊1)：154-156．
－
[2] 白强，庞斌，林伟，等．HL型抽油杆断裂失效分析[J]．
逐渐缺氧阶段，前期缝隙宽度较大，发生吸氧腐蚀，
金属热处理，2016，41(7)：187-191．
对水中溶解氧进行消耗，随着腐蚀产物的增多，缝
[3] 周海彦， 陈仙凤，蒲建忠，等．水环真空泵轴断裂原因[J]．
隙宽度越来越小，引起缝隙内缺氧，缝隙内外构成
理化检验(物理分册)，2022，58(7)：32-34．
氧浓度差电池，其中阳极为缝隙内部金属表面，阴 [4] 何涛，马军，王建龙，等．双相不锈钢表面等离子堆焊
－
极为缝隙外部自由表面；Cl 迁移进入、溶液 pH 下 不同粉末的显微组织与硬度[J]．理化检验(物理分册)，
降，随着缝隙内缺氧阶段的持续进行，金属 Fe 在缝 2023，59(5)：9-15．

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