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技术咖 | 我们如何应对各种腐蚀

日期:2021-07-06 14:14:00
阅读:
作者:上海唐亚

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仪表管路系统中的管阀件在自然条件或人为条件酸、碱、盐及其它介质下,每时每刻都在发生腐蚀。腐蚀一种自发进行的无谓的消耗,它不仅是钢铁资源的浪费,还会因此导致管阀件、设备使用寿命的缩短。

更换新管阀件、设备的造价费用远远超过金属材料本身的价格,生产成本因此而增大,从而降低了经济效益。因腐蚀造成的直接和间接的经济损失是巨大的。

仪表管路系统中的腐蚀有很多种类型,常见的有以下几种:

• 点蚀
• 裂隙腐蚀
• 电化学腐蚀
• 应力腐蚀
• 微生物影响腐蚀
• 全面腐蚀等


本文就从石油化工行业的角度浅谈其中的三种腐蚀类型。

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一、点蚀             

自然条件或介质中氯含量,PH值(酸度)和温度都会导致点蚀的现象发生。

一旦点蚀开始,材料可能在短时间内被完全渗透。
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不锈钢钢管上的点蚀

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点蚀过程中不锈钢表面发生的化学反应


二、电化学腐蚀        

当不锈钢的管阀件被放置在水溶液中或潮湿的大气中,由于管阀件的表面吸附了空气中的水分,形成一层水膜,因而使空气中CO2NO2S02等溶解在这层水膜中,形成电解质溶液,而浸泡在这层溶液中的金属实际上是合金,即除铁之外,还含有石墨、渗碳体以及其它金属和杂质,它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁,而阴极为杂质,又由于铁与杂质紧密接触,使得腐蚀不断进行。

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三、微生物影响腐蚀(MIC)

微生物影响腐蚀是指微生物生命活动参与发生的腐蚀过程,但凡同水、土壤、或湿润空气接触的管阀件,都可能遭遇微生物腐蚀。发电厂冷却水循环系统、热交换系统、石油开采、储存和运输系统、污水处理管道、饮用水管道、飞机燃油储存罐、造纸厂设备中都有不同程度的污染和腐蚀。

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暴露在金属表面的微生物粘液层——“生物膜”——形成


据统计,我国每年因腐蚀造成的经济损失高达2800亿元,比每年风灾、水灾、火灾、地震等自然灾害的总和还要多。因此研究不锈钢的腐蚀机理以及应对不锈钢腐蚀的防止措施具有非常现实的意义。

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在应对管阀件的腐蚀方法中,解决原材料的问题是最直接简单有效的。选择优质的抗腐蚀合金是尤为重要的。

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Pitting Resistance Equivalent Number = %Cr + 3.3(%Mo) + 30(%N)

据材料学家们实验表明,合金中含有6%Mo的金属材料抗点蚀、电化学腐蚀、微生物腐蚀的能力要高于其它合金。相较于其它低Mo的合金,含有6%Mo合金的腐蚀速率在多种测试条件下是最低的。

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Parker为针对管阀件中因腐蚀现象而造成的各种问题,选择用优质合金做原材料的解决方案,包括Alloy 625Alloy 8256Mo。考虑到价格优势,Parker推出了用6Mo合金做原材料的产品组,包括钢管和各种阀门接头。


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Parker 6Mo 钢管参数表

管材规格:高质量,完全退火,6Mo不锈钢管材,ASTM A312UNSS31254。建议管硬度80hrb。最大允许硬度90hrb



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Parker 6Mo 配件成功案例

英国莫科姆湾天然气公司:位于爱尔兰海(位于英国和爱尔兰之间)。Douglas Field平台于1984年投入使用。1987年腐蚀问题开始出现,钢管和阀门均有不同程度泄露,发现管路系统出现点蚀。查明原因后发现是环境腐蚀,不是介质。腐蚀是从外部表面开始的。1988年开始更换Parker 6Mo 材质配件、阀门和钢管。15年以上,6Mo的管阀件无明显腐蚀。

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当然,解决仪表管路系统中的腐蚀问题,不能完全依靠管阀件材料的改进,管阀件的使用过程中,日常点检和漏点检测等也能一定程度上防患于未然,减少不必要的损失。



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