金属材料腐蚀基础知识.docx
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金属材料腐蚀
金属腐蚀问题遍及国民经济的很多领域,比如油气、石化、交通、机械制造等,可以说只要是使用金属材料的地方都存在着腐蚀问题。
腐蚀给社会生产带来了许多损失和危害。
经济损失
腐蚀造成的经济损失十分惊人。
据国内粗略统计,腐蚀造成的经济损失已达2800亿人民币,约占国民生产总值(GNP)的4%。
放眼全球石油和天然气生产行业,据美国腐蚀工程师协会(NACE)估算,全球的年腐蚀总成本为13亿美元,约为86亿人民币。
环境污染
腐蚀造成的资源浪费和环境污染极为严重。
腐蚀会导致大量的锈蚀,使得金属材料过早失效,同时也造成了资源和能源的大量浪费。
腐蚀产物和污垢会导致锅炉、换热器等设备的传热效率下降,浪费大量吨标准煤。
燃烧这些煤所产生的SO2等有害气体又加剧了环境污染。
安全隐患
2011年某石化厂位于气体分馏装置的脱乙烷塔顶回流罐,突然发生爆炸,造成4人死亡,1人重伤,6人轻伤,直接经济损失869万元。
经事故调查确认,该事故原因为硫化氢应力腐蚀导致回流罐破裂引发爆炸。
金属腐蚀是什么?
金属材料受周围介质的作用而损坏,称为金属腐蚀(MetallicCorrosion)。
金属腐蚀有几类?
由于腐蚀现象和机理很复杂,材料、环境因素即受力状态的差异,金属腐蚀的形势和特征千差万别。
故而存在很多的分类标准和方法,但常见的腐蚀分类方法有按腐蚀机理分类和按腐蚀形态分类两种。
按腐蚀机理如何分类?
按腐蚀机理分类,可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种:
化学腐蚀是指金属与非电解质直接发生化学反应而发生的金属腐蚀。
电化学腐蚀是金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏。
按腐蚀形态如何分类?
按腐蚀形态分类,可以分为全面腐蚀和局部腐蚀两种:
全面腐蚀
发生在整个金属表面上,它可能是均匀的,也可能是不均匀的。
局部腐蚀
集中在金属的部分区域,而其它部分几乎没有腐蚀或腐蚀很轻微。
局部腐蚀的类型很多,一般分为以下几种:
电偶腐蚀
在电解质溶液中,异种金属接触时,电位较正的金属促使电位较负的金属加速腐蚀的类型;
点蚀
腐蚀破坏主要集中在某些活性点上,蚀孔的直径等于或小于蚀孔的深度,严重时可导致设备穿孔;
缝隙腐蚀
发生在铆接、螺纹连接、焊接接头、密封垫片等缝隙处的腐蚀;
晶间腐蚀
腐蚀沿晶间进行,金属原子间失去结合力,金属机械强度急剧降低。
破坏前金属外观往往无明显变化;
应力腐蚀
在拉应力和腐蚀介质联合作用下,以显著的速率发生和扩展的一种开裂破坏;常见的类型为硫化物应力腐蚀开裂和硫化氢应力腐蚀开裂。
腐蚀疲劳
金属在腐蚀介质和交变应力作用下产生的腐蚀。
在实际应用过程中如何降低腐蚀对应用的影响?
1、确定腐蚀类型
在现场应用中,依据介质类型、压力、温度和环境条件和腐蚀位置来判断腐蚀类型,选用合适的防腐蚀方法。
如在油气行业中,仪表管阀件和主工艺管道采用了不同材质的产品,就可能导致电偶腐蚀。
2、选择合适的耐腐蚀材料。
在选择材料时时,需要考虑内部腐蚀介质类型、压力和外部环境。
如环境超过一定温度的限制,则不推荐在海上使用316不锈钢材料。
3、减少可能发生缝隙腐蚀的位置。
减少不相容金属的接触。
在海上,金属卡套管和金属卡套管支撑共同使用时,产生缝隙腐蚀的风险较高。
建议卡套管支撑选材时,选择带衬垫的卡套管支撑。
腐蚀是一个代价高昂的问题。
如果可以快速识别腐蚀的种类并找到腐蚀的位置,则可以大大降低潜在的风险。
掌握专业知识的技术人员往往能够预测出可能发生腐蚀的位置,并提前选择合适的金属材料来规避腐蚀的发生。
这将很大程度上改善生产系统的性能,并提升其完整性和安全性。
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