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油气管道危害及防腐层检测(二)

时间:2016-11-09 16:59来源:未知 编辑:风险管理研究所 点击:
      6、电化学腐蚀。电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极,组成腐蚀原电池。例如铁和氧气,因为铁的电极电位总比氧的电极电位低,所以铁是负极,遭到腐蚀。特征是在发生氧腐蚀的表面会形成许多直径不等的小鼓包,次层是黑色粉末状溃疡腐蚀坑陷。
      7、氢腐蚀。在高温、高压的氢气环境中的钢材料,氢原子在设备表面或渗入钢内部与不稳定的碳化物发生反应生成甲烷,使钢脱碳,机械强度受到永久性的破坏。在钢内部生成的甲烷无法外溢而集聚在钢内部形成巨大的局部压力,从而发展为严重的鼓包开裂。氢腐蚀分为(1)氢鼓包,即氢原子扩散到金属内部,在另一侧结合为氢分子逸出。如果氢原子扩散到钢内空穴,并在该处结合成氢分子,由于氢分子不能扩散,就会积累形成巨大内压,引起钢材表面鼓包甚至破裂的现象称为氢鼓包。(2)氢脆。在高强钢中金属晶格高度变形,氢原子进入金属后使晶格应变增大,因而降低韧性及延性,引起脆化,这种现象为氢脆。氢脆与钢内的空穴无关,所以仅仅靠使用镇静钢无效。(3)氢蚀。在高温高压环境下,氢进入金属内与一种组分或元素产生化学反应使金属破坏,称为氢蚀。这种破裂没有任何先兆,是非常危险的。
      8、磨损腐蚀。磨损腐蚀是金属表面与腐蚀性流体之间由于高速相对运动而产生的金属损坏现象,是磨损和电化学腐蚀交互作用的结果。流体作用下的金属材料容易发生冲刷腐蚀。这种腐蚀在海洋环境及石油管道运输中较为常见。
     这是一种化学腐蚀作用为主、并伴有机械磨损的轮齿损伤型式。一般来说,在腐蚀过程中磨损是中等程度的。但是,由于有腐蚀作用,可以产生很严重的后果,特别是在高温或潮湿的环境中。在有些情况下,首先产生化学反应,然后才因机械磨损的作用而是被腐蚀的物质脱离本体。另外一些情况则相反,先产生机械磨损,生成磨损颗粒以后紧接着产生化学反应。
      9、腐蚀疲劳。化工设备中许多金属材料构件都工作在腐蚀的环境中,同时还承受着交变载荷的作用。与惰性环境中承受交变载荷的情况相比,交变载荷与侵蚀性环境的联合作用往往会显著降低构件疲劳性能。
     四、管道腐蚀环境
      1、大气腐蚀。由大气中的水、氧、酸性污染物等物质的作用而引起的腐蚀,称为大气腐蚀。钢铁在大气自然环境中生锈,就是一种最常见的大气腐蚀现象。通常所说的大气腐蚀,就是指金属材料在常温下潮湿空气中的腐蚀。
     大气腐蚀特征。一般地讲,钢材在大气条件下,遭受大气腐蚀有三种类型。(1)干燥的大气腐蚀。此时大气中基本没有水汽,普通金属在室温下产生不可见的氧化膜,钢铁的表面将保持着光泽。(2)潮湿的大气腐蚀。是指金属在肉眼看不见的薄膜层下所发生的腐蚀。大气条件下,钢材的腐蚀实质上是水膜下的电化学腐蚀。此时大气中存在着水汽,当水汽浓度超过临界湿度,相对湿度低于100%时,金属表面有很薄的一层水膜存在,就会发生均匀腐蚀。若大气中有酸性污染物CO2、H2S、SO2等,腐蚀显著加快。(3)可见液膜下的大气腐蚀。指空气中的相对温度为100%左右或在雨中及其他水溶液中产生的腐蚀。此时,水分机金属表面上已成液滴凝聚,存在肉眼看得见的水膜。
      2、土壤腐蚀。土壤腐蚀特点及腐蚀分级。由于土壤具有多相性和不均匀性,并且具有很多微孔可以渗透水及气体,因此不同土壤具有不同的腐蚀性,又由于土壤具有相对的稳定性,使得土壤腐蚀和其他电化学腐蚀过程不同。在土壤中,氧的传递通过土壤空隙输送,其传送速度取决于土壤的结构和湿度,在不同的土壤中氧的渗透率会有很大差别。在土壤中除具有可能生成的多相组织不均性有关的腐蚀微电池外,还会因土壤介质的宏观差别而造成宏腐蚀电池。
     土壤腐蚀的影响因素。(1)土壤性质。①土壤的孔隙度、含水量、电阻率、pH值以及含盐量等对土壤的腐蚀性有极大影响。孔隙度的影响。土壤的孔隙有利于氧气的渗入和水分保存,孔隙度越大管道腐蚀越严重。②土壤中含水量的影响。随着含水量增加腐蚀速率增加,当含水量超过一定值以后,由于水量增加氧的扩散渗透受到阻碍,土壤中的可溶性盐已全部溶解,随着含水量的增加,不再有新的盐分溶解,从而使腐蚀速率减小;当土壤中含水在10%以下时,由于水分的短缺,土壤电阻加大,腐蚀速率急速降低。③电阻率的影响。土壤电阻率与土壤的含水量、含盐量、孔隙度等很多因素有关,土壤电阻率越小腐蚀速率越高。④pH的影响。我国大部分土壤属中性,pH在6-8之间,随着pH的降低腐蚀速率增加。⑤含盐量的影响。一般土壤中的舍盐量在0.0088%-0.15%,土壤中含盐量越大电导率增大,从而提高土壤的腐蚀性。当土壤中含CaC03时,其腐蚀速率随CaC03含量的增加而降低。
     (2)杂散电流的影响。电车、电气化铁路、以接地为回路的输配电系统、电解装置等,在其规定的电路中流动的电流,其中一部分自同路中流出,流入大地、水等环境中,形成了杂散电流。当环境中存在埋地管线或金属构筑物时,杂散电流的一部分又可能流入、流出埋地管线或金属构筑物,产生干扰腐蚀。根据腐蚀干扰源的不同,可分为直流干扰和交流于扰。杂散电流腐蚀程度要比一般的土壤腐蚀激烈得多。地下管道在没有杂散电流时,腐蚀电池的两极电位差只有零点几伏。而有直流杂散电流存在时,管道的管地电位可能高达8 V-9V,通过的电流最大达几百安,其影响可以远达几十公里的范围。
     一般在杂散电流干扰的情况下,腐蚀电流相同时,交流干扰腐蚀速率比直流干扰腐蚀速率要小得多。交流干扰腐蚀的特点是存在此类腐蚀的场所较多、腐蚀具有集中性(在交流干扰电流进出管道处)、当产生大量交流干扰电流时会对设备及人身造成不安全的影响。直流干扰腐蚀的特点是其干扰腐蚀的危害性较大,腐蚀也具有集中性,但存在此类腐蚀的场所不如交流干扰腐蚀的场所多。
     (3)土壤中的微生物的影响。硫酸盐还原菌生存在土壤中是一种厌氧菌,它参加电极反应,将可溶的硫酸盐转化为硫化氢,加速了腐蚀作用。
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