環(huán)氧粉末防腐鋼管腐蝕:按腐蝕形式分類
腐蝕可分為全腐蝕和局部腐蝕。
局部腐蝕可分為點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞、晶間腐蝕、磨損腐蝕、氫脆和成分選擇性腐蝕。
01、全腐蝕全腐蝕是一種常見的腐蝕,是指整個(gè)金屬表面的基本均勻腐蝕,也稱為均勻腐蝕。這種腐蝕風(fēng)險(xiǎn)小,易于控制,結(jié)構(gòu)腐蝕控制設(shè)計(jì)和使用壽命預(yù)測(cè)可根據(jù)腐蝕率進(jìn)行。
02.環(huán)氧粉末防腐鋼管局部腐蝕
(1)點(diǎn)蝕
點(diǎn)蝕又稱坑蝕和小孔腐蝕。點(diǎn)蝕有大有小,點(diǎn)蝕的深度一般比其直徑大得多。點(diǎn)蝕有鈍化膜或保護(hù)膜的金屬經(jīng)常發(fā)生點(diǎn)蝕。由于金屬材料中的缺陷、雜質(zhì)和成分的不均勻性,當(dāng)介質(zhì)中含有一些活性陰離子時(shí),這些活性陰離子首先被吸附在金屬表面的某些點(diǎn)上,從而損壞金屬表面的鈍化膜;一旦鈍化膜損壞,缺乏自鈍化能力,金屬表面就會(huì)腐蝕。
這是因?yàn)榛w金屬在金屬表面缺陷處容易泄漏,使其處于活化狀態(tài);鈍化膜仍處于鈍狀態(tài),形成活性鈍腐蝕電池。
由于陽(yáng)極面積比陰極面積小得多,陽(yáng)極電流密度大,腐蝕會(huì)向深處發(fā)展,金屬表面很快被腐蝕成小孔。這種現(xiàn)象被稱為點(diǎn)蝕。
在油化腐蝕失效類型統(tǒng)計(jì)中,點(diǎn)蝕約占20%~25%。活性陰離子在流動(dòng)不良的含活性陰離子介質(zhì)中容易積聚和濃縮,導(dǎo)致點(diǎn)蝕;粗糙表面比光滑表面更容易點(diǎn)蝕,pH值的降低和溫度的升高會(huì)增加點(diǎn)蝕的趨勢(shì)。氧化金屬離子(如Fe3 、Cu2 等)能促進(jìn)點(diǎn)蝕的產(chǎn)生。
然而,一些含氧陰離子(如氫氧化物、鉻酸鹽、硝酸鹽和硫酸鹽等)可以防止點(diǎn)蝕。雖然點(diǎn)蝕損失不大,但由于陽(yáng)極面積小,腐蝕速度快,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成管道穿孔,造成大量油、水、氣泄漏;有時(shí)甚至造成火災(zāi)、爆炸等嚴(yán)重事故,非常危險(xiǎn)。點(diǎn)蝕會(huì)加劇晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞,點(diǎn)蝕是這些類型腐蝕的起源。
(2)環(huán)氧粉末防腐鋼管縫隙腐蝕
在電解質(zhì)中,金屬與金屬或金屬與非金屬表面之間形成狹窄的間隙,間隙中相關(guān)物質(zhì)的受阻,形成厚差電池,產(chǎn)生局部腐蝕,稱為間隙腐蝕。間隙腐蝕常發(fā)生在設(shè)備法蘭的連接、墊圈、襯板、纏繞和金屬重疊處,可出現(xiàn)在不同的金屬和腐蝕介質(zhì)中,給生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重障礙,甚至損壞事故。氧氣濃度增加,間隙腐蝕增加;pH如果值降低,陽(yáng)極溶解速度增加,間隙腐蝕量也會(huì)增加。增加活性陰離子濃度會(huì)增加間隙腐蝕的敏感性。然而,一些含氧陰離子的增加會(huì)減少間隙腐蝕。
(3)環(huán)氧粉末防腐鋼管應(yīng)力腐蝕
在特定腐蝕介質(zhì)的拉伸應(yīng)力(包括外加載荷、熱應(yīng)力、冷加工、熱加工、焊接等)的作用下,低于強(qiáng)度極限的脆性開裂稱為應(yīng)力腐蝕開裂。應(yīng)力腐蝕開裂是在金屬腐蝕敏感部位形成小坑,產(chǎn)生細(xì)長(zhǎng)的裂縫,裂縫迅速膨脹,可在短時(shí)間內(nèi)嚴(yán)重?fù)p壞。
石油化學(xué)腐蝕失效類型中應(yīng)力腐蝕開裂所占比例較高,可達(dá)50%。產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕有兩個(gè)基本條件:一是材料對(duì)介質(zhì)具有一定的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性;二是拉應(yīng)力足夠高。應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力可以來(lái)自工作應(yīng)力或制造過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。據(jù)統(tǒng)計(jì),在應(yīng)力腐蝕開裂事故中,殘余應(yīng)力占80%以上,工作應(yīng)力不足20%。
應(yīng)力腐蝕過(guò)程一般可分為三個(gè)階段。第一階段為妊娠期,由于局部腐蝕和拉應(yīng)力,第二階段為腐蝕裂紋發(fā)展期,在腐蝕介質(zhì)和材料拉應(yīng)力的共同作用下,第三階段由于局部拉應(yīng)力集中,裂紋生長(zhǎng)造成零件損壞。當(dāng)應(yīng)力腐蝕破裂時(shí),沒(méi)有明顯的均勻腐蝕,甚至腐蝕產(chǎn)品也很少,有時(shí)肉眼很難找到。因此,應(yīng)力腐蝕是一種非常危險(xiǎn)的破壞。一般而言,介質(zhì)中氯化物濃度的增加會(huì)縮短應(yīng)力腐蝕開裂所需的時(shí)間。根據(jù)不同氯化物的腐蝕作用Mg2 、Fe3 、Ca2 、Na 、Li 等離子順序下降。應(yīng)力腐蝕的溫度一般為50~300℃之間。防止應(yīng)力腐蝕應(yīng)從減少腐蝕和消除拉應(yīng)力兩個(gè)方面采取措施:一是避免使用對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感的材料;二是合理設(shè)計(jì)設(shè)備結(jié)構(gòu),減少應(yīng)力集中和腐蝕介質(zhì)積累;三是加工制造設(shè)備時(shí)注意消除殘余應(yīng)力。
(4)腐蝕疲勞
腐蝕疲勞是在腐蝕介質(zhì)和循環(huán)應(yīng)力的結(jié)合下產(chǎn)生的。腐蝕介質(zhì)引起的腐蝕疲勞性能的降低稱為腐蝕疲勞。疲勞損傷的應(yīng)力值低于屈服點(diǎn),只有在某一臨界循環(huán)應(yīng)力值(疲勞極限或疲勞壽命)以上時(shí)才會(huì)發(fā)生疲勞損傷。腐蝕疲勞可能在很低的應(yīng)力條件下被破壞,所以也很危險(xiǎn)。應(yīng)力交變速度、介質(zhì)溫度、介質(zhì)成分、材料尺寸、加工和熱處理是影響材料腐蝕疲勞的主要因素。增加載荷循環(huán)速度,降低介質(zhì)pH或提高介質(zhì)溫度會(huì)降低腐蝕疲勞強(qiáng)度;材料表面損傷或低粗糙度引起的應(yīng)力集中會(huì)降低疲勞極限,降低疲勞強(qiáng)度。
(5)磨損腐蝕(沖刷腐蝕)
磨損和腐蝕聯(lián)合作用產(chǎn)生的材料損壞過(guò)程稱為磨損腐蝕。磨損腐蝕可發(fā)生在高速流動(dòng)流體管道和載有懸浮摩擦顆粒流體的泵和管道中。這些部位腐蝕介質(zhì)的相對(duì)流速非常高,使鈍化耐腐蝕金屬材料表面的鈍化膜過(guò)度機(jī)械沖刷,不易恢復(fù),腐蝕率顯著增加。如果腐蝕介質(zhì)中有固相顆粒,則磨損腐蝕將大大加劇。
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