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环氧粉末防腐钢管的腐蚀形态分类

日期:2022-11-27
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环氧粉末防腐钢管腐蚀:按腐蚀形式分类

腐蚀可分为全腐蚀和局部腐蚀。

局部腐蚀可分为点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、晶间腐蚀、磨损腐蚀、氢脆和成分选择性腐蚀。

01、全腐蚀全腐蚀是一种常见的腐蚀,是指整个金属表面的基本均匀腐蚀,也称为均匀腐蚀。这种腐蚀风险小,易于控制,结构腐蚀控制设计和使用寿命预测可根据腐蚀率进行。

02.环氧粉末防腐钢管局部腐蚀

(1)点蚀

点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀。点蚀有大有小,点蚀的深度一般比其直径大得多。点蚀有钝化膜或保护膜的金属经常发生点蚀。由于金属材料中的缺陷、杂质和成分的不均匀性,当介质中含有一些活性阴离子时,这些活性阴离子首先被吸附在金属表面的某些点上,从而损坏金属表面的钝化膜;一旦钝化膜损坏,缺乏自钝化能力,金属表面就会腐蚀。

这是因为基体金属在金属表面缺陷处容易泄漏,使其处于活化状态;钝化膜仍处于钝状态,形成活性钝腐蚀电池。

由于阳极面积比阴极面积小得多,阳极电流密度大,腐蚀会向深处发展,金属表面很快被腐蚀成小孔。这种现象被称为点蚀。

在油化腐蚀失效类型统计中,点蚀约占20%~25%。活性阴离子在流动不良的含活性阴离子介质中容易积聚和浓缩,导致点蚀;粗糙表面比光滑表面更容易点蚀,pH值的降低和温度的升高会增加点蚀的趋势。氧化金属离子(如Fe3 、Cu2 等)能促进点蚀的产生。

然而,一些含氧阴离子(如氢氧化物、铬酸盐、硝酸盐和硫酸盐等)可以防止点蚀。虽然点蚀损失不大,但由于阳极面积小,腐蚀速度快,严重时会造成管道穿孔,造成大量油、水、气泄漏;有时甚至造成火灾、爆炸等严重事故,非常危险。点蚀会加剧晶间腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳,点蚀是这些类型腐蚀的起源。

环氧粉末防腐钢管

环氧粉末防腐钢管

环氧粉末防腐钢管

(2)环氧粉末防腐钢管缝隙腐蚀

在电解质中,金属与金属或金属与非金属表面之间形成狭窄的间隙,间隙中相关物质的受阻,形成厚差电池,产生局部腐蚀,称为间隙腐蚀。间隙腐蚀常发生在设备法兰的连接、垫圈、衬板、缠绕和金属重叠处,可出现在不同的金属和腐蚀介质中,给生产设备的正常运行造成严重障碍,甚至损坏事故。氧气浓度增加,间隙腐蚀增加;pH如果值降低,阳极溶解速度增加,间隙腐蚀量也会增加。增加活性阴离子浓度会增加间隙腐蚀的敏感性。然而,一些含氧阴离子的增加会减少间隙腐蚀。

(3)环氧粉末防腐钢管应力腐蚀

在特定腐蚀介质的拉伸应力(包括外加载荷、热应力、冷加工、热加工、焊接等)的作用下,低于强度极限的脆性开裂称为应力腐蚀开裂。应力腐蚀开裂是在金属腐蚀敏感部位形成小坑,产生细长的裂缝,裂缝迅速膨胀,可在短时间内严重损坏。

石油化学腐蚀失效类型中应力腐蚀开裂所占比例较高,可达50%。产生应力腐蚀有两个基本条件:一是材料对介质具有一定的应力腐蚀开裂敏感性;二是拉应力足够高。应力腐蚀开裂的应力可以来自工作应力或制造过程中产生的残余应力。据统计,在应力腐蚀开裂事故中,残余应力占80%以上,工作应力不足20%。

应力腐蚀过程一般可分为三个阶段。第一阶段为妊娠期,由于局部腐蚀和拉应力,第二阶段为腐蚀裂纹发展期,在腐蚀介质和材料拉应力的共同作用下,第三阶段由于局部拉应力集中,裂纹生长造成零件损坏。当应力腐蚀破裂时,没有明显的均匀腐蚀,甚至腐蚀产品也很少,有时肉眼很难找到。因此,应力腐蚀是一种非常危险的破坏。一般而言,介质中氯化物浓度的增加会缩短应力腐蚀开裂所需的时间。根据不同氯化物的腐蚀作用Mg2 、Fe3 、Ca2 、Na 、Li 等离子顺序下降。应力腐蚀的温度一般为50~300℃之间。防止应力腐蚀应从减少腐蚀和消除拉应力两个方面采取措施:一是避免使用对应力腐蚀敏感的材料;二是合理设计设备结构,减少应力集中和腐蚀介质积累;三是加工制造设备时注意消除残余应力。

(4)腐蚀疲劳

腐蚀疲劳是在腐蚀介质和循环应力的结合下产生的。腐蚀介质引起的腐蚀疲劳性能的降低称为腐蚀疲劳。疲劳损伤的应力值低于屈服点,只有在某一临界循环应力值(疲劳极限或疲劳寿命)以上时才会发生疲劳损伤。腐蚀疲劳可能在很低的应力条件下被破坏,所以也很危险。应力交变速度、介质温度、介质成分、材料尺寸、加工和热处理是影响材料腐蚀疲劳的主要因素。增加载荷循环速度,降低介质pH或提高介质温度会降低腐蚀疲劳强度;材料表面损伤或低粗糙度引起的应力集中会降低疲劳极限,降低疲劳强度。

(5)磨损腐蚀(冲刷腐蚀)

磨损和腐蚀联合作用产生的材料损坏过程称为磨损腐蚀。磨损腐蚀可发生在高速流动流体管道和载有悬浮摩擦颗粒流体的泵和管道中。这些部位腐蚀介质的相对流速非常高,使钝化耐腐蚀金属材料表面的钝化膜过度机械冲刷,不易恢复,腐蚀率显著增加。如果腐蚀介质中有固相颗粒,则磨损腐蚀将大大加剧。

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