腐(fu)(fu)蝕現象(xiang)實質(zhi)是環境(jing)介質(zhi)對材料反應(ying)敏感性(xing)的(de)反映。通常(chang)根據材料被腐(fu)(fu)蝕的(de)速率,分成耐蝕材料、尚耐蝕材料和(he)不耐蝕材料。由(you)于(yu)千變萬化的(de)環境(jing)條件和(he)材料的(de)缺陷,使腐(fu)(fu)蝕變得復(fu)雜而(er)難以預計(ji)。
1. 均勻(yun)腐蝕
由于化學或電化學反應,使材料表面失去金屬,壁厚減薄失效的均勻腐蝕(shi),可以參考經驗、試驗的腐蝕速率數據和設計壽命,選用耐腐蝕材料(含復合材料)或增加管道的腐蝕裕量。
2. 應力腐蝕(shi)
應力腐蝕泛指由于腐蝕和應力共同作用,造成結構材料破壞失效。包括應力腐蝕開裂、腐蝕疲勞、磨蝕、氫脆和氫鼓泡等應力腐蝕,占腐蝕失效的1/3以上。要防止或減少應力腐蝕開裂,還要了解應力的性質和應力源。應力腐蝕開裂是拉應力與腐蝕共同作用的結果,而應力源主要來自焊接殘余應力和加工殘余應力以及熱應力。因此,對有SCC傾向的材料-環境組合,在條件允許時應避開敏感區;管道布置時應注意增加其柔性,以降低熱應力水平;設計文件中應明確提出熱處理要求,以消除或降低殘余應力。必要時選用超低碳雙相不銹鋼。
3. 局部(bu)腐蝕
局部腐蝕多屬微電池作用引起的局部破壞,如點(dian)腐蝕、縫隙腐(fu)蝕(shi)、晶間腐蝕以及不同電勢序材料間的電化學腐蝕,局部腐蝕占腐蝕失效的30%左右。縫隙腐蝕一般發生在縫隙中。為此管道設計應盡量避免螺紋連接和承插焊連接。不同材料等級的管道,最好以法蘭為界,避免異種鋼材焊接,以避免材料問電化學腐蝕的發生。防止奧氏體不銹鋼晶間腐蝕可選用超低碳材料;也可選用含穩定元素(Ti、Nb)材料;還可以對材料進行固溶處理。
4. 其(qi)他腐蝕
管道材料的防腐還應考慮大氣的影響。海洋大氣和工業大氣由于氯離子、H2S和SO2等的作用,腐蝕有時甚至是嚴重的。不銹鋼管在海洋大氣或工業大氣環境,進行表面防腐處理也有利于防止濕隔熱狀態下的腐蝕破壞。對含濕的酸性氣體(如C和氯氣管道,由于操作條件改變和氣候的變化可能出現露點腐蝕。某廠生產裝置大幅度增加水碳比約4周后,某換熱器三通處突然爆破起火,爆破口壁厚僅剩3mm,據分析,高水碳比下,露點比原設計高約10℃,露點腐蝕和沖刷腐蝕共同導致了管道破壞失效,管道可采用伴熱的方式維持管內介質溫度在露點以上。
保(bao)溫層(ceng)(ceng)下(xia)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(CUI)是指發(fa)生在施加了(le)保(bao)溫層(ceng)(ceng)材料(liao)的(de)管道或(huo)設備(bei)外(wai)(wai)表面上(shang)的(de)一種腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)現象。CUI有一個(ge)重(zhong)(zhong)要特點就是,外(wai)(wai)加的(de)保(bao)溫層(ceng)(ceng)會(hui)造成一個(ge)高(gao)溫高(gao)濕的(de)密閉環境,從而(er)(er)(er)導致腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)加劇。而(er)(er)(er)且(qie)更嚴重(zhong)(zhong)的(de)是CUI無法及時(shi)發(fa)現,因(yin)為(wei)為(wei)了(le)美觀效果,通常(chang)會(hui)在保(bao)溫層(ceng)(ceng)外(wai)(wai)包裹一層(ceng)(ceng)鍍鋅鐵皮或(huo)鋁層(ceng)(ceng),這(zhe)樣在腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)初級階段,很難被觀察到,而(er)(er)(er)當保(bao)溫層(ceng)(ceng)下(xia)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)被發(fa)現時(shi),通常(chang)已(yi)經(jing)是腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)很嚴重(zhong)(zhong)的(de)時(shi)候(hou),甚至已(yi)經(jing)發(fa)生安全(quan)事故。在本書防腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)章節進行詳細講述。