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304不锈钢管腐蚀情况分析及预防措施

作者:上海浦营商贸有限公司 来源:http://www.juep.com; 时间:2020-5-12 12:57:00 点击:

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304不锈钢无缝管的点腐蚀情况分析

不锈钢孔蚀的主要因素,反冲洗管道的点蚀倾向或加速点蚀的因素分析如下。
1 材质
304不锈钢本身具有很好的抗氧化性,并且由于控制了碳的含量,减少了焊后碳化铬的晶界沉淀,在焊后提供了较好的耐蚀性。但316L不锈钢在氯化物环境中,对应力腐蚀开裂最为敏感,不具备耐氯离子腐蚀的功能。已经证明将不锈钢的标准级别,如316L型不锈钢用于海水系统是不成功的[1]。另外,在焊接热影响区仍然存在焊后晶界贫铬发生的可能性,并且由于条件所限,现场焊后无法对焊缝内表面做酸洗钝化处理,其保护膜相对较差,加之焊后表面不平整度增加,这些都为孔蚀核的形成提供了条件。
2 介质
输送介质为0.48mol/L氯离子浓度的海水,其对不锈钢腐蚀的影响是显著的,一方面是破坏钝化膜,另一方面是不断富集的氯离子直接降低pH值。加入质量分数为1×10-6的次氯酸钠,对氯离子含量的提升可忽略不计。但次氯酸钠的存在,对提高介质含氧量,加快阴极去极化起到了促进作用,因此加快了点蚀速度。
3 温度和pH值
环境温度和海水整体的pH值变化不大,对反冲洗管道点蚀的影响很小。
4 流速
管道内海水在试运期间长期处于滞流状态,为点蚀的形成提供了充分的条件。在正常运行期间,管道内海水设计流速在2.3m/s,由于水流冲刷,初步形成的亚稳态孔核中很难形成闭塞电池的条件,孔蚀进一步发展的条件“氯离子富集”、“酸性增加”和孔内“不锈钢活化态”等都难以保持。但在长期停运状态下,这些闭塞电池条件都得以实现,为孔蚀的快速发展提供了良好条件。
综上所述,材质不耐氯离子腐蚀、介质含氯离子和长期滞流的状态这几项因素共同影响,促成了岭澳一期CFI反冲洗管道的点腐蚀。

304不锈钢无缝管对反冲洗管道可采取的防护措施

      通过分析影响点蚀的因素可以看出,材质、介质、流速和时间是造成反冲洗管道304不锈钢点蚀的主要因素。介质是无法改变的,长期滞流现象的存在也是无法避免的。在对反冲洗管道泄漏的处理和改造中,曾经加装了疏水管线,但没有实际作用,因为不可能排尽所有海水并充分干燥,即使存在极少量海水腐蚀仍可在管道底部沿重力方向进行,而且因为溶液中含氧量的增加和海水的蒸发浓缩会加快腐蚀。
参考控制腐蚀的5种基本方法,即:改用更适当的材料、改变环境、使用保护性涂层、采用阴极保护或阳极保护、改进系统或构件的设计[1]。其中,可采纳的是改用材料和使用保护性涂层。采用外加阴极电流保护可以抑制不锈钢点蚀,但是所需费用较昂贵,而且会对附近没有保护的金属部件加重腐蚀。
因此,解决反冲洗管道点蚀的有效方法就是,从提高管道内壁抗腐蚀性方面考虑。在现场实际改造中,采用了使用广泛的碳钢管道加硫化橡胶衬里的方法。
(1)拆除所有不锈钢管道,参照原管线路径现场设计为法兰联接碳钢管道(衬胶管道不能采用焊接)。
(2)现场加工制作碳钢管道后送交专业衬胶厂家。
(3)在衬胶厂对碳钢管段进行内外表面喷砂处理。然后外表面涂防锈底漆,内表面手工粘衬橡胶皮。
(4)对衬胶进行电火花检验,以保证衬胶的连续性,对个别缺陷点采用环氧树脂补胶处理。
(5)对橡胶进行硫化熏蒸处理,使衬胶硬化。
(6)安装时法兰连接采用橡胶垫,连接螺栓采用镀锌螺栓加防腐涂层。安装后管道表面涂防腐面漆。
近年来由于钢铁生产技术的不断提高,使用耐氯离子腐蚀的双向不锈钢已成为现实。
2205双相不锈钢管是在不锈钢中添加一定含量的钼,并加入较奥氏体不锈钢更高含量的铬,较高的铬、钼含量组合能获得良好的抗氯化物点蚀和缝隙腐蚀性能。这是第一代双相不锈钢。在双相不锈钢中再加入氮促进奥氏体的形成并改善拉伸性能和耐点蚀性能,这就是第二代双相不锈钢。
奥氏体不锈钢和双相不锈钢(不能用于铁素体不锈钢)的耐点蚀性能可以用耐点蚀当量(PREN)预测:
PREN =Cr+3.3(Mo+0.5W)+xN[1]
其中Cr、Mo、W和N等于材料中铬、钼、钨、氮的含量,这些合金化元素都对耐点蚀性能起着正面的作用。对于双相不锈钢,x=16,对于奥氏体不锈钢,x=30。
在电站的设计中,其核岛重要厂用水管道就采用了2507双相不锈钢管来输送海水,现场实际运行良好。


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