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金屬材料腐蝕知識(shí)分享
Knowledge sharing of metal corrosion
金屬腐蝕問(wèn)題遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的很多領(lǐng)域，比如油氣、石化、交通、機(jī)械制造等，可以說(shuō)只要是使用金屬材料的地方都存在著腐蝕問(wèn)題。腐蝕給社會(huì)生產(chǎn)帶來(lái)了許多損失和危害。今天，世偉洛克與大家一起分享交流有關(guān)金屬腐蝕的知識(shí)。我們先從金屬腐蝕的危害開(kāi)始。
經(jīng)濟(jì)損失
腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失十分驚人。據(jù)國(guó)內(nèi)粗略統(tǒng)計(jì)，腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失已達(dá)2800億人民幣，約占國(guó)民生產(chǎn)總值（GNP）的4%。放眼全球石油和天然氣生產(chǎn)行業(yè)，據(jù)美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì) (NACE) 估算，全球的年腐蝕總成本為 13 億美元，約為86億人民幣。
環(huán)境污染
腐蝕造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染極為嚴(yán)重。腐蝕會(huì)導(dǎo)致大量的銹蝕，使得金屬材料過(guò)早失效，同時(shí)也造成了資源和能源的大量浪費(fèi)。腐蝕產(chǎn)物和污垢會(huì)導(dǎo)致鍋爐、換熱器等設(shè)備的傳熱效率下降，浪費(fèi)大量噸標(biāo)準(zhǔn)煤。燃燒這些煤所產(chǎn)生的SO2等有害氣體又加劇了環(huán)境污染。
安全隱患
2011年某石化廠位于氣體分餾裝置的脫乙烷塔頂回流罐，突然發(fā)生爆炸，造成4人死亡，1人重傷，6人輕傷，直接經(jīng)濟(jì)損失869萬(wàn)元。經(jīng)事故調(diào)查確認(rèn)，該事故原因?yàn)榱蚧瘹鋺?yīng)力腐蝕導(dǎo)致回流罐破裂引發(fā)爆炸。
那么，金屬腐蝕到底是什么？
金屬腐蝕是什么？
金屬材料受周?chē)橘|(zhì)的作用而損壞，稱(chēng)為金屬腐蝕(Metallic Corrosion)。
金屬腐蝕有幾類(lèi)？
由于腐蝕現(xiàn)象和機(jī)理很復(fù)雜，材料、環(huán)境因素即受力狀態(tài)的差異，金屬腐蝕的形勢(shì)和特征千差萬(wàn)別。故而存在很多的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和方法，但常見(jiàn)的腐蝕分類(lèi)方法有按腐蝕機(jī)理分類(lèi)和按腐蝕形態(tài)分類(lèi)兩種。
按腐蝕機(jī)理如何分類(lèi)？
按腐蝕機(jī)理分類(lèi)，可以分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種：化學(xué)腐蝕是指金屬與非電解質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生的金屬腐蝕。電化學(xué)腐蝕是金屬與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)作用而引起的破壞。
按腐蝕形態(tài)如何分類(lèi)？
按腐蝕形態(tài)分類(lèi)，可以分為全面腐蝕和局部腐蝕兩種：
全面腐蝕發(fā)生在整個(gè)金屬表面上，它可能是均勻的，也可能是不均勻的。
局部腐蝕集中在金屬的部分區(qū)域，而其它部分幾乎沒(méi)有腐蝕或腐蝕很輕微。局部腐蝕的類(lèi)型很多，一般分為以下幾種：
電偶腐蝕：在電解質(zhì)溶液中，異種金屬接觸時(shí)，電位較正的金屬促使電位較負(fù)的金屬加速腐蝕的類(lèi)型；
點(diǎn)蝕：腐蝕破壞主要集中在某些活性點(diǎn)上，蝕孔的直徑等于或小于蝕孔的深度，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致設(shè)備穿孔；
縫隙腐蝕：發(fā)生在鉚接、螺紋連接、焊接接頭、密封墊片等縫隙處的腐蝕；
晶間腐蝕：腐蝕沿晶間進(jìn)行，金屬原子間失去結(jié)合力，金屬機(jī)械強(qiáng)度急劇降低。破壞前金屬外觀往往無(wú)明顯變化；
應(yīng)力腐蝕：在拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下，以顯著的速率發(fā)生和擴(kuò)展的一種開(kāi)裂破壞；常見(jiàn)的類(lèi)型為硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和硫化氫應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。
腐蝕疲勞：金屬在腐蝕介質(zhì)和交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生的腐蝕。
在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中如何降低腐蝕對(duì)應(yīng)用的影響？
確定腐蝕類(lèi)型
在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，依據(jù)介質(zhì)類(lèi)型、壓力、溫度和環(huán)境條件和腐蝕位置來(lái)判斷腐蝕類(lèi)型，選用合適的防腐蝕方法。如在油氣行業(yè)中，儀表管閥件和主工藝管道采用了不同材質(zhì)的產(chǎn)品，就可能導(dǎo)致電偶腐蝕。
選擇合適的耐腐蝕材料。
在選擇材料時(shí)時(shí)，需要考慮內(nèi)部腐蝕介質(zhì)類(lèi)型、壓力和外部環(huán)境。如環(huán)境超過(guò)一定溫度的限制，則不推薦在海上使用316不銹鋼材料。
減少可能發(fā)生縫隙腐蝕的位置。
減少不相容金屬的接觸。在海上，金屬卡套管和金屬卡套管支撐共同使用時(shí)，產(chǎn)生縫隙腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)較高。建議卡套管支撐選材時(shí)，選擇帶襯墊的卡套管支撐。
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腐蝕是一個(gè)代價(jià)高昂的問(wèn)題。如果可以快速識(shí)別腐蝕的種類(lèi)并找到腐蝕的位置，則可以大大降低潛在的風(fēng)險(xiǎn)。掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員往往能夠預(yù)測(cè)出可能發(fā)生腐蝕的位置，并提前選擇合適的金屬材料來(lái)規(guī)避腐蝕的發(fā)生。這將很大程度上改善生產(chǎn)系統(tǒng)的性能，并提升其完整性和安全性。
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