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金属材料腐蚀都有哪些危害

浏览次数:525发布日期:2020-12-01

 

   金属腐蚀问题遍及国民经济的很多领域,比如油气、石化、交通、机械制造等,可以说只要是使用金属材料的地方都存在着腐蚀问题。腐蚀给社会生产带来了许多损失和危害。今天,世伟洛克与大家一起分享交流有关金属腐蚀的知识。我们先从金属腐蚀的危害开始。

经济损失

腐蚀造成的经济损失十分惊人。据国内粗略统计,腐蚀造成的经济损失已达2800亿人民币,约占国民生产总值(GNP)的4%。放眼世界石油和天然气生产行业,据美国腐蚀工程师协会 (NACE) 估算,世界的年腐蚀总成本为 13 亿美元,约为86亿人民币。

环境污染

腐蚀造成的资源浪费和环境污染极为严重。腐蚀会导致大量的锈蚀,使得金属材料过早失效,同时也造成了资源和能源的大量浪费。腐蚀产物和污垢会导致锅炉、换热器等设备的传热效率下降,浪费大量吨标准煤。燃烧这些煤所产生的SO2等有害气体又加剧了环境污染。

安全隐患

2011年某石化厂位于气体分馏装置的脱乙烷塔顶回流罐,突然发生爆炸,造成4人死亡,1人重伤,6人轻伤,直接经济损失869万元。经事故调查确认,该事故原因为硫化氢应力腐蚀导致回流罐破裂引发爆炸。

那么,金属腐蚀到底是什么?


Q1

金属腐蚀是什么?


金属材料受周围介质的作用而损坏,称为金属腐蚀(Metallic Corrosion)。


Q2

金属腐蚀有几类?


由于腐蚀现象和机理很复杂,材料、环境因素即受力状态的差异,金属腐蚀的形势和特征千差万别。故而存在很多的分类标准和方法,但常见的腐蚀分类方法有按腐蚀机理分类和按腐蚀形态分类两种。


Q3

按腐蚀机理如何分类?


按腐蚀机理分类,可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种:

化学腐蚀是指金属与非电解质直接发生化学反应而发生的金属腐蚀。

电化学腐蚀是金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏。


Q4

按腐蚀形态如何分类?


按腐蚀形态分类,可以分为全面腐蚀和局部腐蚀两种:

全面腐蚀发生在整个金属表面上,它可能是均匀的,也可能是不均匀的。

局部腐蚀集中在金属的部分区域,而其它部分几乎没有腐蚀或腐蚀很轻微。局部腐蚀的类型很多,一般分为以下几种:

电偶腐蚀:在电解质溶液中,异种金属接触时,电位较正的金属促使电位较负的金属加速腐蚀的类型;

点蚀:腐蚀破坏主要集中在某些活性点上,蚀孔的直径等于或小于蚀孔的深度,严重时可导致设备穿孔;

缝隙腐蚀:发生在铆接、螺纹连接、焊接接头、密封垫片等缝隙处的腐蚀;

晶间腐蚀:腐蚀沿晶间进行,金属原子间失去结合力,金属机械强度急剧降低。破坏前金属外观往往无明显变化;

应力腐蚀:在拉应力和腐蚀介质联合作用下,以显著的速率发生和扩展的一种开裂破坏;常见的类型为硫化物应力腐蚀开裂和硫化氢应力腐蚀开裂。

腐蚀疲劳:金属在腐蚀介质和交变应力作用下产生的腐蚀。

 在实际应用过程中如何降低腐蚀对应用的影响?

确定腐蚀类型

在现场应用中,依据介质类型、压力、温度和环境条件和腐蚀位置来判断腐蚀类型,选用合适的防腐蚀方法。如在油气行业中,仪表管阀件和主工艺管道采用了不同材质的产品,就可能导致电偶腐蚀。

选择合适的耐腐蚀材料。
在选择材料时时,需要考虑内部腐蚀介质类型、压力和外部环境。如环境超过一定温度的限制,则不推荐在海上使用316不锈钢材料。

减少可能发生缝隙腐蚀的位置。
减少不相容金属的接触。在海上,金属卡套管和金属卡套管支撑共同使用时,产生缝隙腐蚀的风险较高。建议卡套管支撑选材时,选择带衬垫的卡套管支撑。

   腐蚀是一个代价高昂的问题。如果可以快速识别腐蚀的种类并找到腐蚀的位置,则可以大大降低潜在的风险。掌握专业知识的技术人员往往能够预测出可能发生腐蚀的位置,并提前选择合适的金属材料来规避腐蚀的发生。这将很大程度上改善生产系统的性能,并提升其完整性和安全性。

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