不锈钢管道腐蚀分析
No. 14044
不锈钢管道
Arthur H. Tuthill
不锈钢用作自来水管具有成本效益。
自六十年代中期以来，不锈钢已广泛用于饮用水工业，包括在水淡化厂用于处理加工淡水；在饮用水处理厂用于沉淀过滤装置和管道；在日本东京，不锈钢小口径管用家用自来水连接管。在纽约市，不锈钢大口径管用于立柱管和其它管道。不锈钢最为人们所熟悉的应用是喷嘴式饮水龙头。本文给出了304（UNS 30400）和316（S31600）不锈钢的背景资料和一般数据，并报道了目前不锈钢在饮用水方面的应用。对不锈钢在原水、氯化处理的水和纯净水中的行为以及埋在土壤里的管道的状态进行了评述，并论述了制作后清理以及外观的维护和保持清洁的方法。提出了成功应用不锈钢的指导方针。
不锈钢的不锈特性归结于其表面附着的一层厚度仅为几埃的坚固的铬氧化膜，这层铬氧化膜在空气或水中立即形成，并且能在划伤或损坏后自行修复。不锈钢易于焊接，尽管其焊接技术与普通碳钢的焊接技术稍有不同。316、316L（S31603）、304、304L（S30403），以及相应的铸钢钢号CF8M（J93000）、CF3M（J92800）、CF8（J92600）、CF3（J92700）是应用最广的锻造和铸造牌号。
表1给出了这些钢种的化学成分和机械特性。
表1 锻造和铸造不锈钢的化学成分%
牌号 UNS编号C（最大） Cr Ni Mo
锻造
304 S30400 0.08 18.0~20.0 8.0~11.0
8.0~13.0
18.0~20.0
304L S30403 0.035
2.0~
3.0
11.0~14.0
316 S31600
16.0~18.0
0.08
2.0~
3.0
11.0~15.0
316L S31603 0.035
16.0~18.0
铸造
CF3 J92500 0.03 17.0~21.0 8.0~12.0
CF8 J92600 0.08 18.0~21.0 8.0~11.0
CF3M J92800 0.03 17.0~21.0 9.0~13.0 2.0~3.0
CF8M J92900 0.08 18.0~12.0 9.0~12.0 2.0~3.0
不锈钢管在饮用水工业中大量使用的一个事例是用于美国、加勒比和中东的水淡化处理加工管道，304L和316L不锈钢用于水处理的收集水槽和混合厂的管道，生产出的高纯净水和当地可用的地下水在混合厂进行混合。
1 化学成分对性能的影响
不锈钢的化学成分有两个主要差别。一些牌号含有2%~3%的钼，而另一些则没有。牌号316/316L和CF8M/CF3M含有2%~3%的钼，大大提高了它们耐局部腐蚀的性能。当不锈钢发生腐蚀时，其腐蚀是局部的即呈现一个或多个小坑。在天然水中，不锈钢不会像碳钢那样受到全面腐蚀。保护不锈钢不受腐蚀薄而坚韧耐久的铬氧化膜有时会有一些缺陷，当环境条件对保护膜上的薄弱点有足够的腐蚀性时，不锈钢正是在这些缺陷处发生腐蚀。除了制作和装运过程中铁粒嵌入表面引起的生锈情况外，不锈钢曝露在空气中很少发生腐蚀，但在特殊条件下暴露于水中或埋入土壤中有时会发生腐蚀。在304/304L不锈钢会发生局部腐蚀的
那些环境条件中，钼大大提高了材料在这些介质中耐局部腐蚀的性能。含钼不锈钢的耐腐蚀性比标准不锈钢稍好一点，因此它们常常用作某些将来腐蚀性有可能增加的环境中的防腐材料。
用户应当了解到不锈钢成分的第二个差异是碳含量的不同。304L、316L、CF3和CF3M 的含碳量（见表1）最高为0.03%，而304、316、CF8和CF8M的含碳量最大为0.08%。锻造的低碳牌号用于管道等焊接制造，当预料将来某个时候要进行修理或重建时，铸造的低牌号常被指于泵的铸造。采用低碳牌号保证了焊接热量将不会使焊缝的热影响区（HAZ）敏化而产生晶间腐蚀。敏化这一术语描述了某些环境下，老牌的高碳不锈钢（含碳（0.08%）由于在焊接过程中焊缝周围热影响区发生碳化物的析出而导致的耐腐蚀性的下降。在大多数空气和淡水环境下敏化不大可能导致晶间腐蚀，但在化学清洗操作中，它会导致严重的腐蚀。对所有的焊接制造包括制管指定采用低碳牌号以避免晶间腐蚀已成为标准化的做法。
高碳钢种的强度稍微高一些（见表2），当稍高的强度是有利因素而焊接不是重要因素的情况下，泵和阀门制造商常常采用高碳钢种制造泵轴和阀杆。
表2 锻造和铸造不锈钢和机械性能
钢种UNS编号抗拉强度屈服强度延长率（%）
最小(ksi) 最小(ksi) 2英寸的管304 S30400 75 30 35
304L S30403 70 25 35
316 S31600 75 30 35
316L S31603 70 25 35
CF3 J92500 70 30 35
CF8 J92600 70 30 35
CF3M J92800 70 30 30
CF8M J92900 70 30 30
2．不锈钢在东京和纽约配水系统中的应用
东京供水局经过十年试验，首创了从街道的辅助干线到住所的测量仪表间的连接管道（管接头）使用了不锈钢，从根本上降低了渗漏率（见图1）。东京市计划到1997年所有住宅区全部安装不锈钢的管道连接。东京也开创了在公路桥上采用不锈钢管道代替易出故障的河底管线。
纽约市在对备选材料进行了15所评估的基
础上，开始在城市配水系统3号输水管道一期的
大口径立柱管大规模采用304L不锈钢，并已于
1993年投入使用。在建的二期工程更加大量地
采用了不锈钢管道。不锈钢管道正在有选择性被
用于那些难于更换和要求最长使用寿命的区段。
不锈钢用于水处理厂的大型中央控制常沉
淀过滤装置始于1965年，从那以后已在75个以
上的水处理厂推广应用。图2是一个典型的水处理厂的中喘控制和过滤装置，制造商报告说，所安装的75个以上的不锈钢中央控制装置立柱性能良好，至今没有进行更换或大修的需要。
3 不锈钢节约成本
已经有30多个饮用水处理厂采用不锈钢管道代替了球墨铸铁管道，主要的原因是节约了成本。马萨诸塞州Taunton水处理厂由于采用了不锈钢管道，比采用球墨铁节省费用估计约为5万美元。
4 腐蚀很少成为问题
不锈钢在空气、水或其它含氧介质中几乎能立即形成一层铬氧化物薄膜，从而使不锈钢具有耐蚀性。酸洗除去了保护膜和上面的所有缺陷，当不锈钢从酸洗液中移出时，保护膜重
新形成。影响不锈钢腐蚀行为的主要是水中的
溶解氧，这种影响是很有利的。对碳钢、铸铁
和球墨铸铁很不利的因素如水的搅动、涡流和
高流速，而对不锈钢的寿命和性能却很有利。
清洁的不锈钢在干净、透气、含氯化物低的水
中，其寿命没有限制。
造成缝隙腐蚀的操作因素是清洁度和氯
化物含量。若氯化物含量足够高，含泥沙的水
和缝隙（如那些由于环形焊缝没有完全融合形
成的）的在某些条件下会导致局部点状腐蚀。
氯化物含量在200毫克/升以下时，304不锈钢
在天然水中很少发生缝隙腐蚀，氯化物含量在
1000毫克/升以下，316不锈钢同样很少发生
缝隙腐蚀。然而，在氯化物含量低的水中如果
水垢及沉积或人为的缝隙能吸留和浓缩了水
中的氯化物也可能发生缝隙腐蚀。
虽然不锈钢不会发生损坏，但可能有一个例外，据报道，在一些地方处理厂过量地用
氯消毒，使不锈钢设施造成损坏，这种潜伏危险是存在的，必须加以认识。中东的水淡化厂由于严重地用氯消毒，不锈钢淡水管线已发生过一些损坏。
表3给出了氯气对碳钢、铸铁和不锈钢影响的有关数据。这些先前从未发表过的数据是国际镍公司根据安放在安大略湖的三个位置和一处井水的试验架得出的。每一种情形都与未用氯处理的水中的基础数据作了对比。
当氯含量在1~2毫克/升的正常范围时，碳钢和铸铁的一般腐蚀速度增加了一倍，当残留氯含量达到3~5毫克/升时，碳钢的腐蚀速度是其在未经氯化处理的原水中腐蚀速度的7.6倍。
若不锈钢发生任何可测量出的金属损失，其金属损失也仅限于局部。因此，必须对坑的深度而不是腐蚀速度进行比较。对敏化试样进行了试验以确定焊缝热影响区是否比基体金属耐腐蚀性差。表3的数据表明，在通常所遇到的残留氯含量为1~2毫克/升的饮用水中，必须使用低碳不锈钢304L和316L，以避免焊缝热影响区的腐蚀。
表3 1010碳钢、铸铁和304、316不锈钢在四种采用氯气消毒，
具有不同残留氯含量的淡水中的行为
腐蚀速度(密耳/年) 最大腐蚀深度－基板(密耳) 最大腐蚀深度－缝隙(密耳)
残留氯
含量敏化处理敏化处理
碳钢铸铁304 306 304 316
316
304
（毫克/升） 304
316
0 <1
0 0
1.4
1.7 0 0
0 <1
<1
0 0
0.8-1.0 2.5
3.0 0 0
1
0 0
0 35
2
3.4
3.4 0 0 30
3 – 5 10.7 NT* <1 0 NT NT
4 ~14 1 ~
5 NT NT
* NT—未试验
这此数据说明，在某些水处理厂，残氯含量为3~5毫克时，304/304L基体已开始出现点蚀（<1密耳），缝隙腐蚀（4~14密耳）已明显发生。316/316L基体可耐受的残氯含量最高为5毫克/升。
这些数据和作者的经验表明，为了更好地抵御一些水处理厂某些部位所遇到的高浓度残留氯的腐蚀，与304L相比，316L是更加谨慎的选择。这些数据也说明，加氯消毒应当注意保证氯气和水混合良好，避免高残留氯。
有两个水厂报道了不锈钢管道发生了多处点蚀，这主要归结于潮湿氯气在管内聚集。在其中的一例中，不用的回洗水管打开放置，结果氯蒸气进入并在管道中集聚。另一例由于水流量过低，水在水管内仅充满一半，使溶解在水中的氯聚集在管道上半部的空间。含有潮湿氯气的封闭气氛对304L和316L不锈钢管道都有很强的腐蚀性。
尽管饮用水进行标准的氯化处理能有效地防止细菌引起微生物腐蚀，但似乎仍然有这样的腐蚀发生。
水处理厂的管道系统常常用当地的
水进行水压试验。如果用于水压试验的水
没有及时、安全地排净而留在了待用管道
里，就成为细菌生长和繁殖的理想环境。
由于水压试验的水滞留在管内，已经有两
个水处理厂的304L不锈钢管道焊缝处受
到微生物引起的腐蚀。
一些净水管线和配水管线存在着死
端或封闭的部分，水在那里可能滞留一个
月甚至更长时间。据报道在一个净水管线中，有一段用来存留过期水的不锈钢管道发生了微生物腐蚀。据认为管道滞留水中的氧和残氯被自然的过程所消耗，如生物或化学耗氧，使得细菌再生并导致微生物腐蚀。
在某些含有较高浓度锰的淡水冷却系统中存在发生微生物腐蚀的情形。Tver-berg等人提供的资料证明，由于向含锰较高的水中加入氯气，冷却系统管道上覆盖了一层黑色含锰的沉积物，结果管道和热交换器发生了微生物腐蚀。如果不存在能够将锰离子氧化成锰的氧化细菌，并且不加氯气的话，沉积物本身通常危害不大。当氯添加到含锰的水中，并且存在诸如盖氏铁柄杆菌这样的氧化细菌，自生的腐蚀反应便开始了，导致不锈钢发生严重的点蚀。尽管这种类型的腐蚀在饮用水厂还未见报道，但当生水中含有大量的锰时，这种腐蚀是有可能发生的，应当予以考虑。
作者调查了这样一个案例，在不存在氧化细菌的条件下，锰沉积物导致了环形焊缝的热影响区的缝隙腐蚀。点蚀发生在热影响区，而不发生在同样覆盖了黑色锰沉积物的基体或焊接金属。通过注入氯而形成的黑色锰沉积物附着力很强，是很好的缝隙形成物。在含有或不含有氧化细菌的含锰水中，如果在水厂的出口而不是进口注入氯，就可以避免所发生的腐蚀。
对东京土壤中进行的长达十多年的广泛试验使日本公用事业部门的人员确信，316L不锈钢管道无需外加保护就能埋藏在土壤中。不锈钢管道自从10年前开始广泛采用以来，至今未见发生损坏的报道。其它的测试和经验表明，不锈钢在排水良好、回填土清洁的土壤中性能良好。但在排水不良的土壤如河底交叉处以及劣质回填土的存在下，就有可能发生底层沉积物和微生物所引起的腐蚀。最好像处理碳钢那样对埋藏的不锈钢管进行包覆或阴极保护。
当两种不同的金属在有电解质存在的情况下联接在一起时，与它们不联接在一起时各自的腐蚀速度相比，其中一种金属的腐蚀速度增加，另一种金属的腐蚀速度减小。Schole 和Rowland给出了海水中相同面积的碳钢与316不锈钢相联接时的加速系数为3（即未联接时碳钢的腐蚀速度被提高了3倍）。Schole和Rowland给出，未联接的钢在没有用氯处理过的水中，其腐蚀速度为大约2密耳/年，在残氯含量为2毫克/升的水中，其腐蚀速度为3.5密耳/年。连接在一起的钢在上述两种水质中的腐蚀速度分别为6密耳/年和10.5密耳/年。尽管没有像研究海水那样研究过淡水，但相信在淡水中的加速系数也是同样的。与在海水中相比，在淡水中碳钢增加的腐蚀往往发生在离两种金属的接合处更近的部位。在日本，街道之下的不锈钢管道接头与球墨铸铁辅助干线相绝缘，住宅的不锈钢管道接头与测量仪表绝缘。不锈钢管河底交叉处也在两端进行绝缘以避免电蚀。水处理厂的不锈钢管道上采用铸铁和球墨铸铁阀门，没有发现不利的影响。电蚀在管道系统中不常见，通常不是一个重要的问题。
由于制作过程中铁屑嵌入不锈钢管（与钢辊和工作平台接触引起的）和搬运（钢丝吊钩）及焊接缝热影响区的生锈（碳钢钢丝刷）所造成的外表面锈斑是人们常常抱怨的。在质量保证书中包含最终喷水检验的要求，将有助于消除嵌入铁屑，几乎没有水管制造商会为一个简单的、证明没有嵌入铁鳞沾污表面的水检验而收取额外费用。检验很简单，弄湿表面，第二天检查生锈点。也可以要求最终清洗之后将管端紧紧塞住，并要求承包商在管道安装之前一直将塞子塞好，甚至在现场储存时也这样要求。
美国自来水厂协会C220 3.8节要求钢管没有氧化皮（焊缝热影响区的回火色是氧化皮）和沾污表面的铁鳞。这是一个严格的要求，应当毫无例外地坚持。
美国自来水厂协会C220 3.2.1节规定了环形对缝焊接的标准。这一节应当被严格执行，因为许多钢管制造商感到，为了保持产品的竞争力，他们被迫按照商用质量交货（而不是美国自来水厂协会的新规范所要求的完全焊透的焊接）。美国材料与试验学会技术条件中没有
包含在钢管制造车间进行的环形对缝焊接方面的内容，这意味着每个用户必须制定和执行内部规范，否则就会经常发生商用质量要求的环形对缝焊接不合使用要求的情况。大多数的标准要求焊缝必须完全焊透，而商用质量标准没有这种要求。
人们早就知道焊缝周围的回火色会增加高纯净水的渗漏和使高纯净水的水质变坏。对微生物腐蚀所作的研究也清楚地表明，通过酸洗或电解抛光除去回火色，能够提高耐缝隙腐蚀和微生物腐蚀的能力。当制定环形焊接规范时，用户应当考虑防止或去除环形焊接的回火色。通过防止或去除回火色，恢复不锈钢全部固有的耐腐蚀性能。
5 结论
自从六十年代中期不锈钢用于饮用水配水和水处理厂的某些重要区段以来，这种应用在逐渐扩大。如果用户能更好地了解不锈钢的腐蚀行为以及本报告所论述的需要克服的不足，就能避免已经发生的为数不多的故障。
饮用水配水系统清洁、加氯的水环境特性对于不锈钢的应用是很理想的。对于系统中那些难于安装或更换以及要求最长寿命的区段，不锈钢是强有力的候选材料。但不锈钢不大可能全面地代替钢筋混凝土管、球墨铸铁或铸铁。
水处理厂应当考虑采用316L不锈钢而不是304L不锈钢，因为水处理厂比配水厂的水环境更复杂，特别是在残留氯气和氯化物方面。
要想在原水和饮用水中成功地使用不锈钢管道，必须仔细注意下列因素：
?获得能够保证焊缝安全焊透的焊接技术规范的检验方法；
?立即而彻底地排干水压试验的用水；
?处理含锰水的水处理厂注入氯的位置应在出口处而不是进口处；
?为了防止高浓度的氯作用于水管壁，加氯方法要保证氯与水完全混合；
?对配管系统进行设计以保证潮湿氯蒸气与不锈钢管道内外壁接触机会最少；
?在原水输送管道中，不锈钢的应用应当限制在那些可以用水定期冲刷而不会有沉积物聚集并导致沉积物腐蚀的管线；
?在水滞留的区段以及由于水流速过低而管道未满的管线中，不锈钢的使用受到限制；
?当要求管道具有最大的耐微生物腐蚀或缝隙腐蚀性能或两者都需要时，应当防止或去除环形焊接的回火色。
鸣谢
作者感谢R.E.Avery、Brian Todd、Brian Weldon、Noel Herbst 和 George Moller，在提供事例的历史经验方面给予的帮助，也感谢镍发展协会的支持。
输油管道腐蚀机理与防护措施
输油管道腐蚀机理与防护措施 随着我国社会的不断进步和发展，我国的输油管道运输行业也获得了突飞猛进的进步，输油管道的一些节能和环保的功能也在自身发展的过程中逐渐的彰显出来，然而，近几年以来，却时常发生管道泄漏和失效的现象，而造成这一现象的主要原因就是管道遭受到了腐蚀，管道如果遭受到了腐蚀，就会对管道的使用寿命和所产生的经济收益产生直接的重要影响。因此，本文针对输油管道的腐蚀机理和防护措施进行了深入的探究和分析，从腐蚀的种类入手，对我国的管道腐蚀的保护对策进行了详细的总结，为日后我国研究输油管道的腐蚀工作奠定了一定的理论基础。 标签：输油管道；腐蚀；防护；措施 在油品运输的过程中，输油管道所具有的环保和节能的特征不断地彰显出来，在大多数的管道运输中，通常采取的都是无缝钢管，螺旋焊接钢管和直缝电阻焊钢管等材质，通过埋地和架空两种方式对管道进行铺设，因此，对于输油管道来说，它在输送油品的过程中，一定会受到来至周围介质所产生的腐蚀现象，主要会发生的是化学腐蚀和电化学腐蚀，一旦输油的管道遭到了腐蚀，不仅会大幅度的缩短管道的使用寿命，同时还会造成一定的环境污染，从而导致整体经济收益的缩减，严重的情况会导致整条管线失去自身的作用和价值。因此，本文针对输油管道的腐蚀工作进行了深入的探究和分析，提出了相关的输油管道防护措施，为日后防止输油管道腐蚀现象的发生提供了十分重要的理论意义。 1 腐蚀种类 金属由于受到周围环境的影响，从而发生一系列的化学或电化学的反应，对自身产生一种破坏性的侵蚀，就是我们所说的腐蚀。对于腐蚀来说，它具有一定的化学性质，大部分的腐蚀现象都是化学变化的过程，因此，我们根据输油管道腐蚀过程中所呈现出的特征的差异，将腐蚀的类型分为两种，分别是化学腐蚀和电化学腐蚀。 1.1 化学腐蚀 化学腐蚀指的是输油管道的表面与相关的氧化剂直接接触而产生的化学变化，在化学腐蚀的过程中，它是氧化剂和金属之间进行电子的转移，在此过程中并不会产生电流，例如，金属长期暴露在空气中，就会与空气中的氧气进行氧化，从而生成相应的金属化合物，除此之外，油品中由于含有较多的硫化物和有机酸，这些物质也会对金属的输油管管道产生一定的腐蚀作用。 1.2 电化学腐蚀 在输油管道中发生的电化学腐蚀，它指的是在金属管道和一些电解质之间形成了一定的作用，從而使金属表面和电解池之间构成了原电池的组成结构，引起
金属管道腐蚀防护基础知识
编号：SY-AQ-09483 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 金属管道腐蚀防护基础知识 Basic knowledge of metal pipeline corrosion protection
金属管道腐蚀防护基础知识 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。 1．什么叫金属腐蚀？ 金属腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学或物理作用成为金属化合物而受破坏的一种现象。 2．金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为哪几种？ 金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 3．常用的防腐措施有哪几种？ 常用的防腐措施有涂层、衬里、电法保护和缓蚀剂。 4．什么叫化学腐蚀？ 化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。化学腐蚀又可分为气体腐蚀和在非电解质溶液中的腐蚀。 5．什么叫电化学腐蚀？ 电化学腐蚀是指金属与电解质因发生电化学反应而产生破坏的
现象。 6．缝隙腐蚀是如何产生的？ 许多金属构件是由螺钉、铆、焊等方式连接的，在这些连接件或焊接接头缺陷处可能出现狭窄的缝隙，其缝宽（一般在 0.025~0.1mm）足以使电解质溶液进入，使缝内金属与缝外金属构成短路原电池，并且在缝内发生强烈的腐蚀，这种局部腐蚀称为缝隙腐蚀。 7．什么是点腐蚀？ 点腐蚀是指腐蚀集中于金属表面的局部区域范围内，并深入到金属内部的孔状腐蚀形态。 8．点蚀和坑蚀各有什么特征？ 点蚀：坑孔直径小于深度；坑蚀：坑孔直径大于深度。 9．什么是应力腐蚀，应力腐蚀按腐蚀机理可分为几种？ 由残余或外加拉应力导致的应变和腐蚀联合作用所产生的材料破坏过程称为应力腐蚀。应力腐蚀按腐蚀机理可分为：（1）阳极溶解（2）氢致开裂。
304不锈钢的腐蚀
304不锈钢的腐蚀 应力腐蚀 应力腐蚀是指零件在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象。 应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。 它的发生一般有以下四个特征：一、一般存在拉应力，但实验发现压应力有时也会产生应力腐蚀。二、对于裂纹扩展速率，应力腐蚀存在临界KISCC，即临界应力强度因子要大于KISCC，裂纹才会扩展。三、一般应力腐蚀都属于脆性断裂。四、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10- 6～10-3 mm/min，而且存在孕育期，扩展区和瞬段区三部分 应力腐蚀机理的机理一般认为有阳极溶解和氢致开裂 晶间腐蚀 说明:局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。而且金属表面往往仍是完好的，但不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝和一些含铬的合金钢中。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。 晶间腐蚀是沿着或紧靠金属的晶界发生腐蚀。腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化。不锈钢、镍基合金、铝合金等材料都较易发生晶间腐蚀。 不锈钢的晶间腐蚀: 不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。 不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的熔解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C8等。但是由于铬的扩散速度较小，来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区”，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。 不锈钢的晶间腐蚀 含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢（不含钛或铌的牌号），如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。这些钢在425-815℃之间加热时，或者缓慢冷却通过这个温度区间时，都会产生晶间腐蚀。这样的热处理造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用），并且造成最邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感。敏化作用
氯离子对不锈钢的腐蚀
氯离子对不锈钢的腐蚀 问题描述：对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀，各种权威的书籍均有严格的要求，氯离子含量要小于25ppm，否则就会发生应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀。但是事实上在工程应用中我们有很多高浓度的氯离子含量的情况下在使用奥氏体不锈钢，因些分析氯离子对不锈钢的腐蚀，采取预防措施，延长使用寿命，或合理选材。 不锈钢的腐蚀失效分析： 1、应力腐蚀失：不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质环境产生应力腐蚀。应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。常用的防护措施：合理选材,选用耐应力腐蚀材料主要有高纯奥氏体铬镍钢,高硅奥氏体铬镍钢,高铬铁素体钢和铁素体—奥氏体双相钢。其中,以铁素体—奥氏体双相钢的抗应力腐蚀能力最好。控制应力：装配时,尽量减少应力集中,并使其与介质接触部分具有最小的残余应力，防止磕碰划伤,严格遵守焊接工艺规范。严格遵守操作规程：严格控制原料成分、流速、介质温度、压力、pH 值等工艺指标。在工艺条件允许的范围内添加缓蚀剂。铬镍不锈钢在溶解有氧的氯化物中使用时,应把氧的质量分数降低到1. 0 ×10 - 6 以下。实践证明,在含有氯离子质量分数为500. 0 ×10 - 6的水中,只需加入质量分数为150. 0 ×10 - 6的硝酸盐和质量分数为0. 5 ×10 - 6亚硫酸钠混合物,就可以得到良好的效果。 2、孔蚀失效及预防措施 小孔腐蚀一般在静止的介质中容易发生。蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,即向深处自动加速。,不锈钢表面的氧化膜在含有氯离子的水溶液中便产生了溶解，结果在基底金属上生成孔径为20μm～30μm小蚀坑这些小蚀坑便是孔蚀核。只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。常见预防措施：在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量。降低氯离子在介质中的含量。加入缓蚀剂,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。 3、点腐蚀：由于任何金属材料都不同程度的存在非金属夹杂物，这些非金属化合物，在Cl 离子的腐蚀作用下将很快形成坑点腐蚀，在闭塞电池的作用，坑外的Cl离子将向坑内迁移，而带正电荷的坑内金属离子将向坑外迁移。在不锈钢材料中，加Mo的材料比不加Mo的材料在耐点腐蚀性能方面要好，Mo含量添加的越多，耐坑点腐蚀的性能越好。 4.缝隙腐蚀 缝隙腐蚀与坑点腐蚀机理一样，是由于缝隙中存在闭塞电池的作用，导致Cl离子富集而出现的腐蚀现象。这类腐蚀一般发生在法兰垫片、搭接缝、螺栓螺帽的缝隙，以及换热管与管板孔的缝隙部位，缝隙腐蚀与缝隙中静止溶液的浓缩有很大关系，一旦有了缝隙腐蚀环境，其诱导应力腐蚀的几率是很高的。 总结 1：几种不锈钢在含氯(Cl—)水溶液中的适用条件 一、板片材料的选用 （1）注：不含气体、PH值为7(即中性)、流动的含氯水溶液。 （2）奥氏体不锈钢对硫化物(SO2 、SO3)腐蚀有一定的抗力。但是，Ni含量越高，耐蚀性将降低（因生成低熔点NiS）,可能引起硫化物应力腐蚀开裂。硫化物应力腐蚀开 裂同材料的硬度有关，奥氏体不锈钢的硬度应≤HB228；Ni-Mo或Ni–Mo–Cr合金的 硬度不限；碳素钢的硬度应≤HB225； 3）必须注意板片材料与垫片或胶粘剂的相容性。例如，应避免将含氯的垫片或胶粘剂（如氯丁橡胶或以其为溶质的胶粘剂）与不锈钢板片组配,或者将氟橡胶、聚四氟乙烯（PTFE）垫片与钛板板片组配；
盐渍土对公路危害的浅析及处理措施
盐渍土对公路危害的浅析及处理措施摘要：对公路的路基路面进行养护是为了保持路况的完好，延长道路的使用寿命，是为经济建设提供保障的基本条件。本文阐述了盐性及盐渍程度、土的颗粒组成及细粒特性、水文地质和气候条件。通过盐渍土对路基路面、混凝土结构物的危害现场调查，综合施工经验，提出了对盐渍土进行处理的措施。 关键词：盐渍土、危害、防治措施 一、前言 近几年，我国道路建设步伐在不断的加快，各种路面病害情况也在不断出现，其中对盐渍土使得公路路基路面出现危害问题必须加以重视。盐渍土是指含盐量超过一定数量的土。盐渍土是土层盐渍化工程的产物，在公路工程中，主要是指地表土层1米厚度内，易溶盐含量平均大于或等于0.3%的含盐土层。盐渍土属特殊土类，因为它具有一般土所没有的特点，不能按一般土来对待。因此，只有不断分析盐渍土对公路路基路面危害的处理方法，才能保证道路的质量。 二、盐渍土的主要特点 1、盐渍土的三相组成与一般土不同，常规土体的三相组成是由气相--空气、液相--水、固相--土颗粒所构成。但是，盐渍土的三相组成由气相--空气、液相--溶液、固相--土与盐结晶的混合体所构成。液相中含有盐溶液，固相中含有结晶盐，尤其是易溶的结晶盐。也就是说，盐渍土的液相与固相会因外界条件变化而相互转化。 2、盐渍土中的盐遇水溶解后，土的物理和力学性质指标均会发生变化，其强度指标明显降低。 3、盐渍土中的盐浸水后，因盐溶解盐渍土中的水携盐上聚，使路基次生盐渍化，造成路基溶陷与潜蚀、路面翻浆、盐胀、溶陷及路面不规则变形、沥青面层起皮、脱落、网裂和坑洼等问题。 4、盐渍土中的岩溶液会导致建筑物和地下设施的材料腐蚀。腐蚀程度取决于材料的性质和状态以及盐溶液的浓度等。
不锈钢在各种环境中的耐腐蚀性能
不锈钢在各种环境中的耐腐蚀性能 来源:电源谷作者: 发布时间:2007-09-29 18:04:12 https://www.360docs.net/doc/541314016.html,/jiaocheng/jingti/2007-09-29/2590.html 不锈钢的耐腐蚀性能一般随铬含量的增加而提高，其基本原理是，当钢中有足够的铬时，在钢的表面形成非常薄的致密的氧化膜，它可以防止进一步的氧化或腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜，而还原性环境则必然破坏这种膜，造成钢的腐蚀。 在各种环境中的耐腐蚀性能 ①大气腐蚀 不锈钢耐大气腐蚀基本上是随着大气中的氯化物的含量而变化的。因此，靠近海洋或其他氯化物污染源对不锈钢的腐蚀是极为重要的。一定量的雨水，只有对钢表面的氯化物浓度起作用时才是重要的。 农村环境1Cr13 、1 Cr 17 和奥氏体型不锈钢可以适应各种用途，其外观上不会有显著的改变。因此，在农村暴露使用的不锈钢可以根据价格，市场供应情况，力学性能、制作加工性能和外观来选择。 工业环境在没有氯化物污染的工业环境中，1Cr17 和奥氏体型不锈钢能长期工作，基本上保持无锈蚀，可能在表面形成污膜，但当将污膜清除后，还保持着原有的光亮外观。在有氯化物的工业环境中，将造成不锈钢锈蚀。 海洋环境1Cr13 和1 Cr 17 不锈钢在短时期就会形成薄的锈膜，但不会造成明显的尺寸上的改变。奥氏体型不锈钢如1 Cr 17Ni7 、 1 Cr 18Ni9 和0 Cr 18Ni9 ，当暴露于海洋环境时，可能出现一些锈蚀。锈蚀通常是浅薄的，可以很容易地清除。0 Cr 17 Ni 12M 02 含钼不锈钢在海洋环境中基本上是耐腐蚀的。 除了大气条件外，还有另外两个影响不锈钢耐大气腐蚀性能的因素，即表面状态和制作工艺。精加工级别影响不锈钢在有氯化物的环境中的耐腐蚀性能。无光表面（毛面）对腐蚀非常敏感，即正常的工业精加工表面对锈蚀的敏感性较小。表面精加工级别还影响污物和锈蚀的清除。从高精加工的表面上清除污物和锈蚀物很容易，但从无光的表面上清除则很困难。对于无光表面，如果要保持原有的表面状态则需要更经常的清理。 ②淡水 淡水可定义为不分酸性、盐性或微咸，来源于江河、湖泊、池塘或井中的水。 淡水的腐蚀性受水的pH 值、氧含量和成垢倾向性的影响。结垢（硬）水，其腐蚀性主要由在金属表面形成垢的数量和类型来决定。这种垢的形成是存在其中的矿物质和温度的作
油气输送管道腐蚀机理与防护措施
油气输送管道腐蚀机理与防护措施 为了保障我国油气管道的运行安全，提高管道的使用寿命，本文将从我国油气管道的运行实际出发，首先对其腐蚀机理进行深入分析，探讨管道防护措施，为保障管道的运行安全奠定基础。 标签：油气管道；腐蚀机理；化学腐蚀；电化学腐蚀；防护措施 管道输送是油气资源运输中最常见的运输方式，其运输效率和成本也相对较低，但是由于管道内介质和外界环境因素的原因，使得管道极易产生腐蚀，其腐蚀类型可以分为两种，一种是均匀腐蚀，另一种是不均匀腐蚀。当管道不均匀腐蚀状况较为严重时，将会产生管道穿孔，进而引起油气资源泄漏，油气资源泄漏不但会对环境产生严重的污染，而且还可能会产生安全事故。在另一方面，当管道均匀腐蚀严重时，则会造成管道寿命严重下降，从而造成较大的经济损失。因此，探讨管道的腐蚀机理，并提出防护措施十分重要。 1 油气管道腐蚀机理分析 1.1 化学腐蚀 化学腐蚀指的是管道与腐蚀性物质直接接触，从而产生化学作用而引起的管道破坏。化学腐蚀可以分为两种类型，分别是气体腐蚀和非电解质腐蚀。 1.1.1 气体腐蚀 某些地上管道将长时间暴露于空气中，空气中的SO2、CO2等气体将会与管道金属产生化学作用，从而在管道表面形成大量的氧化物。同时，由于大多数管道都是采用加热输送，在高温的作用下，管道表面形成氧化物的速度将会大大加快，即腐蚀速率加快。 1.1.2 非电解质腐蚀 油气资源中本身就含有大量的腐蚀性物质，例如H2S、SO2等，当管道内的油气含水率较高时，这些物质将溶于水中从而产生腐蚀性溶液，进而对管道内壁产生腐蚀。 1.2 电化学腐蚀 在管道腐蚀过程中，由于电化学因素所产生的腐蚀作用最为严重。该种腐蚀与化学腐蚀存在较大的差别，其中最大的差别在于腐蚀过程中将有电流产生。由于油气管道中含有大量的铁元素，但是由于管道加工过程中会引入大量的杂质，杂质与铁元素之间将形成原电池，从而对管道产生腐蚀作用。在另一方面，H2S、SO2等物质溶于水中时，由于该溶液与管道金属的电位不同，也会形成原电池，
不锈钢腐蚀的分析
电化学腐蚀 电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池。例如铁和氧，因为铁的电极电位总比氧的电极电位低，所以铁是阳极，遭到腐蚀。特征是在发生氧腐蚀的表面会形成许多直径不等的小鼓包，次层是黑色粉末 状溃疡腐蚀坑陷。 一、基本介绍： 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。 我们知道，钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀，但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。原来，在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子，还溶解了氧气等气体，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。铁失去电子而被氧化.电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。 金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。 在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主
要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区，阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。 二、相关原理： 金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池（其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极）。阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中N5等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体（F勺C）以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。 三、方程式： （1）析氢腐蚀（钢铁表面吸附水膜酸性较强时） 负极（Fe）: 蠱-2L fF严 F^+2H2O-^Fe（OH）2 + 2H+ + 2e J H2 正极（杂质）: 电池反应： Fe+2H3O = Fe（OH}2 + H3T 由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。
内陆盐渍土环境下混凝土结构耐久性研究
内陆盐渍土环境下混凝土结构耐久性研究
内陆盐渍土环境下混凝土结构耐久性研究 [摘要]：本文以我国西部内陆盐渍土地带环境下的混凝土结构为背景，详细分析该环境下耐久性的影响因素、作用机理，并提出合理的技术措施，以保障复杂环境下的结构耐久性。 [关键词]：盐渍土环境；混凝土耐久性；腐蚀机理；解决措施 正文： 1.研究背景 我国西部青海、甘肃等西北部地区，不仅冬季寒冷、干燥、日照时间长，而且其土壤属内陆盐渍土，含有大量的SO42-（1.43%）、Cl1-（0.82%）和Mg2-（0.62%）等离子。这些地区的桥梁、隧道等构筑物的混凝土结构遭受冻融循环、盐侵蚀、剧烈温差等多因素的共同破坏作用，混凝土结构的服役环境极其恶劣。 我国正在实行西部大开发的政策，因此，大量的基础设施要建设在盐渍土地带环境下。由于盐渍土地带环境下的混凝土腐蚀速度远远超过一般环境下环境的腐蚀速度，不得不进行工程修复，因此造成了巨大的经济损失。所以，研究该环境下的混凝土的耐久性的研究具有非常重要的现实意义和深远的社会影响。 2.西部盐渍土环境下混凝土结构耐久性的影响因素综述 在西北地区，高寒、大温差、强辐射、干燥、大风沙、盐碱腐蚀等恶劣气候环境使得混凝土结构处于干湿变化、温度变化、冻融循环、
盐碱腐蚀、风蚀等多种自然因素的作用下，日积月累，在混凝土结构中极易产生剥蚀、裂缝等，对混凝土的耐久性造成了很大的不利。 大体可将这些因素分为气蚀，磨损，冻融等物理因素，以及硫酸盐，碳化，碱-集料反应等化学因素。 3.西部盐渍土环境下混凝土结构耐久性的影响因素作用机理 3.1冻融循环 冻融破坏形式:混凝土冻融破坏有两种基本形式冻胀开裂和冻融剥蚀。冻胀开裂的特征是混凝土产生裂缝，裂缝在表面连结的同时向内部扩展延伸；盐冻剥蚀破坏是典型的冻融剥蚀破坏形式。 冻融循环破坏机理：混凝土的抗冻性是混凝土受到物理作用(干湿变化、温度变化、冻融变化等)后反映混凝土耐久性的重要指标之一。混凝土冻融作用破坏机理是混凝土在其冻融的过程中，遭受的破坏应力主要由两部分组成。其一是当混凝土中的毛细孔水在某负温下发生物态变化，由水转变成冰，体积膨胀，因受毛细孔壁约束形成膨胀压力，从而在孔周围的微观结构中产生拉应力；其二是当毛细孔水结成冰时，由凝胶孔中过冷水在混凝土微观结构中迁移和重分布引起的渗管压。由于表面张力的作用，混凝土毛细孔隙中的水的冰点随着孔径的减小而降低。当胶凝孔水形成冰核的温度在-78℃以下时，由冰与过冷水的饱和蒸汽压差和过冷水之间的盐分浓度差引起水分迁移而 形成渗透压。另外胶凝不断增大，形成更大膨胀压力，当混凝土受冻时，这两种压力会损伤混凝土内部微观结构，当经过反复多次的冻融
不锈钢腐蚀实验报告
不锈钢腐蚀行为及影响因素的综合评价 洪宇浩 实验一、钝化曲线法评价不同种不锈钢在同一介质中的腐蚀能力 1.实验目的 ●掌握金属腐蚀原理和金属钝化原理 ●掌握不锈钢阳极钝化曲线的测量 ●掌握恒电位仪软件的操作 2.实验原理 3.实验步骤 本实验测试430不锈钢（黑）和304不锈钢（黄）在0.25mol/L H2SO4和含1.0% NaCl 的0.25mol/L H2SO4中钝化曲线. 电位：-0.60 →1.20 V，50 mV/s 4.注意事项 ●电极的处理 ●灵敏度的选择 5.实验结果 1、304钢在0.25mol/L H2SO4的钝化曲线
-800 -600-400-20002004006008001000 -8-6 -4 -2 2 电流(m A ) 电位(mV) -293,1.841 -139,0.635410,0.235 904,0.708 2、304钢在含1.0% NaCl 的0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线. -800 -600-400-20002004006008001000 -7-6-5-4-3-2-1 01电流(m A ) 电位(mV) (-267, 0.59829) (-69, 0.38967) (398, 0.20901) (799, 0.38485) 3、430钢在0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线.
-800 -600-400-200020040060080010001200 -4-202468 1012电流( m A ) 电位(mV) (-287, 11.133) (930, 1.7327) (174, 1.1011) (-21, 1.5724) 4、430钢在含1.0% NaCl 的0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线. -600 -400 -200 200 400 -10 -5 5 10 15 20 电流(m A ) 电位(mV) (-221, 15.914) (180, 1.1999) (328, 1.9463) (-84, 4.9479)
腐蚀机理
混凝土盐渍土腐蚀机理及影响因素 [摘要]通过对盐渍土地区混凝土腐蚀的机理分析, 指出了西部盐渍区富含的硫酸盐是造成混凝土物耐久性差的主要原因; 并详细阐述了国内外关于混凝土硫酸盐侵蚀影响因素的现状研究。 [关键词]盐渍土耐久性硫酸盐侵蚀 盐渍土就是指含盐分较高的土壤, 一般超过3% 的盐含量就可归结到盐渍 土的范围。我国西部地区盐渍土分布广泛, 新疆、青海、西藏、甘肃、宁夏以及内蒙古等地均有大面积的盐渍区。我国正在实施西部大开发战略, 因此大量基础设施就要建于盐渍土之上。以往的资料和调查表明, 一些道路、桥梁、建筑物、地下管道乃至电线杆等, 仅使用几年就遭受严重的腐蚀破坏, 不得不进行工程修复, 造成巨大经济损失。因此, 研究抗腐蚀混凝土在盐渍地区的耐久性问题, 具有非常重要的现实意义和深远的社会影响。 1、盐渍土对混凝土结构的腐蚀机理 盐渍土含盐量及含盐种类有很大差别, 其腐蚀性也有差异。氯盐主要腐蚀混凝土中的钢筋从而引起结构破坏; 硫酸盐主要是通过物理、化学作用破坏水泥水化产物, 使混凝土分化、脱落和丧失强度。1. 1 硫酸盐的化学腐蚀机理实际上硫酸盐侵蚀是一个比较复杂的过程。硫酸盐侵蚀引起的危害性包括混凝土的整体开裂和膨胀以及水泥浆体的软化和分解。不同的Ca、N a、K、M g 和Fe 的阳离子会产生不同的侵蚀机理和破坏原因, 如硫酸钠和硫酸镁的侵蚀机理就截然不同。1) 硫酸钠侵蚀首先是N a2SO 4 和水泥水化产物Ca (OH) 2 的反应, 生成的石膏(CaSO4·2H2O ) , 再与单硫型硫铝酸钙和含铝的胶体反应生成次生的钙矾石, 由于钙矾石具有膨胀性, 所以钙矾石膨胀破坏的特点是混凝土试件表面出现少数较粗大的裂缝。当侵蚀溶液中SO 2-4 浓度大于1000mg?L 时, 水泥石的毛细孔若为饱和石灰溶液所填充, 不仅有钙矾石生成, 而且在水泥石内部还会有二水石膏结晶析出。从氢氧化钙转变为石膏, 体积增大为原来的两倍, 使混凝土因内应力过大而导致膨胀破坏。石膏膨胀破坏的特点是试件没有粗大裂纹但遍体溃散。B iczok 认为: 侵蚀溶液浓度改变, 反应机理也发生变化。以N a2SO 4 侵蚀为例, 低SO 2-4 浓度(< 1000mg?L SO 2-4 ) , 反应产物主要是钙矾石; 而在高浓度下(> 8000mg?L SO 2-4 ) , 主要产物是石膏; 在中等程度浓度下(1000mg? L～8000mg?L SO 2-4 ) , 钙矾石和石膏同时生成。在M gSO4 侵蚀情况下, 在低SO 2-4 浓度(< 4000mg?L SO 2-4 ) , 反应产物主要是钙矾石; 在中等程度浓度下(4000mg? L～7500mg?L SO 2-4 ) , 钙矾石和石膏同时生成; 而在高浓度下(> 7500mg?L SO 2-4 ) , 镁离子腐蚀占主导地位。2) 硫酸镁与水化水泥产物的反应方程式如下:Ca (OH) 2+ M gSO4+ 2H2O→CaSO4·2H2O + M g (OH) 2 (3)硫酸镁侵蚀首先发生上式的反应, 然而上式生成的M g(OH) 2 与N aOH 不同, 它的溶解度很低(0. 01g?L , 而Ca (OH ) 2是1. 37g?L ) , 饱和溶液的PH 值是10. 5 (Ca (OH) 2 是12. 4,N aOH是13. 5) , 在此PH 值下钙矾石和C- S- H 均不稳定, 低的PH 值环境将产生以下结果: (1) 次生钙矾石不能生
管道腐蚀
[日期：2010-08-16] 来源：中国路桥防水网作者：admin 由于腐蚀的危害性十分大，为了搞好防腐蚀工作，作为防腐施工的技术人员和工人对材料受到腐蚀的起因、原理等应进一步加深了解，以便合理地选择防腐蚀的方法。 一、腐蚀 腐蚀是指材料在环境的作用下引起的破坏或变质。这里所说的材料包括金属材料和非金属材料。 金属的腐蚀是指金属和周围介质发生化学或电化学作用而引起的破坏。有时还伴随有机械、物理和生物作用。 非金属腐蚀是指非金属材料由于直接的化学作用（如氧化、溶解、溶胀、老化等）所引起的破坏。 这里应当指出，单纯的机械磨损和破坏不属于腐蚀的范畴。 二、腐蚀分类 腐蚀在这里指金属腐蚀，金属腐蚀的分类方法很多。通常是根据腐蚀机理、腐蚀破坏的形式和腐蚀环境等几个方面来进行分类。 （1）按腐蚀机理分类从腐蚀机理的角度来考虑，金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。 1 化学腐蚀金属的化学腐蚀是指金属和纯的非电解质直接发生纯化学作用而引起的金属破坏，在腐蚀过程中没有电流产生。例如，铝在纯四氯化碳和甲烷中的腐蚀，镁、钛在纯甲醇中的腐蚀等等，都属于化学腐蚀。实际上单纯的化学腐蚀是很少见的，原因是在上述的介质中，往往都含有少量的水分，而使金属的化学腐蚀转变为电化学腐蚀。 2电化学腐蚀金属的电化学腐蚀是指金属和电解质发生电化学作用而引起金属的破坏。它的主要特点是：在腐蚀过程中同时存在两个相对独立的反应过程———阳极反应和阴极反应，并有电流产生。例如，钢铁在酸、碱、盐溶液中的腐蚀都属于电化学腐蚀。金属的电化学腐蚀是最普遍的一种腐蚀现象，电化学腐蚀造成的破坏损失也是最严重的。 （2）按腐蚀破坏的形式分类金属腐蚀破坏的形式多种多样，但无论哪种形式，腐蚀一般都从金属表面开始，而且伴随着腐蚀的进行，总会在金属表面留下一定的痕迹，即腐蚀破坏的形式。可以通过肉眼、放大镜或显微镜等进行观察分析。根据腐蚀破坏的形式，可将金属腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类。 1 全面腐蚀金属的全面腐蚀亦称为均匀腐蚀，是指腐蚀作用以基本相同的速度在整个金属表面同时进行。如碳钢在强酸、强碱中发生的腐蚀一般都是全面腐蚀。由于这种腐蚀可以根据各种材料和腐蚀介质的性质，测算出其腐蚀速度，这样就可以在设计时留出一定的腐蚀裕量。所以，全面腐蚀的危害一般是比较小的。
金属管道的腐蚀及防腐对策
目录 一、金属管道腐蚀的危害1 1．金属管道腐蚀程度鉴别 (2) 2. 金属管道的腐蚀及使命 (2) 3.管道腐蚀实例及分析 (5) 4.金属管道腐蚀的危害 (8) 二、金属管道腐蚀的原因 1．化学腐蚀 (8) 2．电化学腐蚀 (9) 3．其它原因 (10) 三、防腐对策 (10) 1．做好金属管道的防腐层处理 (11) 2．合理选用管材及阀件 (13) 3. 合理设计 (13) 4.精心施工，严格按规范操作 (13) 5.加强运行维护管理 (14) 6.质量控制及检验 (14) 结论 (19) 致谢 (21) 参考文献 (22)
金属管道的腐蚀及防腐对策 摘要介绍了金属管道腐蚀的危害及实例。简述了化学腐蚀、电化学腐蚀和由于安装原因造成的管道腐蚀，提出了覆盖层保护法，加强运行维护管理和精心施工，合理选用管材管件等防腐措施。 关键词：金属管道化学腐蚀电化学腐蚀防腐质量控制 一、金属管道腐蚀的危害 金属及金属管道腐蚀是一个世界性的问题。用于建筑设备配管的金属管道由于直接接触各种易产生腐蚀的介质，其腐蚀问题尤为突出。建筑设备配管的金属管道按材质分主要有钢管（含镀锌钢管）、铸铁管、不锈钢管、铜管、铝管等，按用途分有生活、生产的冷、热给水管、蒸汽及其它气体、污废水排水、凝结水、消防给水管等。因钢管的用量最大、最容易腐蚀，本文将予以重点讨论。 1.1 金属管道腐蚀程度的鉴别方法可用表1 来表述（指安装前内外壁检查）。 1.2 金属管道的腐蚀及其使用寿命 腐蚀将严重影响金属管道使用寿命。随着时间的推移，金属管道的腐蚀是不可避免的。即使做了防腐涂层，其涂层也会逐渐老化而丧失其防腐蚀性能。金属管道的腐蚀有多方面因素，主要原因可用表2 来表述。
不锈钢管道点腐蚀的理论分析
不锈钢管道点腐蚀的理论分析 1 循环水旋转滤网反冲洗系统简介 循环水过滤系统(CFI)的主要设备是旋转海水滤网，在其运行中要不断清除滤出的污物，通过反冲洗系统来实现。反冲洗的水源与主循环水一样引自旋转滤网后的海水水室，后经两级泵加压和中间过滤输至旋转滤网的特定部位冲洗污物，设计流速2.3m/s。反冲洗海水管道设计采用公称直径150mm(壁厚7.11mm)的316L不锈钢管。输送的海水含氯量为17g/L，摩尔浓度为0.48mol/L，为防止回路中海生物滋生，注入次氯酸钠溶液，使循环水入口次氯酸钠的质量分数控制在1×10-6。 2 316L不锈钢管道的使用情况 CFI系统于2000-05-17完成安装交付调试，进行单体调试及系统试运。2001年4月，1号机组管道首次出现泄漏，泄漏部位位于管道竖直段与水平段弯头焊口处，泄漏点表现为穿透性孔，孔的直径很小，但肉眼可见，管道内壁腐蚀处呈扩展状褐色锈迹，判断为典型的不锈钢点腐蚀。当时的处理措施是切除泄漏的管段，更换同材质的新管段，并在新管段底部增加了一个疏水阀，目的是在管道停运期间排空管内积水以防止腐蚀的再次发生。但在2001年9月，1号机管道又发现漏点。2001年10月电厂决定将所有反冲洗管道更换为碳钢衬胶管道。改造后运行至今未发生泄漏。 3 316L不锈钢的抗腐蚀性分析 316L不锈钢属300系列Fe-Cr-Ni合金奥氏体不锈钢，由于铬、镍含量高，是最耐腐蚀的不锈钢之一，并具有很好的机械性能。字母“L”表示低碳(碳含量被控制在0.03%以下)，以避免在临界温度范围(430～900℃)内碳化铬的晶界沉淀，在焊后提供特别好的耐蚀性。但316L不锈钢抗氯离子点腐蚀的能力较差。
各种不锈钢的耐腐蚀性能
各种不锈钢的耐腐蚀性能 304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。 305和384不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。 308不锈钢用于制作焊条。 309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性．316和317型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 321、347及348是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。 不锈钢选用需要考虑的因素？ 在腐蚀环境中选择不锈钢时，除应对不锈钢的具体使用条件有详细的了解外，还需要考虑的主要因素有:不锈钢的耐蚀性，，强度，韧性和物理性能，加工，成形性能，资源，价格和取得的难易。 1、耐蚀性能 耐蚀性包括不锈性和耐酸，碱，盐等腐蚀介质的性能以及高温下抗氧化，硫化，氯化，氟化等的性能。由于选用不同不锈钢主要是为了解决实际工程中所遇到的各种腐蚀问题，为此在腐蚀环境中不锈钢的耐蚀性如何是选材人员首先需要考虑的。 腐蚀是金属与介质间由于化学或电化学作用而引起的破坏，而耐蚀性指不锈钢抵抗介质腐蚀破坏的能力，故当选材中涉及耐蚀性时，需要注意以下几点。 1、耐蚀性的标准是人为确定的，既要承认它，使用它，又不能受它的约束，要根据具体使用要求来确定是否耐蚀的具体标准。 目前对不锈钢的耐蚀性多采用10级标准，选择哪一级做为耐腐蚀的要求，要考虑设备，部个的特点(薄厚，大小)，使用寿命长短，产品质量(如杂质，颜色，纯度)等的要求。 一般说来，对使用过程中要求光洁镜面或尺寸精密的设备仪表和部件，可选择1~3级标准；对要求密切配合，长期不漏或要求使用限长的设备，部件选2~5级，对要求不高检修方便或要求寿命不很长的设备，部件则可选用4~7级，除特殊例外，不锈钢在使用条件下年腐蚀率超过1mm者一般多不选用，需要指出，10级标准对于产生局部腐蚀时是不适用的。 2、耐蚀性是相对的，有条件的，常说的不锈钢的不锈性，耐蚀性系指指相对于生锈和不耐蚀而言，是指在一定条件下(介质，浓度，温度，杂质，压力，流速等一定时)。
油气管道腐蚀机理及防护技术分析研究
油气管道腐蚀机理及防护技术分析研究 油气集输和输送过程中离不开油气管道，只有保证油气管道安全平稳运行，才能确保油气本身的安全和企业的经济效益。油气储运作为石油工业的重要一环，其运行是否稳定，直接关系到油气输送安全。其中影响油气管道安全平稳运行的一个主要因素就是管道腐蝕。管道的使用寿命和所输油品质量会直接受到油气管道腐蚀的影响，甚至造成管道穿孔泄漏不能使用。因此，对油气管道腐蚀的机理及防护措施进行分析研究，有十分重要的现实意义。 标签：油气长输管道;腐蚀机理;防护技术 1油气管道腐蚀机理 1.1油气管道腐蚀概述 油气管道主要材质为中低碳钢，在长期的使用过程中，主要发生以下两种腐蚀过程，一种是受土壤环境，温度，雨水，大气等自然条件的影响，以及人为因素的破坏，造成外防腐层剥离破坏，管道遭受外腐蚀，二油气中的杂质及加入的含硫化合物也对天然气管道产生管道内腐蚀，造成管线漏气。 1.2土壤腐蚀 土壤腐蚀是油气管道外部腐蚀的主要诱因。土壤是由固相、液相和气相组成的复杂系统，并有多种微生物伴生。土壤具有不均匀性、胶体性、导电性和多孔性等特性，电化学腐蚀是土壤的对油气管道的主要腐蚀形式。由于输送管道通常跨越的地域较广，涉及不同的土壤类型，导致土壤对管道的腐蚀速度和程度也不尽相同，而腐蚀的不均匀性会加剧管道的腐蚀程度。 1.3空气腐蚀 管线裸露在空气中，与空气中水，氧气，二氧化碳等相互作用，产生的腐蚀就是空气腐蚀。大气中的水蒸气遇到低温的金属管线，会在其表面凝结一层水膜，空气中的氧气，二氧化碳等溶解在水膜中。就像是电池的电解液那样，从而在管道表面产生电化学腐蚀。 1.4细菌腐蚀 细菌腐蚀是油气管道在含有硫酸盐的土壤中的一种腐蚀破坏形式。细菌本身并不腐蚀管道，但随着他们的生长繁殖，消耗了有机质，形成了腐蚀管道的化学环境。最常见的细菌腐蚀是硫酸盐还原菌（SRB）的腐蚀，SRB的主要成分为氢化酶，它能还原土壤中的硫酸盐，使管道发生腐蚀反应形成金属硫化物。 2油气管道腐蚀相关防护对策
管道腐蚀
管道腐蚀资料 第一节、管道腐蚀概论 材料腐蚀定义：材料受其周围环境的化学、电化学和物理作用下引起的失效破坏现象。 金属腐蚀定义：金属与其周围环境（介质）之间发生化学或电化学作用而引起的破坏或变质。铁生锈、钢管腐蚀穿孔、钢桥梁腐蚀 非金属腐蚀定义：指非金属材料由于在环境介质的化学、机械和物理作用下、出现老化、龟裂、腐烂和破坏的现象。 涂层龟裂 按管材的种类，管道可分为以下几类： （1）金属管道 1）黑色金属管道：钢管、不锈钢管、铸铁管、球墨铸铁管等； 2）有色金属管道：铜管、铝管、铝合金管等 （2）非金属管道 （3）复合管道 常用钢管分类： （1）无缝钢管 按管材分： 1）普通碳素钢 2）优质碳素钢 3）低合金钢； 按制造方法： 1）热轧 2）冷轧 （2）焊接钢管 1）低压流体输送用焊接钢管 ?①镀锌管（白铁管） ?②非镀锌管（黑铁管） 2）直缝卷焊钢管 3）螺旋焊接管 钢管特性： 钢管是各类工程中最常见的管道。钢管的特点是强度高、硬度高，并有较好的塑性和韧性，焊接性能好。钢管在自然环境下，容易腐蚀，因而是管道防腐工程的主要对象。根据是否有缝，钢管可以分为无缝钢管和有缝钢管，有缝钢管又称焊接钢管，焊接钢管可分为低压流体输送用焊接钢管和卷焊钢管。无缝钢管通常采用普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢和合金结构钢生产而成，根据制造方法可分为冷拔和热轧两种。无缝钢管用途非常广泛，常用于锅炉房中的管道、热力交换站工艺管道、较小管径的燃气管道等。 低压流体输送用焊接钢管常采用焊接性能较好的低碳钢制造。其管壁有一条纵向焊缝。根据钢管表面是否有镀锌层，可分为镀锌钢管（俗称白铁管）和非镀锌管（俗称黑铁管）两种。低压流体输送用焊接钢管常用于小管径和较低压力的管道，其壁厚规格分为普通管和加厚管。
不锈钢管道腐蚀的种类
在众多的工业用途中，不锈钢都能提供令人满意的耐腐蚀性能。根据使用经验来看，除机械失效外，不锈钢腐蚀主要表现在：不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀（即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀）。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上，很多失效事故是可以通过合理选材而予以避免的。 1.应力腐蚀开裂（SCC）：是指承受应力的合金在腐蚀性环境 中由于裂纹的狂战而护生失效的一种通用术语。盈利腐蚀开裂具有脆性断口形貌，但他也可能发生于热性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力（不论是残余应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。形纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。 这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上，应力腐蚀开裂扩展至其一深度时（此处，承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力），则材料就按正常的裂纹（在韧性材料中，通常是通过纤维缺陷的聚合）而断开。 因此，由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面，将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。 2.点腐蚀：是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。 3.晶间腐蚀：晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合
的界城，因而，他们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物（入碳化合物）沉淀析出的有利区域。因此，在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀，大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都有可能呈现晶间腐蚀。 4.缝隙腐蚀：是局部腐蚀的一种形式，它可能发生于溶液停 滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的结合处形成，例如，在与柳钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物想接触之处形成。 5.全面腐蚀：是用来描述在整个合金表面上以比较均匀的方 式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时，材料由于腐蚀而逐渐变薄，甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心，因为，这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。