关键的外卖
世界上没有庞大而复杂的管道网络的国家，就像没有动脉的人体。输送和分配石油、天然气、化学品、水、蒸汽、石油产品和其他物质的管道对经济具有至关重要的意义。这些关键资产的健康受到电化学的严重危害恶化或腐蚀。
管道腐蚀是管道材料及其相关系统因其与工作环境的相互作用而发生的劣化。它影响由金属和非金属制成的管道和附件。管道腐蚀——以及由此引起的灾难性故障——给经济造成了数十亿美元的损失。(例如，当事情出错时，请看我们的信息图:Flixborough灾难)。2016年腐蚀的全年总成本，包括直接成本和间接成本，在美国估计超过1.1万亿美元．
换句话说，腐蚀是个大问题。它主要影响由金属制成的管道，如铜，铝，铸铁，碳钢，不锈钢而且合金钢用于埋地、地下、浸没或其他管道的管道。这使得设计和选择最佳的管道系统和材料腐蚀保护系统这对石油和天然气行业来说是一个极其重要的问题。联邦法规还要求所有高风险的输油管道都必须输送石油、天然气或其他有害物质采用可靠有效的管道材料和涂层，以及阴极保护．在这里，我们将看一看影响管道的主要腐蚀类型，以及用于保护这一基础设施的一些方法。(有关此主题的更多信息，请参见21种管道腐蚀和失效)。
腐蚀过程
大多数管道的腐蚀是由于腐蚀引起的电化学反应在…的存在下电解液．该过程的电化学性质也有助于检测和缓解这种恶化，这是通过监测与电极相关的电压和电流完成的腐蚀速率．
管道系统的腐蚀速度通常与外部和内部因素有关。外部因素包括管道的工作环境、埋地管道的土壤化学成分和水分或浸没管道的水化学成分。(深入阅读这篇文章业内专家讨论海底管道腐蚀管理)。
造成腐蚀的内部因素可能包括:
- 含氧量所携带的液体和气体的含氧量或反应性
- 的使用不同的金属在管道系统内
- 流体和气体的温度、流量和压力
| 免费下载:如何检测地下动力管道的腐蚀，以及必须的腐蚀检测设备 |
管道腐蚀类型
有几种不同类型的腐蚀。这里我们将看看它们是如何发生的。
统一的管道腐蚀
顾名思义，统一的管道腐蚀导致材料沿管道表面的均匀损失，导致连续变薄，或墙的损失，它坚固的结构。反应速率是以每年毫米的表面穿透深度来测量的。通过选择合适的管道材料，结合阴极保护和表面涂层等腐蚀保护方法，可以防止这种类型的腐蚀。
点状腐蚀
点状腐蚀是指在有限的表面积上发生严重的局部退化，导致管道表面形成空洞或凹坑。在某些情况下，这些凹坑可能会刺穿管道。点蚀的原因包括:
这种腐蚀常见于被动金属中合金还有铝甚至不锈钢等金属。凹坑的形状和深度通常各不相同。不当材料选择因为管道可能是原因之一。
可以通过以下方法防止这种腐蚀:
- 为特定的使用环境选择管道材料，例如反应物的温度和化学浓度(耐点蚀)
- 设计阴极或阳极保护
选择性浸出
选择性浸出,或碳化腐蚀，发生在贵金属更活泼的元素形成合金．这可能导致反应元件从管道表面流失，造成强度损失和过早失效。一个典型的例子就是从铜合金中去除镍、钴或锌。(相关阅读:如果铜是一种贵金属，那么为什么我的管道会腐蚀?这可能会导致受影响材料的颜色变化或密度变化。在某些情况下，添加铝或锡可以防止浸出．
电化学腐蚀
电化学腐蚀发生在不同合金或金属的不同时腐蚀电位电连接。在这种情况下，只有金属加工作为阳极对对方的尊重会恶化。这种反应可以通过使用金属的结合来阻止电系列，通过放置绝缘在两个之间。阴极表面的涂层也会有帮助。
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀是由管道接头和其他缝隙处的加速反应引起的，这是由于氧气供应差造成的。在电化学反应中，缺乏氧气的表面成为阳极。用。取代铆接接头焊接关节可以帮助克服这些问题。
晶间恶化
晶间恶化指表面的选择性劣化晶界(由于高温)当晶界达到高活性时，容易发生腐蚀。热处理而焊接热会导致这种转变，导致腐蚀。这个问题可以通过选择超低碳不锈钢材料来避免。(快速阅读:为什么不锈钢是耐腐蚀的?）
空化和侵蚀腐蚀
空化损坏发生在管道中，当流体工作压力低于其蒸汽压，导致形成蒸气袋和蒸气泡，在管道内表面塌陷。这也会导致腐蚀的腐蚀．管道部件，如泵吸、排管、弯头、三通或膨胀件或安装在热交换器-甚至阀座-在某些操作条件下可能极容易发生这种损坏。
图1。水泵内汽蚀的演示。
在设计阶段，可以通过减小流体压力梯度和过大的压力来防止气穴现象压力下降在液体的蒸汽压力范围内，以及确保零空气进入。涂料还可以降低材料损失率。
冲蚀腐蚀是由于流体与管道内表面的相对运动造成的。流体动荡会导致侵蚀率迅速上升。未完成的内部管道表面或可能形成的凹坑会干扰平滑的流体流动，导致局部化流体湍流．这可能会导致很高的侵蚀率。在高温或高压下，气蚀、侵蚀和腐蚀的结合会导致非常严重的点蚀。(了解更多抗空洞腐蚀和腐蚀性腐蚀)。
在这种情况下，在钢中加入铬或钼可以提高防腐性能。
杂散电流腐蚀
杂散电流腐蚀是由通过管道的杂散电流造成的。这可能会导致局部点蚀销孔在金属表面杂散电流离开表面的精确点。
杂散电的来源包括:
- 附近高压架空或埋地线路
- 电气化铁路
- 电焊机器
- 接地的直流源
- 阴极保护
通过控制漏电、旁路可以减少损害杂散电流到地面站或使用额外的保护系统。
应力腐蚀开裂(SCC)
应力腐蚀损伤是指既有裂纹在腐蚀条件下的扩展。它会导致突然的失败韧性金属管道下拉应力尤其是在高温下。在合金的情况下，裂纹迅速增长，但只有当应力量超过特定的阈值水平时，才会发生失效。因此，预防措施为应力腐蚀开裂包括限制负载，以确保它们低于阈值压力水平。
管道涂层
不同类型的涂料旨在减轻腐蚀，包括工厂制造的系统，以及应用在建筑工地的胶带。以下是一些关键的类型管道涂层，以及它们的优点和缺点。
煤焦油搪瓷涂料
- 教授:这是公平的附着力钢
- 弊:使用它们会带来严重的健康问题
Plant-Applied磁带系统
- 教授:这些对钢有很好的附着力
- 弊:他们可能面临猛烈的压力下的问题
聚烯烃(十字头挤压)与丁基粘合剂
- 利:这种涂层是无污染的
- 缺点:与钢管粘接强度低
- 弊:可能会受影响disbondment由于阴极保护
聚烯烃(双面挤出)与丁基胶
- 利:这种涂层对钢材有很好的附着力
- 利:它能抵抗阴极保护引起的解离
- 缺点:不能在管道维修时拆除
环氧树脂(熔结)
- 利:这种涂层对钢材有很好的附着力
- 利:它可以抵抗分离
- 缺点:需要高温应用
- 弊:它很穷耐磨性
多层聚烯烃体系或多层环氧体系挤出体系
- 利:这种涂层对钢材有很好的附着力
- 利:由于阴极保护，它抵抗分离
- 利:具有很高的耐磨性
- 利:它对碳氢化合物有抗性
- 弊:初始成本很高
- Con:严格的应用参数
金属喷涂涂料
的应用喷洒热锌和铝等涂层在水下管道系统中具有优势。这些涂料在不同的环境条件下提供腐蚀保护，成本低。
用于非常高温的管道，耐火材料衬里、聚氨酯衬里、金属涂料和混凝土砂浆衬里。
阴极保护(CP)
阴极保护(CP)是一种通过将管道的金属表面转化为阴极来降低其腐蚀速率的电气方法吗电化电池．这是通过通过外部电源施加必要的电压，使管道金属的电位向负方向移动来实现的外加电流CP)，或通过提供一个牺牲阳极在系统中(在a电CP）.
在外加电流保护系统的情况下，校准的电流通过连接到当地公用电源的整流变压器组成的专用电源叠加在管道结构上。这与阳极埋在地下。
在a电CP（牺牲阳极)系统中，牺牲阳极金属(如锌)和管道金属之间的电流层次，用于提供所需的保护电流。
牺牲阳极是由不同的合金铝，锌或镁。对于非常大的管道，牺牲阳极不能提供足够的保护电流来保证管道的完整保护。在这种条件下，选择了外加电流阴极保护系统。
保护管道免受腐蚀
研究某管道的腐蚀损伤模式有助于确定腐蚀的根本原因，并找到合适的解决方案。通过在设计阶段选择合适的系统和材料，可以将腐蚀降至最低。阴极保护系统有利于管道的连续监测。在规划新管道时，应采用先进的监测和保护方法。
分享这篇文章
