广告

蚀腐蚀预防:如何保护和监控金属表面

经过Shivananda Prabhu.|最近更新:2019年7月29日
关键的外卖

蚀腐蚀是一种危险的劣化形式,但是可以通过选择具有适当的蚀腐蚀性的金属来防止,并通过用阴极保护和保护涂层保护表面来防止。

乍一看,点腐蚀看起来像是金属表面上的一种微小的局部电化学劣化经常被忽视。然而,它可能是一种危险的恶化从物质完整性的角度来看。在表面上,它可能被限制在一个很小的点或点上,而在地下,它通常可以在不同深度分布在很大的区域。这种表面下的损伤会导致金属结构和部件强度的显著损失。

广告

发病和分娩的严重程度

点蚀通常发生在钝化或钝化表面钝化的金属钢合金不锈钢和铝。无源层(何处)可以发生点蚀腐蚀的发作(氧化物层)部分损坏,损坏不会自动修复repassivation;这可能会在金属结构的厚度上造成明显的穿孔。

钝化膜的特性对腐蚀表面的点蚀、点蚀生长和再钝化起着决定性的作用。由于点蚀损伤具有向多个方向扩散的特点,故采用金属术.

广告

点蚀的严重程度取决于凹陷因子,这是最深凹坑的深度与平均凹坑深度的比率(即,基于凹坑导致的重量损失找到平均凹坑深度)。

影响点蚀的因素

材料缺陷如夹杂物、表面质量及腐蚀性化学物质氯化物盐环境中存在的主要因素是造成任何初始坑形成的主要因素。作为钝化膜的金属氧化物层很容易被氯化物腐蚀。只有在开始凹坑的位置通过连续曝气确保氧气供应的情况下,凹坑的自动愈合或再钝化才能开始。金属中存在的钼、钒和铬等合金元素也有助于再钝化。(了解更多关于钝化使用酸洗和钝化化学处理防止腐蚀)。

在裸露的金属上可能会发生点蚀基质,在那里阳极反应(氧化)被压缩在特定的凹坑和平衡内部阴极反应(减速器反应)发生在相邻区域。强停滞的电解质以及有缺陷的表面的存在也会导致点蚀活动

对于给定金属,基于其临界点(CPT)评估对蚀腐蚀的抵抗力。对于钢合金和不锈钢,临界蚀温度由指定的程序确定ASTM.G48 E(不锈钢适用的CPT程序)和ASTM G48 C(适用于镍铬基合金的CPT程序)。

广告

点腐蚀的图案

点蚀可能很难用肉眼识别,因为它可能覆盖着一层腐蚀产品.涂层缺陷也会在涂层下产生点蚀。(请务必下载我们的涂层失效和缺陷指南)。在最初的凹坑下面形成的洞或空洞可能有不同的形状,如窄、椭圆或圆形凹坑,纹蚀坑(水平),地下侧坑,垂直(纹蚀)坑或宽浅坑

点腐蚀的含义

壁厚损失(即:墙面损失)对结构构件和管道的各种机械性能,如灵活性,抗拉强度抗压强度.无害的坑可以成为一个压力提升者,导致由于失败而导致应力腐蚀开裂(SCC)或疲劳裂纹,甚至导致灾难性的结构倒塌或管道破裂,造成灾难性的后果。(有关腐蚀引起的管道故障的例子,请参阅信息图表:埃尔帕索天然气公司管道爆炸)。

抗点蚀性的材料选择考虑

除临界点蚀温度外,抗点蚀性的另一个重要指标是点蚀电阻当量数(PREN).这个值是基于用于每个金属类型的经验配方

金属中含有的重量钼(Mo),铬(Cr),氮(N)和钨(W)百分比决定了撬值。Pren的广义公式是:

PREN = %Cr + m(%Mo) + n(% n)

其中M和N分别是钼和氮的乘法。

最常见的是不锈钢,m为3.3,n为16,因此:

PREN = %Cr + 3.3(%Mo) + 16(%N)

公式是修改后考虑加入钨和钼如下所示:

PREN = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5{%W}) + 16(%N)

PREN值用于指定抵抗蚀腐蚀的要求以及缝隙腐蚀在氯化钠(NaCl)环境中。持续价值越高,越高耐腐蚀性能点击和缝隙腐蚀。

即使材料满足指定的PREN值,热处理而制造过程可以影响最终的蚀腐蚀性。此外,改变了铁素体奥氏体不锈钢成分中的比例也会影响抗点蚀性。

根据ASTM标准G48 Method A,点蚀耐蚀性按A点蚀测试将钢和合金试样浸泡在6%的氯化铁溶液中3.)。通过将样品金属浸入1%的氯化铁溶液中,通过浸入样品金属来确定(通过ASTM 48方法C和E)来确定临界点蚀温度(CPT)。在该溶液中开始的斑点的最低温度被记录为给定的钢组合物的CPT。研究人员发现,在关键的缝隙腐蚀温度CPT以及铬 - 镍合金以及不锈钢的普通方面存在关系。

监测方法

使用各种监测方法,其中三种在下面讨论。

射线照相法

x射线和伽玛光线用于射线照相法的标本。这种技术在零件和部件的不可接触区域显示点蚀图像。使用这种方法时,必须采取严格的辐射安全措施。缺陷的深度是通过测量射线密度来确定的。通常用这种方法检测管道点蚀。(更多管道点蚀详见文章油气井和管道的腐蚀)。

声发射(AE)技术和超声波技术

超声波厚度方法,两个探头连接到被监测钢,并用于施加和接收脉冲。这种技术评估金属厚度的变化,这间接反映了腐蚀速率。

在……的情况下声学排放方法,短超声波脉冲通过待监测的金属发送.声发射传感器检测任何凹坑的大小和方向。

研究人员利用声发射(AE)技术进行点蚀检测和现场监测碳素钢在Nahco.3.+生理盐水的解决方案。同时,开路电位(OCP)同时采用了监测方法。声发射监测结果与OCP监测结果基本一致。

研究人员使用声发射方法也获得了一致的结果在实验室测试中检测和监测不锈钢样品的点蚀。声发射信号与点蚀活性的发生具有良好的相关性。

预防点腐蚀

预防措施避免蚀腐蚀损坏涉及:

  1. 监测氯化物和硫酸盐浓度
  2. 根据使用条件选择具有适当点蚀耐蚀性的材料

另外,提供一个耐腐蚀涂层或者阴极保护在某些情况下可能是必要的。

如果是奥氏体不锈钢,添加至少2%的钼可以使NaCl溶液中的蚀腐蚀速率最小化。添加钝化剂如硝酸盐到腐蚀性介质,无论在哪里,都可以降低点蚀的风险。增加腐蚀性介质的pH值也可以降低蚀损坏。

在铝的情况下,蚀腐蚀通常被视为美学问题。但是,在某些情况下,它可能会影响结构部件性能,导致过早失效。环境中的氯化物和硫酸盐是这种通过点痛这种恶化的主要罪魁祸首。表面处理,如涂层或阳极氧化此外,保持铝表面清洁可以最大限度地减少点蚀损伤。

就结构而言,可以通过选择形状和倾斜避免部件之间的水袋来避免水的积聚。可以通过增加弯角半径来减少粉尘积聚。水平构件可以设计成有足够的坡度,以避免水的积聚。

结论

可以在金属表面上微小的点蚀腐蚀标记构成的故障风险非常真实且显着。这些标记是无源胶片中的微小突破的结果,否则保护不锈钢,
铝和其他合金金属表面有腐蚀性化学物质侵蚀的地方。通过选择具有适当抗点蚀能力的金属,并对表面进行阴极保护和保护涂层的保护,可以防止点蚀。

广告

分享这篇文章

  • 脸谱网
  • linkedin.
  • 推特
广告
Shivananda Prabhu的头像

Shivananda Prabhu是印度卡纳塔克邦迈索尔大学的工程师研究生,也是XLRI的PGDBM(相当于MBA), XLRI是一个排名前十的管理学院。他曾在Jamshedpur的塔塔钢铁公司(Tata Steel)担任维护经理和摩擦学、润滑、磨损预防、腐蚀预防、维护管理和状态监测方面的专家。他对损失预防和价值工程以及知识管理倡议做出了贡献。

他后来担任过技术培训师、安全培训师、ISO 9001、ISO 14001首席审核员、管理培训师、培训和人力资源专家。

大约四年,他在PG机构的学者工作,作为浦那的IPS(管理学院)主任。他还为研究论文,报纸,贸易期刊和网站的编辑和作者工作了三年。总体而言,他的经验跨越了超过25年。

相关文章

回到顶部