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管道法兰腐蚀的危险及应对措施

通过克里斯托南岸|最后更新:2020年4月8日
提出的GPT的行业
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如果不及时发现和处理,法兰腐蚀可能会影响整个管道网络,并导致密封损失和泄漏。

管道腐蚀是几乎所有部门的全球问题,包括水/废水,采矿,专业化学品和石油和天然气行业。蚀腐蚀,电流​​腐蚀和缝隙腐蚀可以攻击管道的各个部分,导致许多失败,如泄漏,漏洞丧失和结构完整性的损失。

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在极端情况下,管道法兰腐蚀也可以是灾难性爆炸的来源 - 这尤其如此石油、天然气和石化行业

管道腐蚀可能发生在管道的几乎任何部分中;然而,最关键的区域是邻接管道之间的界面,换句话说,凸缘面相遇的位置。该区域已知用于促进腐蚀性环境,通常从局部问题开始,如果左侧过度,则可能导致腐蚀传播到管道网络的其他部分。

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在本文中我们将看看管道法兰腐蚀最常见的原因,这种腐蚀的影响,以及最有效的防腐方法

管法兰腐蚀的常见原因

大多数管道法兰腐蚀问题通常从称为缝隙腐蚀的过程中的密封面和垫圈之间的小空间开始。(要了解有关此主题的更多信息,请阅读缝隙腐蚀的内部勺是什么?

这种类型的腐蚀,在海水附近的石油和天然气管道中特别普遍,被定义为一个强烈的局部腐蚀影响两个连接金属表面之间的间隙或缝隙。在这种情况下,法兰内部会发生腐蚀,而外部则不会发生腐蚀。

但是,在石油和天然气工业中造成特别危险的凸缘的缝隙腐蚀是在管道内升高的温度下存在酸性气体和液体的存在酸腐蚀.含有高比例腐蚀性化学物质的碳氢化合物(例如,硫化氢(H2S)二氧化硫(SO2)和氯)会加速管道内部的裂缝和点蚀。本文讨论了点蚀了解点蚀防止灾难性故障.)

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法兰腐蚀的严重程度通常取决于环境和操作条件,以及管道所输送的流体的特性。

管道法兰腐蚀的另一个潜在原因是电偶腐蚀,又称双金属腐蚀。这种类型的腐蚀被定义为腐蚀发生时不同的金属都有直接或间接的联系。

在没有适当的隔离的不同材料的管道彼此接触的情况下,电流腐蚀可以是控制故障机制。(有关更多信息,请参阅为什么两种不同的金属会引起腐蚀?

图1所示。管道法兰发生腐蚀的照片。

图1所示。管道法兰发生腐蚀的照片。

法兰腐蚀相关问题

在目前的经济环境中,石油和天然气行业的公司处于恒定压力,以提高送货系统的效率,同时最大限度地减少随意维护和维修活动的停机。

在大型炼油厂,通常由数千英尺长的管道和接头组成,法兰腐蚀不仅成本高昂,还可能导致停产,导致数千美元(甚至数百万美元,取决于行业情况)的收入损失。

与管道法兰腐蚀相关的主要问题之一是泄漏。腐蚀导致物质损失在法兰面上。这最终会导致密封表面受损,导致管道产品失去密封能力。在负责运输碳氢化合物的行业中,这类故障的后果通常是严重的。

泄漏的化学物质危险环境。这些化学物质最终会进入自然水道,对野生动物和植物有害。此外,法兰损坏导致的泄漏也会对人体健康造成严重威胁,特别是在管道负责运输有毒气体和液体的行业。

在石化工业中,管道内容通常是易燃并且在高压下,损坏的法兰也可以是灾难性火灾和爆炸的来源。

在某些情况下,法兰处的腐蚀会导致金属碎片和腐蚀产物向下游运输,危及运输产品的质量。此外,脱落的金属碎片可能卡在管道的其他区域,进一步促进电偶腐蚀和点蚀。这种下游点腐蚀会导致更多的泄漏,并危及管道系统的整体结构完整性。

法兰防腐与修复方法

管道法兰提出了一个独特的挑战,因为预防方案必须能够抵抗腐蚀,同时方便紧固件用于维修和拆卸。

垫片是最常见和最可靠的方法之一用于防止管道法兰处形成腐蚀。设计良好、安装正确的垫圈密封两个相邻管道法兰之间的连接,从而防止管道流体在缝隙中积累,防止缝隙腐蚀。

垫片也用于电子隔离法兰之间的连接。这种隔离限制了不同管道材料之间的直接接触,防止了电偶腐蚀的形成。

然而,最显著的好处之一是法兰隔离它的能力是提高效率吗外加电流阴极保护系统.在大型管网中,采用被动阴极保护(CP)方法对管道进行保护是不切实际的。在这种情况下,首选ICCP系统。

在该腐蚀保护系统中,外部电源可提供电流以驱动电化学过程。当保护巨大的管道时,隔离“破坏”在邻接管道之间的电连接,将它们分成更小,更可管理的部分。

这有助于优化ICCP的当前输出整流器并提高了防腐系统的整体效率。

如果法兰损坏,以致垫圈和法兰之间的接口不能提供足够的密封,则需要更换或修复管道法兰,以防止腐蚀的发生。

图1所示。典型的垫圈/法兰隔离解决方案。

图2.典型的垫圈/法兰隔离溶液。

最后的想法

管道法兰腐蚀可能会导致多种问题,从产品损失或污染到潜在的灾难性爆炸。如果不及时发现和处理,法兰腐蚀可能会影响整个管网。

有几种方法可以帮助最小化速率和发生这类腐蚀中,最常见的是填料/隔离板

这些设备确保法兰不受腐蚀流体的影响,同时使其与毗邻的金属法兰保持分离。

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写的克里斯托南岸|土木工程师

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Krystal是一名土木工程师和项目经理,拥有建筑工程和管理理学硕士学位。她的经验包括重大基础设施项目的项目管理、施工监理,以及道路、路面、交通安全要素、排水等各种基础设施要素的设计。Krystal也是华盛顿特区交通研究委员会的出版作者

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