一文讀懂埋地金屬管道的防腐處理

埋地金屬管道，由于受到土壤中酸、堿、鹽以及地下水的作用，可發(fā)生化學(xué)腐蝕；在地下電位差的作用下，也將受到電化學(xué)腐蝕。一般情況下，水中含氧越多，腐蝕越嚴(yán)重；pH值越低，腐蝕越快；含鹽量越高，腐蝕會(huì)加劇。因此，腐蝕實(shí)際上是氧化反應(yīng)和電解反應(yīng)的結(jié)果。

地埋金屬管道腐蝕的特點(diǎn)

金屬的化學(xué)腐蝕：金屬的化學(xué)腐蝕是指金屬表面與非電解質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的破壞。在化學(xué)腐蝕過程中，電子的傳遞是在金屬與氧化劑之間直接進(jìn)行的，因而沒有電生。

金屬的電化學(xué)腐蝕：金屬與電解質(zhì)溶液作用所發(fā)生的腐蝕，是由于金屬表面發(fā)生原電池作用而引起的，這一類腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。

腐蝕百科-壓力容器應(yīng)力腐蝕選材要點(diǎn)

應(yīng)力腐蝕開裂

某種金屬材料只有在特定的腐蝕環(huán)境中，才發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。下表是容易引起應(yīng)力腐蝕開裂的壓力容器用鋼和腐蝕環(huán)境的組合?？梢?，幾乎每一種材料都有可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。

根據(jù)上述應(yīng)力腐蝕開裂特征，得出共同的防止途徑是：

① 盡量消除拉應(yīng)力，或施加以壓應(yīng)力。設(shè)備機(jī)加工或焊接后好進(jìn)行消除應(yīng)力退火，或進(jìn)行噴丸處理等操作，造成表面壓應(yīng)力。

拉應(yīng)力的來源有三個(gè)：一是設(shè)備的壓力載荷或非壓力載荷應(yīng)力（如熱應(yīng)力）；二是加工制造和安裝過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；三是腐蝕產(chǎn)物膨脹造成的應(yīng)力，即由于腐蝕產(chǎn)物體積比被腐蝕掉的金屬的體積大，所造成的“楔入作用”。

② 改變介質(zhì)的腐蝕性，使其完全不腐蝕（包括使其進(jìn)入穩(wěn)定鈍態(tài)），或者使其轉(zhuǎn)為腐蝕，均可以防止應(yīng)力腐蝕開裂。前者如使用緩蝕劑；后者如對(duì)于可經(jīng)常更換的零部件改變介質(zhì)成分造成腐蝕。

金屬防腐技術(shù)

1 合理選擇與使用材料

純金屬的耐蝕性決定于電極電位，電極電位越高（越正）， 耐蝕性越好，因此有與賤金屬之分。合金耐蝕性與化學(xué)成分及組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，也與介質(zhì)種類及條件等因素有關(guān)系。提高金屬材料耐腐蝕程度，應(yīng)從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)考慮，腐蝕的控制因素可用腐蝕電流（I ） 大小予以判斷。

從上式可以看出，材料的耐蝕性可采用以下控制措施。

1. 在其他條件一定時(shí)，圖片值越小，I 也越小，材料耐蝕性越好。因此用合金化方法提高材料的圖片降低圖片值。例如Cu 中加入Au、Ni中加入Cu 可使合金耐蝕性顯著提高。這種方法消耗，一般情況下不易實(shí)現(xiàn)。

2. 增大Pc值減少腐蝕電流。

控制陰極過程可用減小陰極面積及提高陰極析氫電位等方法。合金中第二相或夾雜物大多數(shù)是陰極相，通過提高材料純凈度，進(jìn)行固溶處理等可以提高材料耐蝕性。例如單相硬鋁合金比退火態(tài)耐蝕性提高。但是體系中陽極相可鈍化時(shí)，減少陰極面積反而不利于提高材料耐蝕性。

在非氧化性或氧化性不強(qiáng)的酸中，析氫電位可控制材料的腐蝕，析氫電位越低（越負(fù)）腐蝕速度增大，合金中加入析氫電位高的元素可以降低腐蝕程度。例如Mg 中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%~1.0%的Mn時(shí)，使Mg-Mn合金在含有氧化物的水溶液中的腐蝕速度大大降低。

3. 增大Pa值減少腐蝕電流。

采用降低材料陽極活性，阻礙陽極過程，提高耐蝕性。如果合金中的第二相是陽極相，基體是陰極相，采用提高材料純凈度或固溶處理，減少陽極面積，提高材料耐蝕性。如果合金中陽極第二相數(shù)量多時(shí)，在腐蝕過程中將逐漸降低腐蝕速度。例如Al-Mg 系合金中強(qiáng)化相（Al2Mg3 ） 是陽極性，在腐蝕過程中將逐漸被腐蝕掉，合金表面微陽極相總面積逐漸減小，材料腐蝕速度降低，所以Al-Mg合金耐蝕性比 Al-Cu 合金好。

海上壓力容器腐蝕行為的風(fēng)險(xiǎn)與檢驗(yàn)研究

基于API 581標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合壓力容器現(xiàn)場(chǎng)所處環(huán)境和對(duì)應(yīng)腐蝕機(jī)理，采用定量分析方法對(duì)壓力容器各類損傷系數(shù)、失效概率和失效后果進(jìn)行分析與計(jì)算。同時(shí)結(jié)合制定的風(fēng)險(xiǎn)可接受準(zhǔn)則，對(duì)壓力容器風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行高低劃分，針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)高的設(shè)備及組件，結(jié)合其各類損傷系數(shù)和失效后果，制定針對(duì)性的未來檢驗(yàn)周期、檢驗(yàn)計(jì)劃、檢驗(yàn)措施和相關(guān)后果監(jiān)控措施。研究結(jié)果能實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力容器及組件的風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)確定量評(píng)估，并針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)制定相應(yīng)檢驗(yàn)周期和檢驗(yàn)計(jì)劃。此方法對(duì)合理分配現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)人力、財(cái)力和控制平臺(tái)安全生產(chǎn)具有重要意義。且該方法已成功應(yīng)用于中國海域FPSO，可供其他工程借鑒參考。

關(guān)鍵詞： API 581標(biāo)準(zhǔn)； 壓力容器； 風(fēng)險(xiǎn)； 檢驗(yàn)

在能源交通、陸上石油化工、海上油氣生產(chǎn)等重要領(lǐng)域中，壓力容器被廣泛地使用。尤其在海上油氣生產(chǎn)領(lǐng)域，壓力容器是常見且的設(shè)備，控制壓力容器的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)控制平臺(tái)安全生產(chǎn)具有重要作用，因此對(duì)壓力容器進(jìn)行定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有重要意義。