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1、,,,海水中不銹鋼管焊接處的腐蝕,張富緯090710211,2,內(nèi)容,一 失效案例 二 腐蝕機理 三 管道的檢測和監(jiān)測方法 四 防腐蝕設(shè)計,3,失效案例,江蘇淮海鹽化有限公司經(jīng)過十幾年持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)擁有三套真空制鹽系統(tǒng)和一套冷凍提硝液體鹽裝置，可實現(xiàn)固體鹽年產(chǎn) 62 萬噸，液體鹽年產(chǎn) 42 萬方。2005 年 9 月投產(chǎn)的生產(chǎn) 10 萬噸特種腸衣鹽裝置，經(jīng)技術(shù)改造后年產(chǎn)達 15 萬噸，今年準備進一步技術(shù)改造，預(yù)計年產(chǎn)可達 36 萬噸。該系統(tǒng)為鹽硝聯(lián)產(chǎn)配套技改工程，但該系統(tǒng)自投產(chǎn)以來，料液進入 EV- 201 的加料管道，特別焊縫部分，經(jīng)常性腐蝕穿漏，多次修補效果不佳。,失效案例,某油井日產(chǎn)液量2

2、41,t產(chǎn)油133,t產(chǎn)水107,t產(chǎn)氣29. 9萬m3。該井管線上使用了復(fù)合鋼(114mm12mm的20G+內(nèi)襯2mm的316L)。與復(fù)合鋼管連接的絕緣法蘭為316L不銹鋼,采用氬弧焊工藝將復(fù)合鋼管的不銹鋼部分與法蘭焊接起來。2008年9月20日檢修時在管線上加了絕緣法蘭,但當(dāng)時在焊接時有2個法蘭沒有采用氬弧焊,只是手工電弧焊。2009年8月15日,其中一個靠近上游的法蘭焊縫處發(fā)生了腐蝕穿孔,穿孔路徑是由內(nèi)向外。,6,腐蝕機理,不銹鋼管焊縫處的腐蝕穿孔是由于不銹鋼管焊縫處發(fā)生點腐蝕和應(yīng)力腐蝕造成的。點腐蝕和應(yīng)力腐蝕的發(fā)生和發(fā)展主要與焊接工藝、焊縫質(zhì)量、焊縫材料、焊接應(yīng)力和環(huán)境介質(zhì)(氯離子含量

3、)等因素有關(guān)。 海水中Cl-是不銹鋼受海水腐蝕的主要因素。由于Cl-與金屬的結(jié)合鍵較強，因而已侵入鈍化膜，使Cl-破壞鈍化膜，從而引發(fā)腐蝕。在焊縫及其附近區(qū)域，由于焊接熱循環(huán)的影響，其金相組織變化很大，除了Cl-引發(fā)的點蝕外，還易引起局部選擇性腐蝕和晶間腐蝕，尤其是在焊后未經(jīng)熱處理時，腐蝕更加嚴重。,8,腐蝕機理,因管內(nèi)輸送海水含有的氯離子腐蝕作用在不銹鋼管焊縫處產(chǎn)生點腐蝕坑,逐漸加深到一定程度后造成焊接處穿孔,斷裂。由于在焊縫處發(fā)生了點蝕和晶間腐蝕導(dǎo)致在該處金屬變脆，強度下降在應(yīng)力的作用下導(dǎo)致金屬脆斷。由于Cl的原子半徑非常小,金屬當(dāng)中的任何非金屬夾雜物以及焊接缺陷都將成為Cl-滲透的腐蝕源

4、頭。而且Cr-Ni系列不銹鋼本身對Cl-點腐蝕和應(yīng)力腐蝕相當(dāng)敏感,即使是Cr-Ni-Mo系列不銹鋼也不能完全抵抗得了Cl-點腐蝕和應(yīng)力腐蝕。,管道腐蝕的幾種檢測方法,1. C掃描技術(shù) C-Scan掃描是利用電流衰減原理進行地下管線防腐層的絕緣狀況評價和尋找破損點的技術(shù)。該方法采用五根垂直陣列天線，不但提高了探測精度，而且使得確定管道位置更加方便。具有自動識別干擾信號并提示的能力。與其它方法相比，檢測精度高，操作成本低，對操作人員技術(shù)依賴性不大。 2.多頻管中電流法（PCM法） 多頻管中電流法是一項檢測埋地管道防腐層漏電狀況的新技術(shù)，是以管中電流梯度測試法為基礎(chǔ)的改進型防腐層檢測方法，基本原理是

5、在管道上施加一個近似直流的電流信號（4Hz），用接收機沿管道走向 每隔一定的距離測量一次管道電流的大小，當(dāng)防腐層不好或存在缺陷時電流就會加速衰減，通過分析管道電流的衰減率變化可確定防腐層的缺陷和漏電狀況，從而評價防腐層的優(yōu)劣。,,3.皮爾遜檢測 在PEARSON法檢測基本原理：當(dāng)一個交流信號加在金屬管道上時，在防腐層破損點便會有電流泄漏入 土壤中，這樣在管道破損裸露點和土壤之間就會形成電壓差，且在接近破損點的部位電壓差最大，用儀器在埋設(shè)管道的地面上檢測到這種電位異常，即可發(fā)現(xiàn)管道防腐層破損點，以該原理為基礎(chǔ)的儀器目前國內(nèi)外均有生產(chǎn)，最具有代表性的是江蘇海安無線電儀器廠生產(chǎn)的SL系列地下管道防

6、腐層探測檢漏儀，它用“人體電容法”來拾取信號，是國內(nèi)常用的檢測儀器，是長輸管道運營單位常備的儀器之一。 4.直流電壓梯度法（DCVG法） 是在有陰極保護管線的上方，通過測量地面上的電位梯度與土壤中的電流方向來確定缺陷的位置，與CIPS法相結(jié)合評價缺陷的類級。測量方法是在陰極保護站的陰極上串接一個中斷器，使CP電流以一定的時間周期進行開/關(guān)，開/關(guān)時間通過GPS同步技術(shù)校正，確保與接收機同步。接收機也帶有GPS同步系統(tǒng)，測量時一個電極探頭在管線正上方，另一個探頭在管道的一測，兩探頭相隔1米左右，沿管線的走向每間 隔1米測量一組數(shù)據(jù)，根據(jù)測量結(jié)果可準確缺陷位置和級別。,管道腐蝕的幾種檢測方法,5.

7、密間隔電位法檢測 CIPS法沿管道以間隔1-1.5m采集數(shù)據(jù),繪制連續(xù)的開/關(guān)管地電位曲線圖,反映管道全線陰極保護電位情況,當(dāng)防腐層某處存在缺陷時,該處電流密度增大,使保護電位正向偏移,當(dāng)這種偏移達到一定數(shù)量,在地表 就可檢測到,當(dāng)VOFF低于-850mV(銅/硫酸銅參比電極)時,管道就會發(fā)生腐蝕。. 6.管地電位(自然、保護電位)檢測: 應(yīng)用萬用表（或毫伏表）和參比電極，利用管道測試樁或出露點對施加陰極保護的管道（測保護電位）或未施加陰極保護的管道（測自然電位）電位進行測定，以得出管道對地的電位值，從而確定施加陰極保護管道的保護情況（過保護或欠保護）或確定未施加陰極保護管道的腐蝕傾向（腐蝕或

8、未腐蝕) 。,管道腐蝕的幾種檢測方法,超聲波檢測法，超聲波檢測技術(shù)是利用超聲波在勻速傳播且可在金屬表面發(fā)生部分反射的特性，進行管道探傷檢測的。檢測器在管內(nèi)運行時由檢測器探頭發(fā)射的超聲波分別在管道內(nèi)外表面反射后被檢測器探頭接收。檢測器的數(shù)據(jù)處理單元便可通過計算探頭接收到的兩組反射波的時間差乘以超聲波傳播的速度，得出管道的實際壁厚。由于超聲波的傳導(dǎo)必須依靠液體介質(zhì)，且容易被蠟吸收，所以超聲波檢測器不適合在氣管線和含蠟很高的油管線進行檢測，具有一定的局限性。 漏磁檢測法，漏磁式管道腐蝕檢測的工作原理是利用設(shè)備自身攜帶的磁鐵，在管壁全圓周上產(chǎn)生一個縱向磁回路場。如果管壁沒有缺陷，則磁力線囿于管壁之內(nèi)，

9、均勻分布。如果管內(nèi)壁或外壁有缺陷，則磁通路變窄，磁力線發(fā)生變形，部分磁力線還將穿出管壁之外而產(chǎn)生所謂漏磁。漏磁場被位于兩磁極之間的、緊貼管壁的探頭檢測到，并產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)信號，這些信號經(jīng)過濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理后被記錄到檢測器的海量存儲器中，檢測完成后，在通過專用軟件對數(shù)據(jù)進行回放處理、識別判斷。目前，磁漏檢測技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在長輸管道、油田集輸管網(wǎng)、煉廠管網(wǎng)、城市管網(wǎng)和海底管線的檢測上。,13,選擇合適的耐腐蝕材料,比較廣泛采用的耐海水腐蝕材料有銅合金、鈦 及其合金、特種不銹鋼、塑料等。,14,防腐蝕設(shè)計,結(jié)構(gòu)設(shè)計方面 應(yīng)在結(jié)構(gòu)上盡量減少焊縫的焊接殘余應(yīng)力,從 而防止應(yīng)力腐蝕開裂。結(jié)構(gòu)方

10、面應(yīng)解決以下幾方面 問題。 使板材端板盡量受力均勻。這里的受力,是指液體對端板的沖擊。 盡量減少結(jié)構(gòu)或焊接接頭部位的應(yīng)力集中,有以下情況。,15,防腐蝕設(shè)計,,16,焊接材料、焊接工藝選擇,奧氏體不銹鋼手工電弧焊焊接應(yīng)防止產(chǎn)生晶間腐蝕和熱裂紋。在焊接規(guī)范方面應(yīng)采用小線能量(主要是用小電流),快速不擺動,立板與底板的角焊縫盡量后焊等工藝,另外在條件許可時可以采取措施預(yù)熱罐體以減少溫差,不斷錘擊焊縫使金屬伸長,以減少焊接殘余應(yīng)力。要提高罐體的耐蝕性,就必須保證焊縫的耐蝕性。1Cr18Ni9Ti不銹鋼在焊接時應(yīng)使用焊縫熔敷金屬中有足夠的穩(wěn)定化元素,從GB/T983-1995不銹鋼焊條中可知, 1Cr

11、18Ni9Ti材質(zhì)應(yīng)選E347-16焊條而不是E308-16?，F(xiàn)場焊接時,要嚴格區(qū)分,不能混淆。,17,選用文獻,1車俊鐵;姬忠禮;黃俊華.00Cr_(18)Ni_(14)Mo_2Cu_2不銹鋼耐海水腐蝕焊接工藝分析J.焊接學(xué)報.2010,（6）：23-26. 2臧晗宇,張亞明,周巖，等。復(fù)合鋼管焊縫腐蝕穿孔原因分析J。節(jié)。。2010,（7）：23-26. 3周兵；許從勝. 淺析 EV- 201 加料管焊縫腐蝕與措施淺析J。蘇鹽科技。2008，（2）：13-15. 4靳紅梅。不銹鋼焊縫腐蝕漏液的研究J。甘肅冶金。2009，31（2）：30-33. 5周敏，海水淡化工程中管道材料選用J，腐蝕與防護，2006，27（10）：536-539.,,謝謝觀賞,THANKS,Make Presentation much more fun,