海水中不锈钢管焊接处的腐蚀.ppt

海水中不锈钢管焊接处的腐蚀 张富纬 090710211 2 内容 一 失效案例 二 腐蚀机理 三 管道的检测和监测方法 四 防腐蚀设计 3 失效案例 江苏淮海盐化有限公司经过十几年持续发展， 现拥有三套真空制盐系统和一套冷冻提硝液体 盐装置，可实现固体盐年产 62 万吨，液体盐 年产 42 万方。 2005 年 9 月投产的生产 10 万 吨特种肠衣盐装置，经技术改造后年产达 15 万吨，今年准备进一步技术改造，预计年产可 达 36 万吨。该系统为盐硝联产配套技改工 程，但该系统自投产以来，料液进入 EV- 201 的加料管道，特别焊缝部分，经常性腐蚀穿 漏，多次修补效果不佳。 失效案例 某油井日产液量 241,t产油 133,t产水 107,t产气 29. 9万 m3。该井管线上使用了复合钢 (114mm 12mm的 20G+内衬 2mm的 316L)。 与复合钢管连接的绝缘法兰为 316L不锈钢 ,采用 氩弧焊工艺将复合钢管的不锈钢部分与法兰焊 接起来。 2008年 9月 20日检修时在管线上加了 绝缘法兰 ,但当时在焊接时有 2个法兰没有采用 氩弧焊 ,只是手工电弧焊。 2009年 8月 15日 ,其中 一个靠近上游的法兰焊缝处发生了腐蚀穿孔 ,穿 孔路径是由内向外。 6 腐蚀机理 不锈钢管焊缝处的腐蚀穿孔是由于不锈钢管 焊缝处发生点腐蚀和应力腐蚀造成的。点腐 蚀和应力腐蚀的发生和发展主要与焊接工艺、 焊缝质量、焊缝材料、焊接应力和环境介质 (氯离子含量 )等因素有关。 海水中 Cl-是不锈钢受海水腐蚀的主要因素。 由于 Cl-与金属的结合键较强，因而已侵入钝 化膜，使 Cl-破坏钝化膜，从而引发腐蚀。在 焊缝及其附近区域，由于焊接热循环的影响， 其金相组织变化很大，除了 Cl-引发的点蚀外， 还易引起局部选择性腐蚀和晶间腐蚀，尤其 是在焊后未经热处理时，腐蚀更加严重。 8 腐蚀机理 因管内输送海水含有的氯离子腐蚀作用在不锈钢管 焊缝处产生点腐蚀坑 ,逐渐加深到一定程度后造成 焊接处穿孔 ,断裂。由于在焊缝处发生了点蚀和晶 间腐蚀导致在该处金属变脆，强度下降在应力的 作用下导致金属脆断。由于 Cl的原子半径非常小 , 金属当中的任何非金属夹杂物以及焊接缺陷都将 成为 Cl-渗透的腐蚀源头。而且 Cr-Ni系列不锈钢本 身对 Cl-点腐蚀和应力腐蚀相当敏感 ,即使是 Cr-Ni- Mo系列不锈钢也不能完全抵抗得了 Cl-点腐蚀和应 力腐蚀。 管道腐蚀的几种检测方法 1. C扫描技术 C-Scan扫描是利用电流衰减原理进行地下管线防腐层的绝缘状况评价和 寻找破损点的技术。该方法采用五根垂直阵列天线，不但提高了探测精 度，而且使得确定管道位置更加方便。具有自动识别干扰信号并提示的 能力。与其它方法相比，检测精度高，操作成本低，对操作人员技术依 赖性不大。 2.多频管中电流法（ PCM法） 多频管中电流法是一项检测埋地管道防腐层漏电状况的新技术，是以管 中电流梯度测试法为基础的改进型防腐层检测方法，基本原理是在管道 上施加一个近似直流的电流信号（ 4Hz），用接收机沿管道走向 每隔一 定的距离测量一次管道电流的大小，当防腐层不好或存在缺陷时电流就 会加速衰减，通过分析管道电流的衰减率变化可确定防腐层的缺陷和漏 电状况，从而评价防腐层的优劣。 3.皮尔逊检测 在 PEARSON法检测基本原理：当一个交流信号加在金属管道上时，在防腐层破损点便 会有电流泄漏入 土壤中，这样在管道破损裸露点和土壤之间就会形成电压差，且在接近 破损点的部位电压差最大，用仪器在埋设管道的地面上检测到这种电位异常，即可发现 管道防腐层破损点，以该原理为基础的仪器目前国内外均有生产，最具有代表性的是江 苏海安无线电仪器厂生产的 SL系列地下管道防腐层探测检漏仪， 它用“人体电容法”来拾取 信 号，是国内常用的检测仪器，是长输管道运营单位常备的仪器之一。 4.直流电压梯度法（ DCVG法） 是在有阴极保护管线的上方，通过测量地面上的电位梯度与土壤中的电流方向来确定缺陷的位 置，与 CIPS法相结合评价缺陷的类级。测量方法是在阴极保护站的阴极上串接一个中断器， 使 CP电流以一定的时间周期进行开 /关，开 /关时间通过 GPS同步技术校正，确保与接收机同步。 接收机也带有 GPS同步系统，测量时一个电极探头在管线正上方，另一个探头在管道的一测， 两探头相隔 1米左右，沿管线的走向每间 隔 1米测量一组数据，根据测量结果可准确缺陷位置 和级别。 管道腐蚀的几种检测方法 5.密间隔电位法检测 CIPS法沿管道以间隔 1-1.5m采集数据 ,绘制连续的开 /关管地电位曲线图 , 反映管道全线阴极保护电位情况 ,当防腐层某处存在缺陷时 ,该处电流密 度增大 ,使保护电位正向偏移 ,当这种偏移达到一定数量 ,在地表 就可检测 到 ,当 VOFF低于 -850mV(铜 /硫酸铜参比电极 )时 ,管道就会发生腐蚀。 . 6.管地电位 (自然、保护电位 )检测 : 应用万用表（或毫伏表）和参比电极，利用管道测试桩或出露点对施加 阴极保护的管道（测保护电位）或未施加阴极保护的管道（测自然电位） 电位进行测定，以得出管道对地的电位值，从而确定施加阴极保护管道 的保护情况（过保护或欠保护）或确定未施加阴极保护管道的腐蚀倾向 （腐蚀或未腐蚀 ) 。 管道腐蚀的几种检测方法 超声波检测法，超声波检测技术是利用超声波在匀速传播且可在金属表面发生部分 反射的特性，进行管道探伤检测的。检测器在管内运行时由检测器探头发射的超声 波分别在管道内外表面反射后被检测器探头接收。检测器的数据处理单元便可通过 计算探头接收到的两组反射波的时间差乘以超声波传播的速度，得出管道的实际壁 厚。由于超声波的传导必须依靠液体介质，且容易被蜡吸收，所以超声波检测器不 适合在气管线和含蜡很高的油管线进行检测，具有一定的局限性。 漏磁检测法，漏磁式管道腐蚀检测的工作原理是利用设备自身携带的磁铁，在管壁 全圆周上产生一个纵向磁回路场。如果管壁没有缺陷，则磁力线囿于管壁之内，均 匀分布。如果管内壁或外壁有缺陷，则磁通路变窄，磁力线发生变形，部分磁力线 还将穿出管壁之外而产生所谓漏磁。漏磁场被位于两磁极之间的、紧贴管壁的探头 检测到，并产生相应的感应信号，这些信号经过滤波、放大、模数转换等处理后被 记录到检测器的海量存储器中，检测完成后，在通过专用软件对数据进行回放处 理、识别判断。目前，磁漏检测技术被广泛地应用在长输管道、油田集输管网、炼 厂管网、城市管网和海底管线的检测上。 13 选择合适的耐腐蚀材料 比较广泛采用的耐海 水腐蚀材料有铜合金、 钛 及其合金、特种不锈 钢、塑料等。 14 防腐蚀设计 结构设计方面 应在结构上尽量减少焊缝的焊接残余应力 ,从 而防止应力腐蚀开裂。结构方面应解决以下几方面 问题。 使板材端板尽量受力均匀。这里的受力 ,是指液体对 端板的冲击。 尽量减少结构或焊接接头部位的应力集中 ,有以下情 况。 15 防腐蚀设计 16 焊接材料、焊接工艺选择 奥氏体不锈钢手工电弧焊焊接应防止产生晶间腐 蚀和热裂纹。在焊接规范方面应采用小线能量 (主要是用小电流 ),快速不摆动 ,立板与底板的角 焊缝尽量后焊等工艺 ,另外在条件许可时可以采 取措施预热罐体以减少温差 ,不断锤击焊缝使金 属伸长 ,以减少焊接残余应力。要提高罐体的耐 蚀性 ,就必须保证焊缝的耐蚀性。 1Cr18Ni9Ti不 锈钢在焊接时应使用焊缝熔敷金属中有足够的 稳定化元素 ,从 GB/T983-1995不锈钢焊条中 可知 , 1Cr18Ni9Ti材质应选 E347-16焊条而不是 E308-16。现场焊接时 ,要严格区分 ,不能混淆。 17 选用文献 1车俊铁 ;姬忠礼 ;黄俊华 .00Cr_(18)Ni_(14)Mo_2Cu_2不锈钢耐海水腐蚀焊接工艺分析 J.焊 接学报 .2010,（ 6）： 23-26. 2臧晗宇 ,张亚明 ,周岩，等。复合钢管焊缝腐蚀穿孔原因分析 J。节。 2010,（ 7）： 23- 26. 3周兵；许从胜 . 浅析 EV- 201 加料管焊缝腐蚀与措施浅析 J。苏盐科技。 2008， （ 2）： 13-15. 4靳红梅。不锈钢焊缝腐蚀漏液的研究 J。甘肃冶金。 2009， 31（ 2）： 30-33. 5周敏，海水淡化工程中管道材料选用 J，腐蚀与防护， 2006， 27（ 10）： 536-539. 谢谢 观赏 THANKS Make Presentation much more fun