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大口径厚壁钢管腐蚀的机理和分类

    一般工业和民用管道工程中,大口径厚壁钢管和铸铁管道占极大的比重。通常所说的腐蚀和防腐蚀,就是指碳钢和铸铁管道而言。钢铁材料的耐腐蚀性较差,在各种自然环境中,均能受到不同程度的腐蚀。有色金属、合金及非金属材料的耐腐蚀性一般比黑色大口径厚壁钢管好。但任何材料的耐腐蚀性都是相对的,即只能适用于一定种类的介质,以及一定的浓度、压力和温度。绝对耐腐蚀的材料是没有的。

    大口径厚壁钢管腐蚀的机理和分类

    按大口径厚壁钢管腐蚀的机理,可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

    大口径厚壁钢管表面与周围介质直接进行化学反应而使大口径厚壁钢管遭到破坏,称为化学腐蚀。大口径厚壁钢管在干燥空气和菲电解质溶液中(如苯、乙醇等)发生的腐蚀,即属此类。大口径厚壁钢管在电解质溶液中,如大气、土壤、海水及各种酸、碱、盐溶液中产生电化学反应而使大口径厚壁钢管遭到破坏,称为电化学腐蚀。

    大口径厚壁钢管管道的腐蚀绝大多数属于电化学腐蚀。电化学腐蚀比化学腐蚀强烈得多。大口径钢管与电解质溶液接触后,即在交界面上产生电位差。由于大口径厚壁钢管的种类,结晶组织排列的整齐性、方向以及氧化膜性状的不同;溶液的种类,离子浓度,含溶解气体(O2H2)的浓度、温度不同,平衡电位必然不同,这种大口径厚壁钢管和电解质溶液之间的电位差,就构成了“腐蚀电池“,阴极处的电位高,阳极处的电位低,于是便产生了腐蚀电流。腐蚀过程中有电流存在是电化学腐蚀的特点。在一定条件下,电化学腐蚀和化学腐蚀是可以互相转换的。

    按腐蚀环境,还可以分为大气腐蚀、水腐蚀和土壤腐蚀。

    大气腐蚀是指在大气中,由于温度和湿度的变化,大口径钢管表面产生一层冷凝水薄膜,其中含有溶解氧和其他杂质,因而形成电化学腐蚀。

    水腐蚀是指碳钢管在水中受到的氧腐蚀,其腐蚀速度与水中的含氧浓度成正比,当pH值小于7时(酸性),腐蚀显著加快;当氧的浓度达到某一极限时,腐蚀速度将显著下降。

    土壤腐蚀是指大口径厚壁钢管管道在埋设时,受到土壤中盐类及其他物质溶液的腐蚀。由于管道长度大,遇蓟的土质也不相同,尤其是在途经垃圾、炉灰渣作为回填土的地段时,管道受到的腐蚀更大。此外,工业和生活污水、废水的渗透,会增加土壤的腐蚀性,使腐蚀过程更加复杂。

    按照大口径厚壁钢管受腐蚀破坏的形式,可以分为全面腐蚀和局部腐蚀。、  全面腐蚀是指大口径厚壁钢管在腐蚀介质作用下,表面以同一腐蚀速度被均匀腐蚀。腐蚀速度通常用毫米/年为单位表示。

    局部腐蚀是指大口径钢管在个别区域被腐蚀,其形式多种多样,如选择性腐蚀,应力腐蚀以及晶间腐蚀等。例如在管道的焊口处,由于大口径厚壁钢管组织结构的变化和热应力.容易腐蚀。不同材质的管道相连时,由于电位差的不同,接头处也容易腐蚀。管道弯曲处和罐类设备封头过渡区、锅炉或热交换器管板上的胀管部位,由于有残余应力存在,腐蚀的速度也较快。埋地敷设管道底部的腐蚀比其他部分更加明显和严重。

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