海水中不銹鋼管焊接處的腐蝕.ppt

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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(jī)理 三 管道的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)方法 四 防腐蝕設(shè)計(jì),3,失效案例,江蘇淮海鹽化有限公司經(jīng)過(guò)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(shí)現(xiàn)固體鹽年產(chǎn) 62 萬(wàn)噸，液體鹽年產(chǎn) 42 萬(wàn)方。2005 年 9 月投產(chǎn)的生產(chǎn) 10 萬(wàn)噸特種腸衣鹽裝置，經(jīng)技術(shù)改造后年產(chǎn)達(dá) 15 萬(wàn)噸，今年準(zhǔn)備進(jìn)一步技術(shù)改造，預(yù)計(jì)年產(chǎn)可達(dá) 36 萬(wàn)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(lái)，料液進(jìn)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(bǔ)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(wàn)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(lái)。2008年9月20日檢修時(shí)在管線上加了絕緣法蘭,但當(dāng)時(shí)在焊接時(shí)有2個(gè)法蘭沒(méi)有采用氬弧焊,只是手工電弧焊。2009年8月15日,其中一個(gè)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(jī)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(diǎn)腐蝕和應(yīng)力腐蝕造成的。點(diǎn)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(qiáng)，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(diǎn)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(shí)，腐蝕更加嚴(yán)重。,8,腐蝕機(jī)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(diǎn)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(diǎn)蝕和晶間腐蝕導(dǎo)致在該處金屬變脆，強(qiáng)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(duì)Cl-點(diǎn)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(diǎn)腐蝕和應(yīng)力腐蝕。,管道腐蝕的幾種檢測(cè)方法,1. C掃描技術(shù) C-Scan掃描是利用電流衰減原理進(jìn)行地下管線防腐層的絕緣狀況評(píng)價(jià)和尋找破損點(diǎn)的技術(shù)。該方法采用五根垂直陣列天線，不但提高了探測(cè)精度，而且使得確定管道位置更加方便。具有自動(dòng)識(shí)別干擾信號(hào)并提示的能力。與其它方法相比，檢測(cè)精度高，操作成本低，對(duì)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(xiàng)檢測(cè)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(cè)試法為基礎(chǔ)的改進(jìn)型防腐層檢測(cè)方法，基本原理是

5、在管道上施加一個(gè)近似直流的電流信號(hào)（4Hz），用接收機(jī)沿管道走向 每隔一定的距離測(cè)量一次管道電流的大小，當(dāng)防腐層不好或存在缺陷時(shí)電流就會(huì)加速衰減，通過(guò)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(píng)價(jià)防腐層的優(yōu)劣。,,3.皮爾遜檢測(cè) 在PEARSON法檢測(cè)基本原理：當(dāng)一個(gè)交流信號(hào)加在金屬管道上時(shí)，在防腐層破損點(diǎn)便會(huì)有電流泄漏入 土壤中，這樣在管道破損裸露點(diǎn)和土壤之間就會(huì)形成電壓差，且在接近破損點(diǎn)的部位電壓差最大，用儀器在埋設(shè)管道的地面上檢測(cè)到這種電位異常，即可發(fā)現(xiàn)管道防腐層破損點(diǎn)，以該原理為基礎(chǔ)的儀器目前國(guó)內(nèi)外均有生產(chǎn)，最具有代表性的是江蘇海安無(wú)線電儀器廠生產(chǎn)的SL系列地下管道防

6、腐層探測(cè)檢漏儀，它用“人體電容法”來(lái)拾取信號(hào)，是國(guó)內(nèi)常用的檢測(cè)儀器，是長(zhǎng)輸管道運(yùn)營(yíng)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(hù)管線的上方，通過(guò)測(cè)量地面上的電位梯度與土壤中的電流方向來(lái)確定缺陷的位置，與CIPS法相結(jié)合評(píng)價(jià)缺陷的類級(jí)。測(cè)量方法是在陰極保護(hù)站的陰極上串接一個(gè)中斷器，使CP電流以一定的時(shí)間周期進(jìn)行開(kāi)/關(guān)，開(kāi)/關(guān)時(shí)間通過(guò)GPS同步技術(shù)校正，確保與接收機(jī)同步。接收機(jī)也帶有GPS同步系統(tǒng)，測(cè)量時(shí)一個(gè)電極探頭在管線正上方，另一個(gè)探頭在管道的一測(cè)，兩探頭相隔1米左右，沿管線的走向每間 隔1米測(cè)量一組數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果可準(zhǔn)確缺陷位置和級(jí)別。,管道腐蝕的幾種檢測(cè)方法,5.

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

8、未腐蝕) 。,管道腐蝕的幾種檢測(cè)方法,超聲波檢測(cè)法，超聲波檢測(cè)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(jìn)行管道探傷檢測(cè)的。檢測(cè)器在管內(nèi)運(yùn)行時(shí)由檢測(cè)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(cè)器探頭接收。檢測(cè)器的數(shù)據(jù)處理單元便可通過(guò)計(jì)算探頭接收到的兩組反射波的時(shí)間差乘以超聲波傳播的速度，得出管道的實(shí)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(cè)器不適合在氣管線和含蠟很高的油管線進(jìn)行檢測(cè)，具有一定的局限性。 漏磁檢測(cè)法，漏磁式管道腐蝕檢測(cè)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(gè)縱向磁回路場(chǎng)。如果管壁沒(méi)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(chǎng)被位于兩磁極之間的、緊貼管壁的探頭檢測(cè)到，并產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理后被記錄到檢測(cè)器的海量存儲(chǔ)器中，檢測(cè)完成后，在通過(guò)專用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回放處理、識(shí)別判斷。目前，磁漏檢測(cè)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在長(zhǎng)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(cè)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(jì),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(kāi)裂。結(jié)構(gòu)方

10、面應(yīng)解決以下幾方面 問(wèn)題。 使板材端板盡量受力均勻。這里的受力,是指液體對(duì)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(jì),,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(dòng),立板與底板的角焊縫盡量后焊等工藝,另外在條件許可時(shí)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(zhǎng),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(shí)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(chǎng)焊接時(shí),要嚴(yán)格區(qū)分,不能混淆。,17,選用文獻(xiàn),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(bào).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(hù)，2006，27（10）：536-539.,,謝謝觀賞,THANKS,Make Presentation much more fun,