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金屬材料腐蝕知識分享
Knowledge sharing of metal corrosion
金屬腐蝕問題遍及國民經(jīng)濟的很多領(lǐng)域，比如油氣、石化、交通、機械制造等，可以說只要是使用金屬材料的地方都存在著腐蝕問題。腐蝕給社會生產(chǎn)帶來了許多損失和危害。今天，世偉洛克與大家一起分享交流有關(guān)金屬腐蝕的知識。我們先從金屬腐蝕的危害開始。
經(jīng)濟損失
腐蝕造成的經(jīng)濟損失十分驚人。據(jù)國內(nèi)粗略統(tǒng)計，腐蝕造成的經(jīng)濟損失已達(dá)2800億人民幣，約占國民生產(chǎn)總值（GNP）的4%。放眼全球石油和天然氣生產(chǎn)行業(yè)，據(jù)美國腐蝕工程師協(xié)會 (NACE) 估算，全球的年腐蝕總成本為 13 億美元，約為86億人民幣。
環(huán)境污染
腐蝕造成的資源浪費和環(huán)境污染極為嚴(yán)重。腐蝕會導(dǎo)致大量的銹蝕，使得金屬材料過早失效，同時也造成了資源和能源的大量浪費。腐蝕產(chǎn)物和污垢會導(dǎo)致鍋爐、換熱器等設(shè)備的傳熱效率下降，浪費大量噸標(biāo)準(zhǔn)煤。燃燒這些煤所產(chǎn)生的SO2等有害氣體又加劇了環(huán)境污染。
安全隱患
2011年某石化廠位于氣體分餾裝置的脫乙烷塔頂回流罐，突然發(fā)生爆炸，造成4人死亡，1人重傷，6人輕傷，直接經(jīng)濟損失869萬元。經(jīng)事故調(diào)查確認(rèn)，該事故原因為硫化氫應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致回流罐破裂引發(fā)爆炸。
那么，金屬腐蝕到底是什么？
金屬腐蝕是什么？
金屬材料受周圍介質(zhì)的作用而損壞，稱為金屬腐蝕(Metallic Corrosion)。
金屬腐蝕有幾類？
由于腐蝕現(xiàn)象和機理很復(fù)雜，材料、環(huán)境因素即受力狀態(tài)的差異，金屬腐蝕的形勢和特征千差萬別。故而存在很多的分類標(biāo)準(zhǔn)和方法，但常見的腐蝕分類方法有按腐蝕機理分類和按腐蝕形態(tài)分類兩種。
按腐蝕機理如何分類？
按腐蝕機理分類，可以分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種：化學(xué)腐蝕是指金屬與非電解質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生的金屬腐蝕。電化學(xué)腐蝕是金屬與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)作用而引起的破壞。
按腐蝕形態(tài)如何分類？
按腐蝕形態(tài)分類，可以分為全面腐蝕和局部腐蝕兩種：
全面腐蝕發(fā)生在整個金屬表面上，它可能是均勻的，也可能是不均勻的。
局部腐蝕集中在金屬的部分區(qū)域，而其它部分幾乎沒有腐蝕或腐蝕很輕微。局部腐蝕的類型很多，一般分為以下幾種：
電偶腐蝕：在電解質(zhì)溶液中，異種金屬接觸時，電位較正的金屬促使電位較負(fù)的金屬加速腐蝕的類型；
點蝕：腐蝕破壞主要集中在某些活性點上，蝕孔的直徑等于或小于蝕孔的深度，嚴(yán)重時可導(dǎo)致設(shè)備穿孔；
縫隙腐蝕：發(fā)生在鉚接、螺紋連接、焊接接頭、密封墊片等縫隙處的腐蝕；
晶間腐蝕：腐蝕沿晶間進行，金屬原子間失去結(jié)合力，金屬機械強度急劇降低。破壞前金屬外觀往往無明顯變化；
應(yīng)力腐蝕：在拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下，以顯著的速率發(fā)生和擴展的一種開裂破壞；常見的類型為硫化物應(yīng)力腐蝕開裂和硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂。
腐蝕疲勞：金屬在腐蝕介質(zhì)和交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生的腐蝕。
在實際應(yīng)用過程中如何降低腐蝕對應(yīng)用的影響？
確定腐蝕類型
在現(xiàn)場應(yīng)用中，依據(jù)介質(zhì)類型、壓力、溫度和環(huán)境條件和腐蝕位置來判斷腐蝕類型，選用合適的防腐蝕方法。如在油氣行業(yè)中，儀表管閥件和主工藝管道采用了不同材質(zhì)的產(chǎn)品，就可能導(dǎo)致電偶腐蝕。
選擇合適的耐腐蝕材料。
在選擇材料時時，需要考慮內(nèi)部腐蝕介質(zhì)類型、壓力和外部環(huán)境。如環(huán)境超過一定溫度的限制，則不推薦在海上使用316不銹鋼材料。
減少可能發(fā)生縫隙腐蝕的位置。
減少不相容金屬的接觸。在海上，金屬卡套管和金屬卡套管支撐共同使用時，產(chǎn)生縫隙腐蝕的風(fēng)險較高。建議卡套管支撐選材時，選擇帶襯墊的卡套管支撐。
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腐蝕是一個代價高昂的問題。如果可以快速識別腐蝕的種類并找到腐蝕的位置，則可以大大降低潛在的風(fēng)險。掌握專業(yè)知識的技術(shù)人員往往能夠預(yù)測出可能發(fā)生腐蝕的位置，并提前選擇合適的金屬材料來規(guī)避腐蝕的發(fā)生。這將很大程度上改善生產(chǎn)系統(tǒng)的性能，并提升其完整性和安全性。
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