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20#钢海水管系腐蚀案例

     某船海水管系采用 20# 无缝钢管,自投入运营一年来,管路锈蚀严重,有裂纹甚至断裂,漏水严重,部分管路有堵死现象等,具体见以下图片:

 
    从图 1 可看出,海水管弯管已腐蚀断裂,管内壁有较长较深的裂纹,已漏水;管内壁凹凸不平,还有呈波浪形的外观,钢管表面的腐蚀产物已剥离,被冲击堆积在弯管下缘,部分堵塞了管路。该段管子腐蚀情况恶劣,必须换新弯管。
 
    从图 2 可看出,法兰和海水管都已严重腐蚀,保护涂层已凸起剥落,表面全部被锈蚀,已出现漏水,法兰上的螺栓已咬死在螺纹孔中,焊缝接口焊瘤未打磨,锈蚀很严重,该段带法兰的管子已无法再使用,只能换新。
 
    由图 3 可知,海水弯管处保护涂层 80%都已脱落,表面凹凸不平,并有黄豆大小的泡状凸起,弯管下游出现了蜂窝状的孔群,已经穿孔,有渗漏,这是典型的空泡腐蚀。
 
    1.png图2.png 
图 1   海水管弯头内壁腐蚀                              图 2   带法兰的海水管腐蚀情况
 
 
图 3.png
    图 3   弯管的腐蚀

    从图 1-3 可分析出,20# 无缝钢管主要是由海水的电化学腐蚀造成的,还包括与机械作用等协同的电化学腐蚀。这几个图均表明,海水管路及附件主要发生电化学腐蚀,阳极金属铁失去电子的离子化,海水中溶解有氧,不断在阴极吸收电子,加速了腐蚀速率,腐蚀厚度较大。海水腐蚀具有自身特征,即除镁及其合金外所有的结构金属材料在其中都发生氧去极化腐蚀(吸氧腐蚀).

 

    图 1 中弯头处由于海水流向发生改变,对弯头内壁有较大冲击力,既加速了腐蚀产物的迁移,又加剧了电化学腐蚀,造成有管壁明显变薄或有马蹄形蚀坑,甚至断裂,即还发生了冲击腐蚀和湍流腐蚀。图 2 法兰在安装中,螺栓上紧过程中可能存在受力不均,连接处的焊缝也存在残余应力,除了电化学腐蚀外还发生了应力腐蚀等;由于法兰、螺栓、钢管三者间为异金属连接,存在小面积的阳极大面积阴极,造成腐蚀加剧。电化学腐蚀的一重要因素是面积效应,增加阴极面积会加剧腐蚀,增加阳极面积会减缓腐蚀。

 

    由此可见,管路的海水腐蚀种类繁多,由于海水的电阻率低,在金属表面容易形成微电池和宏观电池腐蚀范围较广,发生腐蚀种类也比较多,同时存在均匀腐蚀和多种局部腐蚀。

 

    海水管系使用时,海水在管内是流动的,流速越高,越容易发生紊流,尤其是含盐量及含砂量高的海水,会加剧管系的磨蚀和腐蚀:其一对钢管内壁形成较大的冲刷作用力,会冲刷掉金属表面的各种保护膜;其二使空气中的氧扩散到金属表面的流速加快,使管壁处的氧供应量得到充分保证,因氧的去极化作用一直处于高峰状态,加剧了电化学腐蚀;其三流速超过一定极限后,与海水接触的管系表面不断地有空气泡或蒸汽泡形成和破灭,其冲击压力很大,形成气蚀,加剧电化学腐蚀。总之,海水流速越大,管路腐蚀也就越严重,腐蚀速度与静止状态相比,是显着增加。碳钢腐蚀速度与海水流速的关系如表 6所示:

 

表 6   碳钢腐蚀速度与海水流速的关系

 

表6.JPG