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腐蚀类型

寻找合适的材料解决方案意味着从问题的根源开始

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一般均匀腐蚀

均匀腐蚀

全面腐蚀或均匀腐蚀最容易识别学会发现它

局部点蚀

含氯化物介质中的局部点蚀

了解如何在材料表面形成点蚀

局部缝隙腐蚀

含氯化物介质中的局部缝隙腐蚀

了解如何在流体系统的缝隙和狭窄空间中形成腐蚀

应力腐蚀开裂

含氯介质中的应力腐蚀开裂

了解有关应力腐蚀开裂如何导致材料失效的更多信息

氢脆

氢脆

氢原子会扩散到金属中,使它们变脆选择耐性材料可以帮助

晶间腐蚀

晶间腐蚀

了解有关晶间腐蚀如何影响材料的更多信息

电解液存在下的电腐蚀

为避免电腐蚀,请知道是什么原因引起的

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一般均匀腐蚀

均匀腐蚀

最广为人知的腐蚀类型也最容易发现和预测。这是不寻常的,但并非闻所未闻,一般腐蚀会导致灾难性的故障。因此,一般腐蚀通常被认为是令人讨厌的问题,而不是严重的问题。在整个金属表面上均匀分布在计算压力额定值时,必须考虑组件壁厚的逐渐减小

它是如何形成的

在海洋或其他腐蚀性环境中,碳或低合金钢的表面开始破裂,形成氧化铁垢,随着时间的推移,氧化铁垢会逐渐变厚,直到剥落并形成新的氧化皮

可以测量

  • 这种材料每年退缩的速度有多快?例如,未保护的碳钢在海洋环境中每年退缩mm
  • 合金与腐蚀性流体接触时所经历的重量损失,通常以毫克/平方厘米/天的暴露物质/天为单位

潜在解决方案

L不锈钢; 钼合金; 合金; 合金; 合金; 合金C; 合金

局部点蚀

含氯化物介质中的局部点蚀

点蚀会在材料表面形成小孔或凹坑,尽管通过彻底的目视检查可以发现,但这些凹坑会深得足以穿透管子

当金属表面上的氧化物保护层或钝化氧化物层击穿时,金属容易受到电子损失的影响。这会导致金属中的铁溶解到深坑底部的溶液中,并向顶部扩散并扩散。氧化成氧化铁或铁锈坑中的氯化铁溶液浓度会随着坑深的增加而增加,并变得更酸性。这些变化会导致坑壁的穿孔和泄漏孔加速增长。

PREN值越高,表明抗点蚀性越强

通过适当的合金选择可以最好地防止点蚀。不同的金属和合金可以使用它们的抗点蚀当量值PREN进行比较,该值由材料的化学成分计算得出。PREN随着铬钼和氮含量的增加而增加

潜在解决方案

钼合金; 合金; 合金; 合金; 合金C; 合金

局部缝隙腐蚀

含氯化物介质中的局部缝隙腐蚀

在典型的流体系统中,管道和管支架之间或相邻管道之间的管夹之间以及表面下可能积聚的污垢和沉积物之间存在缝隙,在管道安装中几乎无法避免缝隙,紧密的缝隙最容易发生腐蚀

它是如何形成的

就像点蚀腐蚀缝隙一样,腐蚀始于保护金属的钝化氧化物层的破裂。这种破坏导致形成小凹坑。凹坑变得越来越大,越来越深,直到覆盖整个缝隙为止
在某些地方,管子可能会穿孔。缝隙腐蚀发生的温度远低于点蚀

潜在解决方案

钼合金; 合金; 合金; 合金; 合金C; 合金

重大事项

当海水扩散到缝隙中时,一些Fe离子会溶解并且无法迅速从紧密的缝隙中扩散出来。在盐水中,带负电荷的氯离子Cl被这些带正电荷的Fe离子吸引,并开始扩散到缝隙中,因为氯化物浓度增加了缝隙溶液变得更具腐蚀性,导致更多的铁溶解,进而吸引更多的氯离子扩散到缝隙中最终,缝隙溶液变成具有高氯化物浓度的酸性溶液,具有很强的腐蚀性


应力腐蚀开裂

含氯介质中的应力腐蚀开裂

应力腐蚀开裂原因

应力腐蚀开裂SCC是危险的,因为它可以在低于合金屈服强度的应力水平下破坏部件。在存在氯离子的情况下,奥氏体不锈钢易受SCC的影响。离子与裂纹尖端处的材料相互作用,从而产生拉应力最高,使裂纹更容易扩展在进行中,SCC可能难以检测,最终失败可能突然发生

它是如何形成的

为了使SCC发生,必须同时满足三个条件

  • 金属必须易受SCC影响
  • 必须存在有利于SCC的环境流体或温度条件
  • 施加的拉应力残余必须高于临界水平
材料镍含量表
镍含量越高,对氯化物诱导的SCC的抵抗力越高

潜在解决方案

钼合金; 合金; 合金; 合金; 合金C; 合金


酸性气体或硫化物应力腐蚀
南南合作1

高硫化氢H下的酸性气体裂解或硫化物应力裂解2S分压

酸性气体裂解也称为硫化物应力裂解SSC,是由于与硫化氢H接触而导致的金属劣化2S和水分H2在水的存在下,S会变得严重腐蚀。这种情况会导致材料变脆,从而在拉伸应力和腐蚀的共同作用下破裂

它是如何形成的

当以下因素增加时,SSC的风险增加

  • 金属必须易受SSC影响
  • 环境中的H必须足够高2小号
  • 施加的拉应力残余必须高于临界水平

与不易发生SSC的材料相比,当发生以下事件的数量更大时,发生SSC的风险增加

  • 材料硬度抗拉强度
  • 氢离子浓度降低pH值
  • H2
  • 施加的总拉应力残余
  • 接触时间

潜在解决方案

合金; 合金; 合金C; 合金

重大事项

NACE MR ISO标准描述了适用于石油和天然气生产中酸性环境的材料。有关为酸性油田选择组件的更多帮助,请参阅选择用于酸性油田的流体系统组件.


氢脆
氢脆2

氢脆

氢原子可以扩散到金属中,使它们变脆。所有易受氢脆作用的材料也非常容易受到应力腐蚀裂纹的影响

它是如何形成的

如果金属承受静态或周期性拉伸应力,可能会发生氢致裂纹。氢会导致金属的机械性能和性能发生变化,包括

  • 减少延展性延伸并减少面积
  • 降低冲击强度和断裂韧性
  • 疲劳行为增加

可以通过选择耐氢材料来避免氢脆化,例如镍含量介于0-65之间的奥氏体合金。

保留的拉伸延展性和镍的重量百分比

镍含量极低的铁素体合金会显着脆化,而镍含量介于或之间的奥氏体合金的脆化则相对较小

Source G R卡斯基不锈钢的氢兼容性手册

潜在解决方案

L不锈钢


晶间腐蚀

晶间腐蚀

晶间腐蚀图

为了理解晶间腐蚀,IGC认为所有金属都是由单个晶粒组成的,每个晶粒内的原子都是系统排列的,形成三维晶格IGC沿晶界攻击材料,而构成金属的晶粒聚集在一起

它是如何形成的

在焊接热处理或暴露于高温的过程中,碳化物会开始在晶界上形成。这些碳化物的沉淀会随着时间的推移而增长。这种碳化物的形成会掠夺重要元素(例如铬)的晶界附近的材料,从而影响金属中元素的均匀分布当腐蚀性液体(如酸)侵蚀铬耗尽区域时,会形成晶间裂纹,这些裂纹会在整个材料中传播,并且未被发现,从而使IGC成为腐蚀的危险形式

潜在解决方案

L不锈钢


电解液存在下的电腐蚀

当电极电位不同的材料在存在电解质的情况下接触时,就会发生电偶腐蚀

SCE代表饱和Calomel电极阳极指数带有钝化表面的高贵金属不像稀少材料或具有活性表面的贵金属那样容易受到电偶腐蚀。在此图表中,镁是最贵的材料,石墨是最贵的材料

不锈钢上的钝化层由非常薄的富含铬的氧化膜组成,该氧化膜会在环境空气中自动形成并保护材料免受腐蚀。钝化层使材料更加高贵且不易腐蚀。金属的相容性可由阳极确定索引,描述了在海水中相对于标准电极测得的金属的电势或电压差

它是如何形成的

当两种不同金属在电解质存在下的电势差太大时,材料的钝化层开始击穿

潜在解决方案

为避免电偶腐蚀,请选择电压差不超过V的材料,例如带有钼管V的不锈钢配件V会在两种合金之间产生V电压。该电压明显小于V,这意味着存在电偶腐蚀的风险低

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有关更多信息,请查看这些其他有用的参考资料来自世伟洛克



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1转载自《科学》直接容积发行S M R Ziaei A H Kokabi M Nasr Esehani WCC井口流量控制阀阀体案例研究的硫化物应力腐蚀开裂和氢致开裂案例研究,经Elsevier许可

2氢脆图像由Salim Brahimi提供IBECA Technologies Corp