海水中不锈钢管焊接处的腐蚀

• 3.皮尔逊检测
• 在PEARSON法检测基本原理：当一个交流信号加在金属管道上时，在防腐层破损点便 会有电流泄漏入 土壤中，这样在管道破损裸露点和土壤之间就会形成电压差，且在接近 破损点的部位电压差最大，用仪器在埋设管道的地面上检测到这种电位异常，即可发现 管道防腐层破损点，以该原理为基础的仪器目前国内外均有生产，最具有代表性的是江 苏海安无线电仪器厂生产的SL系列地下管道防腐层探测检漏仪，它用“人体电容法”来拾取信号
况。
防腐蚀设计
焊接材料、焊接工艺选择
奥氏体不锈钢手工电弧焊焊接应防止产生晶间腐 蚀和热裂纹。在焊接规范方面应采用小线能量( 主要是用小电流),快速不摆动,立板与底板的角 焊缝尽量后焊等工艺,另外在条件许可时可以采 取措施预热罐体以减少温差,不断锤击焊缝使金 属伸长,以减少焊接残余应力。要提高罐体的耐 蚀性,就必须保证焊缝的耐蚀性。1Cr18Ni9Ti不 锈钢在焊接时应使用焊缝熔敷金属中有足够的 稳定化元素,从GB/T983-1995《不锈钢焊条》中 可知, 1Cr18Ni9Ti材质应选E347-16焊条而不是 E308-16。现场焊接时,要严格区分,不能混淆。
失效案例
• 某油井日产液量241,t产油133,t产水107,t产气 29. 9万m3。该井管线上使用了复合钢 (114mm×12mm的20G+内衬2mm的316L)。与 复合钢管连接的绝缘法兰为316L不锈钢,采用氩 弧焊工艺将复合钢管的不锈钢部分与法兰焊接 起来。2008年9月20日检修时在管线上加了绝 缘法兰,但当时在焊接时有2个法兰没有采用氩 弧焊,只是手工电弧焊。2009年8月15日,其中一 个靠近上游的法兰焊缝处发生了腐蚀穿孔,穿孔 路径是由内向外。
腐蚀机理
因管内输送海水含有的氯离子腐蚀作用在不锈钢管 焊缝处产生点腐蚀坑,逐渐加深到一定程度后造成 焊接处穿孔,断裂。由于在焊缝处发生了点蚀和晶 间腐蚀导致在该处金属变脆，强度下降在应力的 作用下导致金属脆断。由于Cl的原子半径非常小, 金属当中的任何非金属夹杂物以及焊接缺陷都将 成为Cl-渗透的腐蚀源头。而且Cr-Ni系列不锈钢本 身对Cl-点腐蚀和应力腐蚀相当敏感,即使是Cr-NiMo系列不锈钢也不能完全抵抗得了Cl-点腐蚀和应 力腐蚀。
（2）：13-15. [4]靳红梅。不锈钢焊缝腐蚀漏液的研究[J]。甘肃冶金。2009，31（2）：30-33. [5]周敏，海水淡化工程中管道材料选用[J]，腐蚀与防护，2006，27（10）：536-539.
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腐蚀机理
不锈钢管焊缝处的腐蚀穿孔是由于不锈钢管 焊缝处发生点腐蚀和应力腐蚀造成的。点腐 蚀和应力腐蚀的发生和发展主要与焊接工艺、 焊缝质量、焊缝材料、焊接应力和环境介质 (氯离子含量)等因素有关。 海水中Cl-是不锈钢受海水腐蚀的主要因素。 由于Cl-与金属的结合键较强，因而已侵入钝 化膜，使Cl-破坏钝化膜，从而引发腐蚀。在 焊缝及其附近区域，由于焊接热循环的影响， 其金相组织变化很大，除了Cl-引发的点蚀外， 还易引起局部选择性腐蚀和晶间腐蚀，尤其 是在焊后未经热处理时，腐蚀更加严重。
内容
➢ 一 失效案例 ➢ 二 腐蚀机理
➢ 三 管道的检测和监测方法
➢ 四 防腐蚀设计
失效案例
• 江苏淮海盐化有限公司经过十几年持续发展， 现拥有三套真空制盐系统和一套冷冻提硝液体 盐装置，可实现固体盐年产 62 万吨，液体盐 年产 42 万方。2005 年 9 月投产的生产 10 万 吨特种肠衣盐装置，经技术改造后年产达 15 万吨，今年准备进一步技术改造，预计年产可 达 36 万吨。该系统为盐硝联产配套技改工程 ，但该系统自投产以来，料液进入 EV- 201 的 加料管道，特别焊缝部分，经常性腐蚀穿漏， 多次修补效果不佳。
• 漏磁检测法，漏磁式管道腐蚀检测的工作原理是利用设备自身携带的磁铁，在管壁 全圆周上产生一个纵向磁回路场。如果管壁没有缺陷，则磁力线囿于管壁之内，均 匀分布。如果管内壁或外壁有缺陷，则磁通路变窄，磁力线发生变形，部分磁力线 还将穿出管壁之外而产生所谓漏磁。漏磁场被位于两磁极之间的、紧贴管壁的探头 检测到，并产生相应的感应信号，这些信号经过滤波、放大、模数转换等处理后被 记录到检测器的海量存储器中，检测完成后，在通过专用软件对数据进行回放处理 、识别判断。目前，磁漏检测技术被广泛地应用在长输管道、油田集输管网、炼厂 管网、城市管网和海底管线的检测上。
管道腐蚀的几种检测方法
• 超声波检测法，超声波检测技术是利用超声波在匀速传播且可在金属表面发生部分 反射的特性，进行管道探伤检测的。检测器在管内运行时由检测器探头发射的超声 波分别在管道内外表面反射后被检测器探头接收。检测器的数据处理单元便可通过 计算探头接收到的两组反射波的时间差乘以超声波传播的速度，得出管道的实际壁 厚。由于超声波的传导必须依靠液体介质，且容易被蜡吸收，所以超声波检测器不 适合在气管线和含蜡很高的油管线进行检测，具有一定的局限性。
• 2.多频管中电流法（PCM法）
• 多频管中电流法是一项检测埋地管道防腐层漏电状况的新技术，是以管 中电流梯度测试法为基础的改进型防腐层检测方法，基本原理是在管道 上施加一个近似直流的电流信号（4Hz），用接收机沿管道走向 每隔一 定的距离测量一次管道电流的大小，当防腐层不好或存在缺陷时电流就 会加速衰减，通过分析管道电流的衰减率变化可确定防腐层的缺陷和漏 电状况，从而评价防腐层的优劣。
，是国内常用的检测仪器，是长输管道运营单位常备的仪器之一。
• 4.直流电压梯度法（DCVG法）
• 是在有阴极保护管线的上方，通过测量地面上的电位梯度与土壤中的电流方向来确定缺陷的位 置，与CIPS法相结合评价缺陷的类级。测量方法是在阴极保护站的阴极上串接一个中断器， 使CP电流以一定的时间周期进行开/关，开/关时间通过GPS同步技术校正，确保与接收机同步 。接收机也带有GPS同步系统，测量时一个电极探头在管线正上方，另一个探头在管道的一测 ，两探头相隔1米左右，沿管线的走向每间 隔1米测量一组数据，根据测车俊铁;姬忠礼;黄俊华.00Cr_(18)Ni_(14)Mo_2Cu_2不锈钢耐海水腐蚀焊接工艺分析[J].焊 接学报.2010,（6）：23-26.
[2]臧晗宇,张亚明,周岩，等。复合钢管焊缝腐蚀穿孔原因分析[J]。节。。2010,（7）：23-
26.
[3]周兵；许从胜. 浅析 EV- 201 加料管焊缝腐蚀与措施浅析[J]。苏盐科技。2008，
管道腐蚀的几种检测方法
• 5.密间隔电位法检测 • CIPS法沿管道以间隔1-1.5m采集数据,绘制连续的开/关管地电位曲线图,
反映管道全线阴极保护电位情况,当防腐层某处存在缺陷时,该处电流密 度增大,使保护电位正向偏移,当这种偏移达到一定数量,在地表 就可检测 到,当VOFF低于-850mV(铜/硫酸铜参比电极)时,管道就会发生腐蚀。. • 6.管地电位(自然、保护电位)检测: • 应用万用表（或毫伏表）和参比电极，利用管道测试桩或出露点对施加 阴极保护的管道（测保护电位）或未施加阴极保护的管道（测自然电位） 电位进行测定，以得出管道对地的电位值，从而确定施加阴极保护管道 的保护情况（过保护或欠保护）或确定未施加阴极保护管道的腐蚀倾向 （腐蚀或未腐蚀) 。
管道腐蚀的几种检测方法
• 1. C扫描技术
• C-Scan扫描是利用电流衰减原理进行地下管线防腐层的绝缘状况评价和 寻找破损点的技术。该方法采用五根垂直阵列天线，不但提高了探测精 度，而且使得确定管道位置更加方便。具有自动识别干扰信号并提示的 能力。与其它方法相比，检测精度高，操作成本低，对操作人员技术依 赖性不大。
选择合适的耐腐蚀材料
比较广泛采用的耐海 水腐蚀材料有铜合金 、钛
及其合金、特种不锈 钢、塑料等。
防腐蚀设计
结构设计方面 应在结构上尽量减少焊缝的焊接残余应力,从 而防止应力腐蚀开裂。结构方面应解决以下几方面 问题。 ⑴使板材端板尽量受力均匀。这里的受力,是指液体对
端板的冲击。 ⑵尽量减少结构或焊接接头部位的应力集中,有以下情