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有關帶壓開孔系統中金屬部件的腐蝕原因分析

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有關帶壓開孔系統中金屬部件的腐蝕原因分析

發布日期:2021-12-29 作者: 點擊:

    對于高鹽度環境,要有一定的認識,要對高鹽環境有一定的認識,做好相應的防護措施和維護工作,保證帶壓開孔機處于良好的運行狀態下,開孔作業。

    所謂高鹽環境,是指在海洋、化工車間等環境中,含鹽分子較多,如Cl-,So42-,Na+,Ca2+等對鋼和其他金屬物質易發生氧化反應,或易于形成原電池。所以,分析環境中的離子含量,才能有效地對壓開孔實施不同的維護和保護措施。

    在高溫高鹽環境下,不但帶壓開孔機各金屬部件都會受到腐蝕,橡膠密封圈、管道等非金屬件也會加速老化,嚴重影響帶壓開孔液壓系統的性能,造成大面積滲漏。

    本文將對非金屬材料的防護和保養作一簡要的說明,本文主要是針對帶壓開孔系統中金屬部件的腐蝕原因進行分析:

    1.壓力式開孔機件的腐蝕原理。

    1.1鋼件在含鹽環境下受壓開孔的腐蝕,其實是電化學腐蝕中較為典型的例子。鋼件在潮濕的空氣中有一定的開孔率,可以形成一層水薄膜,同時它也能溶解大氣中的二氧化碳、二氧化硫、硫化物等氣體。

    通過這種方式,涂料保護層軟化并脫落,鋼質裸露的水膜中含有一定量的氫離子,導致在帶壓開孔器表面形成一層電解質溶液的薄膜,這種薄膜與鋼鐵中的鐵及少量碳碰巧松散成原電池。在酸性環境下,由于帶壓開孔機的鋼件在腐蝕過程中不斷釋放出氫氣,因此稱為析氫腐蝕,這是在酸性環境下造成的。

    1.2一般情況下,鉆井平臺或船舶上的部件表面所吸附的水膜若酸性較弱或呈中性,而溶有一定量的氧氣,此時將發生吸氧腐蝕。

    上述兩種電化學腐蝕過程中,若其中有鹽,則形成電解質溶液,將使電子在溶液中運動速度加快,起到導電性的作用,從而加速鋼件受壓開孔的腐蝕速度。

    水為含鹽濃度極高的天然電解質溶液,除一般電化學腐蝕外,有壓開孔裝置的金屬結構部件在海水中的腐蝕。以下是一個簡單的介紹:

    2.1氯離子是具有很強腐蝕性的離子,能使開孔機各部件內的碳鋼,鑄鐵,合金鋼等材料的表面鈍化,并且失去強度作用。即使在高鎳鉻不銹鋼的表面上也會形成鈍化狀態,造成嚴重腐蝕破壞。

    2.2如果長期處于海水中,其金屬結構部件表面由于海生生物生長,可嚴重破壞開孔機表面的保護層(如油漆),使保護層脫落,從而對零件造成腐蝕。與此同時,海生生物的代謝物(含硫化物)也使其金屬部分的腐蝕環境進一步惡化,從而導致腐蝕加劇。

    3.高溫、高鹽度環境下帶壓開孔的局部腐蝕本機各部件,所使用的材料和設備是一個協同操作的系統,如果某個區域的局部損壞會導致整個系統的運轉失效,甚至使系統報廢。尤其在海輪、海上鉆井平臺上采用加壓開孔機械時,因局部損壞而造成無法想象的后果。所以,帶壓開孔的局部腐蝕是危險的腐蝕類型之一,工程技術人員應嚴格按照《標準管道設備維修規程》的規定,在設備使用之前和之后對設備進行保養和防護,應引起密切關注。主要有以下幾種局部腐蝕:

    3.1電偶腐蝕在開孔機械零件組成上,若有異種金屬接頭,則需拆開存放。由于異種金屬在同一種電解液中接觸,所以其各自的電勢形成腐蝕電池,使低電位金屬首先受到腐蝕破壞的過程,稱為接觸腐蝕或雙金屬腐蝕。

    舉例來說,在開孔機齒輪箱上,若用鍍錫保護齒面,則表面上的錫擦傷造成Sn-Fe原電池破壞,其右端(Fe2+Fe3+)較低,鐵質就會受損,因此整個設備就會受損。

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