看到想不到?警惕设备腐蚀的七大信号
仪表安装在工艺管线及生产设备上,在工业生产过程中起着重要的作用,用于监测和控制各种参数,确保生产过程的安全和稳定。然而,随着时间的推移,仪表可能会受到腐蚀性被测介质的影响,从而降低其性能和可靠性,更严重的情况下,还会引起仪表的漏气、漏液等问题,给生产过程带来安全隐患。
为了及时发现仪表腐蚀问题,本文将描述一些工艺管线、设备及仪表本体的腐蚀现象,通过了解这些现象,我们可以及时发现预判安装在工艺管线及设备上的仪表腐蚀状况,因为仪表选型的基本原则就是不低于工艺管道及设备的材质,根据观察情况及时采取措施,保护仪表并延长其使用寿命。
腐蚀警告一
如果出现小孔状或麻坑状在金属表面,麻坑相当密集,看起来很像均匀腐蚀;出现颜色的变化(如金属表面出现黑色、蓝色、绿色等);金属表面变得不平整,出现凹凸不平的情况。出现以上现象,可能是因为点状腐蚀的存在。
点状腐蚀是一种高度局部性腐蚀,从表面缺陷处、突起的夹杂物或者金属的晶界处开始。因为它往往会在金属表面以下达到一定深度,并且通常被腐蚀产物所覆盖,所以很难检测。设备失效通常表现为一处或多处腐蚀穿孔,只有很少情况是完全损坏的。
在炼厂中,马氏体、铁素体和奥氏体不锈钢多数都发生过点状腐蚀问题。合金中含钼能够减少这些不锈钢的点状腐蚀,在腐蚀试验中呈现点状腐蚀的金属和合金,不应当用来建造工艺设备。
腐蚀警告二
金属材料表面或内部出现裂纹,表现为细小的、沿着应力方向延伸的,脆性断裂的特征;表面出现局部的,深度不一的凹痕、凹陷或坑洞;表面出现颜色变化,粗糙度增加,表面变得不光滑;金属材料的变形,如膨胀、收缩或扭曲等。出现以上现象,可能是因为应力腐蚀的存在。
当奥氏体不锈钢暴露在有氯根离子含水环境中时,就会发生氯化物应力腐蚀开裂(CISCC)。当温度高于54~79 ℃且pH值很低或者存在溶解氧时,只需要有痕量的氯化物,就会发生氯化物应力腐蚀开裂。往往发生的是穿晶开裂,但有时也会发生晶界开裂。
已经知道,奥氏体不锈钢在水蒸气冷凝液和高温水中会发生开裂,发生应力腐蚀开裂必须存在水或水分,故避免干湿交替变化,可以在一定程度上防止氯化物应力腐蚀开裂的发生。
当碳钢受到拉伸应力作用,并且暴露在温度分别高于66,23.9,37.8 ℃的苛性碱、胺、碳酸盐溶液时,就会发生碱致应力腐蚀开裂。炼厂会遇到发生苛性碱腐蚀的异常情况,如:
在锅炉给水中,痕量的苛性碱会变浓,造成锅炉管应力腐蚀开裂,因为过度燃烧,这些锅炉管会处于干湿交替变化条件下。
开裂的焊缝或发生泄漏的管子压接头能够形成汽囊, 使苛性碱在此增浓,引起碱蚀致脆。
在换热器沉积物下面,发现苛性碱腐蚀或凿削腐蚀,这是锅炉水渗进这些沉积物里,蒸发后留下的浓的苛性碱造成的。
如果金属表面出现许多小气泡,这些气泡通常呈现出圆形或椭圆形,大小不一,它们可以在金属表面形成密集的气泡群,也可以单独分布,可能是原子氢扩散进入钢材并在空隙、夹层或非金属夹杂物处被截获而造成的。进入这些部位的氢原子结合在一起会形成分子氢,而分子氢是无法向外扩散而逸出的。聚集在一起的氢气的膨胀压力终使部件发生穿壁分离,并在金属表面出现明显的鼓泡。
此外,不同金属和腐蚀介质的组合会导致不同的应力腐蚀表现,因此具体情况可能会有所不同。
腐蚀警告三
金属晶界区域的脆化,容易发生裂纹,这些裂纹通常沿着晶界方向延伸;在晶界区域形成凹坑和孔洞,这些凹坑和孔洞通常是不规则的形状,大小不一;表面出现变色现象,例如出现蓝色、紫色、棕色等颜色的斑点或区域。出现以上现象,可能是因为晶间腐蚀的存在。
晶间腐蚀是由金属晶界上特定的化学环境的腐蚀作用造成的一种高度局部性腐蚀,晶粒本身保持不被侵蚀。结果会使合金发生裂变、晶粒脱落。为了防止晶间腐蚀,可以选择合适的材料、优化加工工艺或进行适当的热处理。
腐蚀警告四
观察到电流在金属表面产生的电解反应,例如气泡的形成或金属表面的氧化或还原反应;金属表面出现局部腐蚀现象,例如凹坑、孔洞或表面的溶解;出现颜色变化,例如出现蓝色、绿色、棕色等颜色的斑点或区域。出现以上现象,可能是因为电偶腐蚀的存在。
电偶腐蚀是一种电化学腐蚀,存在一种电解质的条件下,两种金属或合金配接(电连接) 在一起时,就会发生电化腐蚀。活性金属(电位较负的)优先腐蚀。为了避免电偶腐蚀,可以选择相似金属或使用电偶腐蚀抑制剂,如涂层或阻隔材料。
腐蚀警告五
金属表面出现腐蚀、磨损或刻蚀的现象(凹陷、坑洞或疤痕);失去原有的光洁度,变得粗糙或不平整;系统的噪音和振动增大;气体流动通道的截面积减小,从而导致流量减小或压降增加。出现以上现象,可能是因为气蚀的存在。
可以通过这些措施减轻气蚀的影响:选择适合抵抗气蚀的材料,如不锈钢、镍合金等;调整流体的温度、压力、流速等参数;采用气蚀抑制器、流量调节器、缓冲器等装置。
腐蚀警告六
设备或管道的外表面温度异常升高或降低,与周围区域相比有明显的温度差异;保温层出现凹陷、裂缝或剥离等现象;出现液体或气体的泄漏现象;出现异常的噪音或振动;设备或管道的外观出现变化,如颜色变化、表面粗糙或氧化等。出现以上现象,可能是因为保温层下腐蚀的存在。
可以通过这些措施减轻保温层下腐蚀的影响:恰当的包扎和嵌缝,使保温层保持干燥;在实施保温作业前,靠近法兰接头、阀门和泵的金属表面涂刷防腐涂料,因为这些部位容易发生泄漏而使保温层变湿;对奥氏体不锈钢设备和管道,采用氯化物含量低的保温材料;奥氏体不锈钢设备和管道采用闭孔的泡沫玻璃保温材料。
腐蚀警告七
零件的形状变化、尺寸增大或变形加剧,在受力下容易发生断裂或破坏,如炉管出现严重下垂时,大概率是因为发生蠕变破坏。
可以通过这些措施减轻蠕变破坏的影响:选择具有较高抗蠕变性能的材料,如高温合金、耐热钢等;控制设备或零件的工作温度和应力,避免超过材料的蠕变温度和应力极限;通过冷却系统或其他降温措施,降低设备或零件的工作温度,减少蠕变的风险。
需要注意的是,腐蚀的表现情况可能会因金属材料、温度和环境等因素而有所不同。因此,在进行腐蚀分析时,需要结合多种观察方法和测试手段进行综合判断。
通过了解腐蚀现象并采取相应的措施,我们可以有效地保护仪表设备,延长其使用寿命,减少维修和更换的成本,提高工作效率和生产效益。希望本文能够帮助大家更好地了解腐蚀现象并采取相应的保护措施,为仪表设备的使用提供一些方向。