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嶺澳核電站循環(huán)水過濾系統(tǒng)316l不銹鋼管道點(diǎn)腐蝕的理論分析(留存版)

2025-08-04 05:53上一頁面

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【正文】 使用中,襯膠管道造價(jià)低、使用壽命較長(襯膠設(shè)備使用20年耐腐蝕性能不會降低)但施工復(fù)雜,尤其是最后調(diào)整段的襯膠必須在現(xiàn)場外專業(yè)廠進(jìn)行,對施工進(jìn)度有重大影響。 因此,建議成立一個專門的腐蝕控制小組,從專業(yè)角度對設(shè)計(jì)、制造、儲運(yùn)、施工、運(yùn)行全過程進(jìn)行監(jiān)控,以避免和減少腐蝕的發(fā)生。 (1)拆除所有不銹鋼管道,參照原管線路徑現(xiàn)場設(shè)計(jì)為法蘭聯(lián)接碳鋼管道(襯膠管道不能采用焊接)。 流速管道內(nèi)海水在試運(yùn)期間長期處于滯流狀態(tài),為點(diǎn)蝕的形成提供了充分的條件。由于腐蝕速度與溶液的pH值呈對數(shù)關(guān)系,因此pH值的微小變化都會對腐蝕速度帶來明顯的影響。組分、雜質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)決定著其耐腐蝕性??變?nèi)主要發(fā)生陽極溶解反應(yīng):Fe→Fe2++2eCr→Cr3++3eNi→Ni2++2e孔外在中性或弱堿性條件下發(fā)生的主要反應(yīng):1/2 O2+H2O+2e→2OHA不存在氯離子;B低濃度氯離子;C高濃度氯離子圖1 對于呈現(xiàn)出鈍化性的金屬,氯離子對陽極極化曲線的作用[2]圖1是對含不同濃度氯離子溶液中的不銹鋼試樣采取恒電位法測量的電位與電流關(guān)系曲線,從中看出陽極電位達(dá)到一定值,電流密度突然變小,表示開始形成穩(wěn)定的鈍化膜,其電阻比較高,并在一定的電位區(qū)域(鈍化區(qū))內(nèi)保持。不銹鋼的重要因素在于其保護(hù)性氧化膜是自愈性的(例如它不象選擇性氧化而形成的那些保護(hù)性薄膜),致使這些材料能夠進(jìn)行加工而不失去抗氧化性。當(dāng)2種活潑性不同的金屬(如銅和鋅)浸入電解質(zhì)溶液,2種金屬間將產(chǎn)生電位差,用導(dǎo)線連接將會有電流通過,在此過程中活潑金屬(鋅)將被消耗掉, 也就是被電化學(xué)腐蝕。字母“L”表示低碳(%以下),以避免在臨界溫度范圍(430~900℃)內(nèi)碳化鉻的晶界沉淀,在焊后提供特別好的耐蝕性。循環(huán)水過濾系統(tǒng)(CFI)的主要設(shè)備是旋轉(zhuǎn)海水濾網(wǎng),在其運(yùn)行中要不斷清除濾出的污物,通過反沖洗系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。但316L不銹鋼抗氯離子點(diǎn)腐蝕的能力較差。不同于化學(xué)腐蝕(如金屬在空氣中的氧化,鋅在酸溶液中的析氫),電化學(xué)腐蝕一定有電流產(chǎn)生,并且電流量的大小直接與腐蝕物的生成量相關(guān),即電流密度越大腐蝕速度越快。合金必須含有足夠量的鉻以形成基本上由Cr2O3組成的表皮,以便當(dāng)薄膜弄破時(shí)有足夠數(shù)目的鉻(Cr3+)陽離子重新形成薄膜。圖中顯示,隨著氯離子濃度的升高,其臨界電流密度增加,初級鈍化電位也升高,并縮小了鈍化區(qū)范圍。 比如不銹鋼中加入鈮和鈦可有效防止碳化鉻的形成,從而提高晶界抗腐蝕能力。閉塞區(qū)內(nèi)除了亞鐵離子的水解造成溶液pH值下降外,還由于離子強(qiáng)度的增加,使得氫離子的活度系數(shù)增大而降低pH值。在正常運(yùn)行期間,由于水流沖刷,初步形成的亞穩(wěn)態(tài)孔核中很難形成閉塞電池的條件,孔蝕進(jìn)一步發(fā)展的條件“氯離子富集”、“酸性增加”和孔內(nèi)“不銹鋼活化態(tài)”等都難以保持。(2)現(xiàn)場加工制作碳鋼管道后送交專業(yè)襯膠廠家。另外,加強(qiáng)全體技術(shù)人員的腐蝕與防護(hù)基本知識培訓(xùn),使大家從原理上了解,在工作中就能有意識地加以防護(hù)。碳鋼襯膠管道和雙相不銹鋼管道在輸送海水方面都能起到良好的防腐作用且能滿足強(qiáng)度要求。然后外表面涂防銹底漆,內(nèi)表面手工粘襯橡膠皮。綜上所述,材質(zhì)不耐氯離子腐蝕、介質(zhì)含氯離子和長期滯流的狀態(tài)這幾項(xiàng)因素共同影響,促成了嶺澳一期CFI反沖洗管道的點(diǎn)腐蝕。[5] 介質(zhì)溫度升高使φb值明顯降低,使孔蝕加速。許多晶界腐蝕是由熱處理引起的:不銹鋼在焊接等過程中加熱到一定溫度之后而產(chǎn)生碳化鉻在晶界上的沉積,因此,緊靠近碳化鉻的區(qū)域就消耗掉了鉻,從而相對于晶內(nèi)的鉻更為活潑??變?nèi)介質(zhì)相對孔外介質(zhì)呈滯流狀態(tài),溶解的金屬陽離子不易往外擴(kuò)散,溶解氧亦不易擴(kuò)散進(jìn)來。因此在有氯離子存在的環(huán)境下,既不容易產(chǎn)生鈍化,也不容易維持
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