空壓站工廠風母管腐蝕分析

摘要：針對空壓站工廠風母管發(fā)生的腐蝕泄露，通過對該管線的宏觀檢查、管壁側(cè)厚及腐蝕產(chǎn)物等進行了分析，結(jié)果表明管線及盲法蘭腐蝕是由于管線發(fā)生吸氧腐蝕及縫隙腐蝕造成。

關(guān)鍵詞：工廠風母管；泄露；吸氧腐蝕；均勻腐蝕；縫隙腐蝕

2008年3月上旬崗位操作人員在巡檢時發(fā)現(xiàn)工廠風母管末端出現(xiàn)泄漏，經(jīng)測厚儀檢測，發(fā)現(xiàn)泄漏處管壁減薄。打開管端法蘭發(fā)現(xiàn)法蘭及法蘭蓋的密封面嚴重腐蝕，管道法蘭角焊處附近管壁已銹穿，其它部位不同程度腐蝕減薄。

該管線1994年11月投入運行，至今已連續(xù)運行14年，材質(zhì)為20#，規(guī)格ф273×6mm，管道介質(zhì)：壓縮空氣，介質(zhì)溫度<40℃，壓力<0.8MPa，總長約50米。

腐蝕管線位于工廠風母管線的末端，具體位置如圖1，該三通與壓縮機出口相連，從壓縮機出來的壓縮空氣進入母管管線進行輸送。

1宏觀檢查

工廠風母管整條管線內(nèi)壁均勻附著這一層致密堅實的氧化皮，厚度約1mm左右，呈深棕色（見圖2），管端下部靠近法蘭的焊縫附近已銹穿（見圖3）。

法蘭蓋平面、密封面以及法蘭的密封面已嚴重腐蝕（見圖4、圖5）

2壁厚測定

從檢測結(jié)果可見，在腐蝕穿孔部位測厚值最小，同軸線上，距離焊縫越遠壁厚值就越大，平行于焊縫的圓周線上，距離腐蝕穿孔部位越遠，壁厚值越大。

總體分析管線存在普遍減薄，管線下端減薄更嚴重。

4腐蝕分析

4.1整條管線腐蝕分析

大氣經(jīng)壓縮機壓縮后，部分水份經(jīng)后冷卻器冷凝后再由氣水分離器分離排出，部分水份進入工廠風母管后冷凝成水滴，在管壁上形成水膜。另外在生產(chǎn)廠區(qū)附近空氣中含有硫，其與水發(fā)生反應，生成弱酸的腐蝕溶液。在這種條件下金屬表面形成了無數(shù)微小的原電池，金屬作為原電池的負極(在腐蝕電池中常稱為陽極)，發(fā)生氧化反應2Fe-4e=2Fe2+；金屬中較不活潑的能導電的雜質(zhì)則作為原電池的正極(在腐蝕電池中常稱為陰極)，發(fā)生還原反應2H2O+O2+4e= 4OH-。金屬表面發(fā)生了吸氧腐蝕，是造成整條管線內(nèi)壁表面形成均勻致密的氧化鐵的主要原因，隨著腐蝕的不斷進行造成管壁逐漸腐蝕減薄。

4.2管線下部腐蝕嚴重并且穿孔分析

管線為水平放置，冷凝的的小水珠匯集在管線下部，此處為盲端，水無法排出，從而形成積液發(fā)生吸氧腐蝕。管線中靠近積液面的部分，由于氧氣的溶解濃度較大，成為原電池的正極，氧氣發(fā)生還原反應生成OH-離子；管線下部的溶液中，氧氣的溶解濃度較小，作為原電池的負極，鐵發(fā)生氧化反應生成Fe2+離子，此處是管線較易腐蝕的部位；因此管線下部腐蝕比其它部位要嚴重，形成腐蝕穿孔。

4.3管段法蘭及法蘭蓋腐蝕分析

管端配對法蘭處于滯留區(qū)死角，呈弱酸的水溶液無法排出在此積累，再加上墊片采用的是易吸水的石棉墊片，具有腐蝕性的溶液不斷地滲入到法蘭密封面縫隙中，造成縫隙腐蝕，使法蘭相應部位的密封面長時間處于腐蝕環(huán)境中，造成密封面腐蝕。

5結(jié)論與建議：

5.1造成壓縮空氣母管及法蘭密封面腐蝕的的原因是：壓縮空氣中的水份與氧、硫等元素結(jié)合在一起使金屬表面發(fā)生了吸氧腐蝕；密封面處發(fā)生縫隙腐蝕。

5.2將壓縮機后冷卻器的出口溫度盡量控制在最低，并且加強氣水分離器的疏水，使大量水份排出，從而使進入工廠風母管的壓縮空氣中的水分減少。

5.2針對整條管線的均勻腐蝕，采取定期對管壁進行測厚，重點監(jiān)測管線下部及法蘭焊縫附近，嚴重減薄段及時更換。

5.3管線盲端加裝疏水管線，防止積水。

5.4將法蘭連接改為焊接；如果仍然采用法蘭連接，應采用不吸水的聚四氟乙烯墊片，并且墊片的內(nèi)徑要盡量和管道的內(nèi)徑相一致。

參考文獻

[1]《化工廠機械手冊》編輯委員會，《化工廠機械手冊》，北京，化學工業(yè)出版社

[2] 《化工工藝設計手冊》國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設計院，北京，化學工業(yè)出版社