腐蚀监测
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腐蚀监测范文第1篇
关键词：无线电监测设备；海洋大气腐蚀；设备腐蚀形态
前言
随着无线电监测系统应用领域的不断扩展，由频谱传感器、监测测向设备和天线组成的户外部署设备在沿海地区、舰船、岛礁等环境的使用日益广泛。这些长期曝露在海洋大气环境下的无线电监测设备，其工作寿命和可靠性与其抵抗盐雾侵蚀的能力密切相关。提高设备的抗蚀性能既是系统可靠性设计的重要环节，也是无线电监测系统长期工作于海洋大气环境时必须面对的关键技术。针对这一难题，成都华日通讯技术有限公司组织相关科研人员进行了专题科研攻关。经过研究腐蚀形成的机理，采取相应的防腐蚀对策，在大量实验的基础上，最终取得了较好的效果。按照IEC61969-3防护要求，工作于户外的频谱传感器机箱通常采用IP55以上防护等级的全密封结构设计。为了满足密封状态下内部电路的传导散热要求，箱体金属构件大多采用传热性能优越的铝合金材质生产。同时，铝合金还以其优良的电性能和较高的比强度，在各类天线构件中获得广泛应用。可以说，监测设备的核心金属构件几乎全部采用铝合金材质生产。根据金属材料腐蚀理论，氯离子对铝合金材料具有强烈的腐蚀性[1]。在海洋大气环境下，曝露于高盐雾介质中的铝制构件在氯离子作用下将产生严重的电化学腐蚀，进而导致设备可靠性遭到破坏。监测测向设备的损坏形态不仅取决于海洋大气腐蚀特征，也与其具体结构形式密切相关。需要针对不同的腐蚀成因，采取科学、合理的措施，才有可能阻止或减缓腐蚀进程的发生，有效提高设备的抗腐蚀性能。
1海洋大气的腐蚀特征
海洋腐蚀环境可以分为海洋大气区、飞溅区、潮差区、海水全浸区、海底泥土区。处溅区的构件由于表面供氧充足、干湿交替，因而是最严峻的海洋腐蚀环境[2]。从防腐蚀和维修便利性考虑，海洋环境下监测测向设备的选址应尽可能远离飞溅区，布置于海洋大气区。海洋大气区是海水蒸发形成的含有大量盐分的大气环境，具有高盐雾、高湿度的特点。对铝合金的腐蚀特征主要体现在两方面：其一是大气中的溶解盐直接作用于铝合金和无机材料产生腐蚀；其二是结晶盐粒吸湿后在铝合金表面形成液膜，为腐蚀发生所需的电化学反应提供活性电解质，加速金属构件的腐蚀进程。海洋大气对设备的腐蚀性取决于设备所处位置、降雨量的多少、温度的高低。数据显示：海洋大气中氯离子含量随着离开海岸线的距离呈指数级降低[3]。因此海岸线附近的腐蚀远高于海洋其他区域。海洋大气陆上腐蚀范围一般在距海岸20km左右，距海岸越近、降雨量越小、温度越高腐蚀就越强，24m处比240m处腐蚀大12倍。对处于海岸、舰船或岛屿上的无线电监测测向设备而言，海洋大气的腐蚀、老化作用是其必须面对并长期承受的环境因素。
2设备的腐蚀形态
铝与氧有极强的亲和力，在普通大气环境下其表面会自然形成厚度为0.5~4微米的氧化膜，使铝处于钝化状态，阻止其与周围环境继续接触，保护基体不被腐蚀损坏。但在海洋大气环境下，由于氯离子的作用，钝化膜的防护作用极易被破坏。如没有有效的防护措施，曝露在腐蚀介质中的监测设备将出现以下几种腐蚀形态：
2.1合金成分引起的腐蚀
海洋性气候的腐蚀介质中主要是高浓度的氯离子和促进阴极反应的溶解氧。由于氯离子的半径很小，极易透过膜的孔隙缺陷到达合金基体。当合金中含有加速阴极反应的其他金属成分时，电解液中的活性阴离子便与这些金属阳离子结合，生成可溶性氯化物，形成俗称“白斑”的小孔腐蚀。腐蚀的严重程度不仅与介质有关，更与铝合金的成分有关。实验表明[4]：高纯铝具有很强的抗点蚀性，而含铜铝合金则对小孔腐蚀最为敏感。安装在海洋环境中的铝合金天线构件，仅几年时间就发生腐蚀，严重部位的表面几乎完全呈白色粉末状态（见图1），对天线结构与性能造成较大破坏。究其原因，不仅与腐蚀环境有关，应该还与材质中含有能够加速腐蚀进程的铜元素有关。因此，对应用于海洋环境的机箱、天线等铝合金构件应充分重视材料自身的抗腐蚀特性。设计时不仅应避免使用铝-铜系合金，还应对各类防锈铝的实际含铜量给予高度关注。
2.2异相金属接触引起的腐蚀
由于铝的自然电位较负，与异相金属接触时总是处于阳极，异相金属则成为铝合金电解的阴极体，在电解质的作用下发生电化学腐蚀，也称电偶腐蚀或双金属腐蚀。几乎所有常用金属，只要和铝合金之间存在湿润导电接触都会导致铝的电化学腐蚀。在各种金属对铝材的电偶腐蚀影响中，尤以铜引起的腐蚀最为严重[4]。电偶腐蚀引起的损坏程度取决于两种金属的电位差、阴阳极的接触面积比。实验证明[5]：电位差越大，阴阳极面积比就越大、腐蚀越严重。安装在沿海地区的天线，其连接处的腐蚀往往比其他位置严重。图1中有插座连接的地方以及使用螺栓连接的螺孔都显现出更严重的腐蚀痕迹（螺孔内部已完全呈白色）。造成这种现象的原因，不仅有腐蚀介质在合金表面的点蚀结果，更主要的是连接处存在促使铝合金电解的其他金属，两种金属在盐雾介质作用下发生了电偶腐蚀。监测设备上安装的各种插座、装配用到的紧固件其材质大都为钢或铜，当它们与铝合金之间有电解液膜时则会发生电偶腐蚀，对设备造成破坏。因此，在天线与机箱的设计中应尽量减少或避免采用腐蚀电位悬殊的异种金属材料，装配中还必需对产生电偶腐蚀的条件加以控制，无法控制时应采取相应的隔离措施，以便有效避免或减缓电偶腐蚀的发生。
2.3结构缝隙引起的腐蚀
振子与振子座连接处、箱体与盖板间、插座与面板间、垫圈与螺钉连接处、搭接焊处、铆接处均有缝隙存在，在腐蚀介质的作用下，缝隙金属面将发生腐蚀。腐蚀作用初期，缝隙内外腐蚀介质中的氧浓度差异不大。随着腐蚀的进行，缝隙内的氧很快被消耗。缝隙内外腐蚀介质因溶解氧浓度不同形成氧浓差电池（也称差异充气电池），促使缝隙内金属不断发生腐蚀。缝隙腐蚀现象与金属成分关系不大，但对缝隙宽度较为敏感。最易发生腐蚀的缝宽为0.025～0.100mm，这种宽度下盐雾液膜既能侵入又不会流失，非常有利于腐蚀进程的持续发生，是设计中必须注意解决的问题。缝隙腐蚀的另一特点是其临界腐蚀电位较低，因此它比点蚀更容易发生。加之腐蚀发生在缝隙内，缝隙外部腐蚀迹象并不明显，通常不易被发现，因而对设备具有更大的破坏性。
2.4涂层缺陷引起的腐蚀
当有机涂层与金属膜层之间因针孔或膜层损坏渗入电解液后，涂层下金属在氧浓差电池效应下被逐步侵蚀，由于其膜下腐蚀路径呈蠕虫状，也称丝状腐蚀。这种腐蚀的活性头部区域为阳极，尾部是阴极。由于腐蚀电池两级之间是依靠氧浓差维持，因此其活性头部总是向缺氧方向发展。当接近另一条丝状腐蚀线时，活性头部会避开涂层已破坏的高氧区而转向涂层尚未破坏的低氧区，使丝状腐蚀具有不交叉的典型特征。需要注意的是，丝状腐蚀是一种膜下腐蚀，且只发生在有机涂层与金属之间，一般不发生在的氧化膜上面，因而在腐蚀前期往往不易发觉，具有很大的隐蔽破坏性。图2是遭受丝状腐蚀后的对数天线，可以看出很多振子都已出现丝状腐蚀。左侧上下两振子的表层金属已出现严重的蓬松剥离状态，结构强度与电性能均已遭受破坏。为了减少丝状腐蚀的产生，铝合金构件的涂覆工艺需要特别注意增强金属表面和有机涂层的结合力。确保涂膜的完整性不被损坏是避免丝状腐蚀发生的关键。因此要特别注意在运输、安装环节做好对涂层的防护，避免涂膜出现针孔与破损。
2.5加工工艺引起的腐蚀
构件加工中涉及焊接和人工时效，若处理不当这些工艺过程，往往会导致合金元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出，相对于晶粒形成阳极，在海洋性气候下构成腐蚀电池，引起晶间腐蚀。尤其需要注意的是铝-铜-镁系、铝-锌-镁系合金对晶间腐蚀敏感性较强，在海洋性气候下应避免采用该类合金。晶间腐蚀带来的另一不利因素是在加工应力和腐蚀介质的共同作用下还可诱发应力腐蚀，最终使构件产生裂纹、断裂，丧失使用功能。晶间腐蚀、应力腐蚀都与构件的加工有关，即：构件加工工艺不仅仅关乎结构变形带来的尺寸精度问题，同时还是发生腐蚀的内在诱因。因此，在接收机机箱、天线构件的加工中必须制定合理的工艺路线，控制和减少各类应力产生的外在原因，避免金属中合金元素沿晶界的沉淀析出，以此破坏原电池产生的条件。
3设备的防腐蚀措施
由于户外监测设备具有上述腐蚀形态中的全部工况，加之其在系统可靠性中所处的地位，成为海洋大气环境下监测测向设备防腐研究的重点。从前述分析不难看出，设备的防腐蚀是一项系统性的工作。需要在材料选择、加工工艺、氧化工艺、密封设计、涂覆处理、安装紧固处理等诸多方面采取针对性措施，才能有效提高其抵抗盐雾侵蚀的能力。
3.1合金材料的选用
监测设备材料的选择除了考虑其常规力学性能、物理性能、加工性能外，还必须考虑材料的耐蚀性能。由于监测测向设备自身并不作为力学构件使用，因而在海洋性气候环境下应重点关注材料的耐蚀性和加工工艺性。从多种文献资料的实验数据来看，铝-铜系合金中的铜离子在与海洋大气中的氯离子接触后具有强烈的腐蚀诱发作用，需要严格避免使用。常用的LY12铝合金只能适用于内陆气候，在海洋性气候下并不具有抵抗腐蚀的优势。即便标注为防锈铝的材料也要注意其生产厂家，避免使用小厂产品（小厂产品含铜量往往得不到保证）。
3.2结构设计
在充分了解设备安装使用环境的基础上，合理确定抗蚀面和导电面界限，以便于氧化膜的可靠形成；合理确定开孔位置与数量，尽量减少所需密封通道；选用高质量的导电密封材料，并按30%~50％压缩量确定嵌入槽的公差与尺寸；为了减少和防止缝隙腐蚀的发生，设计中对结合面缝隙应采取措施，提出合理的形状、位置公差要求，避免因贴合不严形成敏感缝隙，从源头消除差异充气电池产生的条件，对无法避免的敏感缝隙，应在外部设计消缝沟槽，减少电解液的进入与滞留；散热翅片设计应避免尖角、锐边，减小热量集中对氧化膜的生成影响，尽量不用异种金属，减少电偶腐蚀产生条件。
3.3加工工艺
全密封接收机机箱的生产涉及焊接和大面积散热翅片加工，容易产生和积累加工应力。为了避免晶间腐蚀和应力腐蚀，加工中应减小吃刀深度、减缓进刀速度，在应力集聚工序后均应进行人工时效处理，消除或减小材料内部的微观应力和加工应力。避免和减少晶间腐蚀、应力腐蚀的出现。对具有密封界面构件的加工，要严格控制装夹应力，确保其加工平面度符合设计要求。
3.4氧化膜处理
常用的铝合金氧化膜有两种形式，一种是具有良好导电性的化学氧化膜（分为酸性和碱性氧化），另一种是具有高硬度、高耐磨性的阳极氧化膜，后者以其致密、厚实的膜层优势拥有远高于天然氧化膜的抗腐蚀性能。但阳极氧化膜30V/μm击穿电压带来的高绝缘性却无法满足接收传感设备对电气性能、屏蔽性能的要求，这也是电子设备通常直接采用化学氧化膜（导电氧化）加涂覆方式进行表面处理的重要原因。通过改进结构设计和加工工艺，华日海洋环境户外设备合理地将两种氧化膜的优点集于一体。使其不仅具有良好的电气性能与屏蔽性能，而且还拥有优异的耐磨性和高抗蚀性。这一氧化膜处理工艺有效解决了天线振子的连接与防护矛盾，也为采用有机涂层后易导致丝状腐蚀的天线构件提供了新的解决措施。需要指出的是，两种氧化膜都有多种生成工艺，其抗蚀性能因工艺方法和工艺参数不同而差异较大。本次研究中，通过对比分析不同工艺下氧化膜的抗蚀性能参数，优选出有利于提高设备防护性能的氧化膜生成工艺。实验表明：按选定工艺方法生成的阳极氧化膜，在不喷涂任何有机防护涂层的情况下，直接曝露在富含铜离子的酸性盐雾环境中。其承受腐蚀的能力也远高于军品盐雾防护所规定的验收标准，显示出良好的抗蚀性能。
3.5涂覆处理
从铝合金的腐蚀机理可知，氯离子对氧化膜的穿透是造成金属基体腐蚀的根本原因。因而，在氧化膜的表面增加对腐蚀介质有隔离作用的有机涂层可以大大提高抗蚀层厚度，降低电解液与氧化膜的接触几率，进而减缓氯离子对氧化膜的侵蚀进程。从涂层的耐蚀性、耐候性、附着性考虑，监测设备底层应采用适用于有色金属的环氧类防腐底漆，面漆采用具有较强耐候性、抗腐性的改性丙烯酸涂料。从防腐效果看，光泽不积水的漆膜可以有效减少腐蚀介质的存留，破坏腐蚀电池产生的条件。常用的橘纹漆面、磨砂漆面、喷砂面不宜用于海洋大气环境。鉴于涂覆工艺与产品最终抗蚀性的密切关系，本文研究过程中对监测设备的喷涂方式、涂覆层数、涂层膜厚、间隔时间等提出了具体要求，并进行了相应验证。需要注意的是喷涂前基体表面应参照ISO8504进行清洁处理，以提高附着性、避免和减少丝状腐蚀的产生。
3.6装配处理
分析设备的腐蚀形态可知，其抵抗电偶腐蚀、缝隙腐蚀的能力相当一部分是由装配环节实现的。因此监测设备的装配应遵循以下原则：（1）由于电偶腐蚀主要存在于异种金属的接触处，因此需对紧固件、插接件的非导电面涂绝缘胶或加装绝缘垫后装入，以阻断电气接触；（2）无法避免电气接触时，异种金属构件应选用腐蚀电位与铝相近的材料，紧固件可进行镀镉处理，以减小电偶腐蚀对箱体造成的危害；（3）对弹垫、平垫间的缝隙，箱盖与箱体间的缝隙，插座与面板间的缝隙均应采用聚氨酯弹性密封胶填充，以减少缝隙腐蚀的发生；（4）装配完成后应对所有紧固件、插接件外露部分喷涂聚氨酯清漆实现表面隔离防护，避免不同金属外露部分通过表面电解液膜构成腐蚀回路。
4设备的防腐蚀验证
海洋大气环境对监测设备的腐蚀是一个多因素作用下的缓慢、渐进过程，通常采用盐雾试验方法对产品抗蚀能力与防护措施的合理性进行评估验证。图3CASS试验后的户外机箱常见的盐雾试验有：中性盐雾试验（NSS）、乙酸盐雾试验（ASS）、铜加速乙酸盐雾试验（CASS）三种。其中NSS是军品防腐蚀验收标准规定试验方法，CASS的腐蚀加速性为NSS试验的8倍。为验证本文防腐措施的有效性，采用CASS标准对海洋环境户外机箱进行了与军品验收时间要求相同的抗蚀性试验（见图3），结果显示：机箱表面无点蚀及起泡空鼓现象，漆膜光泽亮丽，内置电路板卡，导电结合面完好如初，无任何腐蚀迹象，防腐效果符合设计期望。
5结束语
由于腐蚀介质的不同，工作于海洋大气环境的无线电监测设备在结构设计与制造工艺上都与内陆设备有着较大的区别。本文所提出的防腐措施为提高该类设备的防腐性能积累了经验，为无线电监测设备在海洋大气环境下的可靠应用提供了技术借鉴。
参考文献：
[1]魏保民.金属腐蚀理论及应用.化学工业出版社
[2]侯宝荣等.海洋腐蚀环境理论及其应用.科学出版社
[3]李晓刚等.我国海洋大气腐蚀分级分类与机理.2014海洋材料腐蚀与防护大全
[4]朱祖芳.铝合金阳极氧化与表面处理技术.化学工业出版社
腐蚀监测范文第2篇
关键词：杂散电流腐蚀；监测；防护；专家系统
0引言
杂散电流对地铁隧道结构钢筋及地下钢铁金属设施产生严重的腐蚀，根据法拉弟电解定律每一安培杂散电流每年可腐蚀钢铁金属9.11Kg。杂散电流造成的腐蚀危害是十分严重的，由于腐蚀的隐蔽性和突发性，一旦发生事故，往往会出现灾难性的后果。因此，对于杂散电流的监测和防护是十分重要的问题。本文针对杂散电流的监测和防护提出了一种新型的系统--轨道交通杂散电流腐蚀监测和防护专家系统。
1 系统概述
轨道交通杂散电流腐蚀监测与防护专家系统的系统构成如图1所示。图1 轨道交通杂散电流自动监测防护专家系统图
轨道交通沿线根据杂散电流测定原则布置智能传感器，利用智能传感器实时自动监测列车运行时的各种测定数据，通过现场总线传输到各区的智能监测装置，若通信距离过长可加入数据转接器；智能监测装置分析测量数据，根据系统主机先期确定的排流策略启动智能排流柜排或闭，同时将现场实时数据利用SCADA通道上传系统主机；系统主机利用专家系统软件进行全线综合分析，制定排流策略，提供各种报警信息，预测腐蚀，保护轨道交通运输的安全运营。
2 杂散电流自动监测系统设计
1）通信网络
结合杂散电流防护系统的特点，确定使用CAN2.0B标准，采用PeliCAN，双滤波模式，主站启动命令为远程帧，从站回复为数据帧。
2） CAN总线智能节点设计
传感器、排流柜和监测装置的硬件框图可用图2表示。
图2 传感器、监测器和排流器节点的硬件框图
3）CAN中继器节点
由于在线路上的电平损耗和分布电容对传输信号的影响，总线型网络的最远传输距离和传输速率受到限制。通信波特率为5Kbps的情况下，CAN的最远通信距离为l0km。而在具体应用中，各个节点地理上可能比较分散，要求传送距离比较远。利用中继器分割和隔离物理上各自独立的CAN总线，可以拓展了原有CAN总线标准定义的地理分布范围，满足杂散电流监测系统的需要。
4）杂散电流监测上位机软件设计
上位机软件设计采用了模块化结构，各程序模块之间的功能既相互独立又有机结合，便于扩充和修改。系统主要包括模型算法模块、通信管理模块、数据管理模块、数据分析模块、事件记录模块、配置信息模块等。
3 杂散电流防治专家系统
将专家系统应用于杂散电流的防治，可以集中相关技术领域专家的智慧，充分发挥专家在杂散电流防治中根据感觉、知识、经验所进行的推理判断的能力，并可适用于各种场合和各种情况，不受现场人员技术水平的制约和其他人为因素的影响。杂散电流防治专家系统包括系统总控、综合推理子系统、知识库及其管理子系统、方法库及其管理子系统、数据库及其管理子系统、解释接口等六部分构成，如图3所示。
图3 杂散电流防治专家系统
其中，系统总控的功能包括提供系统总菜单及选单功能、控制各库和各子系统的协调运行、控制系统内数据采集系统的采集和输入、启动和控制综合分析推理子系统的运行、控制系统与外部的通讯、协调系统各库内容的传输等等。综合分析推理子系统主要完成对监测数据进行综合分析和处理。其功能主要包括把各类经整编后的监测数据和相关信息与各类评判指标进行比较，从而得出杂散电流的危害程度。在判断杂散电流超限时，发出报警信息、进行成因分析并提出防治措施。综合分析推理子系统需要与数据库、方法库及知识库进行频繁的信息交互。数据库及其管理子系统是面向数据信息存储、查询的计算机软件系统，是整个专家系统运行的基础。数据库的管理工作主要包括：数据资料的采集、录入、存储、整编、查询、传输、报表和图示等。方法库是用于方法信息存储和调用管理的计算机软件系统。方法库管理子系统的管理工作主要包括：方法的添加、删除、修改、调用等。知识库是用于知识信息的存储和使用管理的计算机软件系统。知识库管理子系统主要是对知识库进行输入、查询、修改、删除等。解释接口主要解释三个方面问题：给出推导这个结论所用的规则；根据推理过程，解释提问用户问题的原因；给出相应的杂散电流的防治措施。
参考文献：
腐蚀监测范文第3篇
1造成腐蚀的原因分析
炼化污水成分复杂，腐蚀性较强，可能造成金属管道及设备腐蚀的原因很多，包括酸性腐蚀、氧腐蚀、氯离子腐蚀、微生物腐蚀、应力腐蚀、焊接腐蚀等。根据腐蚀的情况，结合现场实测数据，对管道及设备腐蚀作出分析。
1．1污水水质分析2012年对部分污水水质进行了采样分析。污水水质分析项目和指标如表1所示。
1.2外排污水管道和流砂过滤器管道腐蚀原因分析
从表1可以看出，污水pH值适中，污水中氯离子含量较低，碳钢管材可以耐受，而监测池外排区和回用区的溶解氧和细菌数较高。分析外排污水管道和流砂过滤器管道腐蚀的原因，主要在于污水中残留和滋生的微生物———铁细菌和硫酸盐还原菌（SRB）促进作用下产生的氧的电化学腐蚀。
1．2．1溶解氧的腐蚀为节省投资，广西石化公司外排污水监测池与回用污水提升水池合建在一个大池子内，回用区的过剩污水采用溢流堰跌落进外排污水监测池（如图5所示）；另外，在运行中当外排污水水质较差时，采取将外排污水全部或部分经过砂滤处理后再回流到监测池的措施，以保证污水达标排放，而该回流管线出水口位于水面上，靠近外排污水泵吸入口。由于水流的搅动作用，提高了污水中溶解氧的浓度，监测外排泵吸入口处溶解氧的质量浓度通常在1．5mg／L左右。溶解氧对碳钢管道的腐蚀是一种电化学腐蚀，铁和氧形成腐蚀电池，铁是阳极，遭到腐蚀，氧为阴极，进行还原。水中溶解氧浓度越高，碳钢的腐蚀速率越高。这正可以解释污水外排管线的泄漏点全部出现在距泵出口1．6km以内，且沿污水流向递减分布的现象。
1．2．2铁细菌的影响污水场在正常生产时共有3个工序需要加入三氯化铁混凝剂净化污水，通常加药总量控制在70mg／L左右，而高密度澄清池出水即回用的砂滤进水中铁离子的平均质量浓度仅为0．57mg／L，说明加入的大量的铁离子都已参与了污水的物理、化学和生物反应。由于污水中仍含有铁离子，且pH值较低，通常在6．5～7．5之间，给铁细菌的生长创造了良好的生存环境，尤其是在A／O生化池内条件更好，会造成铁细菌大量繁殖。由于外排污水没有考虑控制细菌总数，未设杀菌设施，所以在外排污水中必然含有较多的微生物。采样检测结果也表明铁细菌的数量较多（如表1所示）。铁细菌是一种好氧异养菌，但在溶解氧的质量浓度小于0．5mg／L的系统中也能生长。它偏好铁质较多的酸环境，以碳酸盐为碳源：4FeCO3＋O2＋6H2O4Fe（OH）3＋4CO2＋能量［3］，反应产生的能量和高浓度铁维持其能量代谢，适宜生长的pH值为6～8。它能氧化溶解于水中的氢氧化亚铁、碳酸亚铁等使之以红棕色粘性物（Fe2O3•xH2O）沉积下来，更促使在阳极附近形成氢氧化铁和铁锈的沉淀膜。当这种沉淀膜进一步增大时，将妨碍氧进入，所以沉淀膜下方因缺氧而成为阳极，而沉淀膜周围的金属则变成了阴极，形成氧的浓差电池，加剧了腐蚀的进行，同时还为SRB提供极为有利的生长条件［6］。在污水外排管道和流砂过滤器进水管道内壁可见大量的暗褐色或黑褐色的锈瘤。挖开锈瘤可见到一个个凹坑，腐蚀继续进行下去，可造成金属穿孔。2012年9月底对外排污水管道中的锈瘤样品进行了分析，其中铁占68％，由此可证明锈瘤主要是由于铁细菌腐蚀管道所致。
1．2．3SRB的影响检测出外排管道垢样中硫占了1％，而监测流砂过滤器进水中的硫酸根离子的质量浓度为76mg／L。管道中由于氧气不充足，适宜的温度、pH值和由于铁细菌和其它杂质影响形成的锈瘤等沉积物较多，给SRB的生长提供了良好的生长环境。SRB是一种厌氧菌，能利用硫酸盐或者其它氧化态硫化物作为电子受体异化有机物质。在厌氧环境下，硫酸盐会在SRB作用下产生H2S，H2S能严重腐蚀处理设施和排水管道。
1．3监测池污水提升泵的腐蚀原因分析监测池污水提升泵及其出口阀门、管线腐蚀非常严重，分析其原因主要是由于气蚀所造成。如前所述监测池中的污水含有较高浓度的溶解氧，当叶轮叶片入口附近的压力小于液体输送温度下的饱和蒸气压力时，液体就会气化，溶解在液体内的气体逸出，形成许多气泡而产生严重的气蚀现象，造成金属表面因冲击疲劳而剥裂。同时含有较多氧气的气泡还会形成热电偶，形成电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏。另外外排污水泵采用了自吸式水泵，由于污水池较深，最低停泵液位设置较低，也容易导致气蚀的发生。
2对策
目前，污水场出现严重腐蚀情况的部位集中在监测池外排污水管道、回用水提升泵和流砂过滤器区域，而在污水处理单元和回用水其它单元尚未发现腐蚀情况。原因是对流砂过滤器等撬装设备、界区外管道和一些防腐相关的细节考虑和要求不够，而对污水处理单元的设备和管线充分考虑了污水及化学药剂的腐蚀性，在选材上大量使用了PE、不锈钢以及UPVC等耐腐蚀材料。通常控制金属材料的腐蚀主要从合理设计，正确选用金属材料，改变腐蚀环境，采用耐腐蚀覆盖层，电化学保护，采用非金属材料等方面着手。针对污水场生产运行现状，采取了如下补救措施和防治对策：（1）对外排污水管道分段打开检查腐蚀情况和测量厚度，对腐蚀严重的部分管段进行维修，碳钢管内壁做防腐处理。对外排污水管线在上管廊前的410m埋地段采用HDPE内穿插修复。（2）针对污水外排泵出口阀门和出口短接以及回用水装置阀门的腐蚀问题，升级阀内件材质，采用衬塑、衬四氟等隔离层。（3）对流砂过滤器内部进行了重新打磨和喷涂高强度防腐涂层，将其撬装碳钢管线全部更换为HDPE管。（4）将砂滤回流管线移位到监测池入口端，出水口延伸到池子底部，在回用区与外排监测池相连的溢流堰上开些平衡孔，适当提高监测池运行水位，以减少污水中溶解氧的含量。（5）对监测池污水提升泵的气蚀余量进行核算，调整停泵液位，叶轮材质升级为耐腐蚀的316不锈钢。（6）提高外排污水的pH值，尽可能控制在8．3～9．0之间，以抑制铁细菌的生长。（7）向污水监测池中冲击式投加次氯酸钠，使菌群数量控制在1000个／L。
3效果
2013年按照上述对策和措施进行了改造，通过一年的运行和监测，外排污水监测池中的溶解氧的质量浓度基本控制在0．5mg／L以下，水中的细菌总数控制在1000个／L以下，并且铁细菌数量不超过200个／L，经过材质升级的水泵叶轮、泵轴和阀门等没有再出现腐蚀现象，设备完好；流砂过滤器重新防腐和更换管线后效果非常明显，漏点基本消除；外排污水管线埋地段采用HDPE内穿插修复后未再发现新漏点，管廊上仅进行维修和简单防腐处理的管道仍有新漏点产生，但出现频率大幅减缓，公司已委托设计单位重新设计铺设一条HDPE管道，准备分段实施。
4结语
腐蚀监测范文第4篇
【关键词】天然气 装置 防腐 技术 研究
中图分类号：F407文献标识码： A
1土壤腐蚀及其防护
普通碳钢材质管道在埋地过程中腐蚀发生的原因比较复杂，总的说来，发生的腐蚀可分为四类：化学腐蚀、电化学腐蚀、杂散电流的腐蚀、微生物引起的腐蚀等。化学腐蚀是一种全面的腐蚀，其造成的管道外壁变薄是均匀的，因此危害相对较小；而其他几类则易形成局部腐蚀乃至穿孔，危害严重，本文将对此进行详细介绍。
1、土壤腐蚀的种类。第一，电化学腐蚀。由于管道所埋土壤各处的物理化学性质不同、碳钢管道各部分的金相结构不同，如晶格缺陷、杂质、内部应力、表面粗糙程度等原因，一部分金属易电离，带正电的金属离子离开金属转移到土壤中，从而该段电子过剩电位变负；而另一部分金属相对不容易电离，电位较正，从而在两段间发生电子流动即发生氧化还原反应。失去电子的管段成为阳极区，得到电子管段则成为阴极区，并和土壤一起组成回路，形成了电化学电流即腐蚀电流。该回路的存在导致阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀乃至穿孔。第二，杂散电流对管道的腐蚀。由于外界各种电气设备的漏电与接地，在土壤中会形成杂散电流。杂散电流的一部分又可能流入、流出埋地管线，在电流离开金属管线流入土壤处，金属管道壁产生腐蚀。其原理类似电化学腐蚀，只不过其速度和程度远大于单纯的电化学腐蚀。杂散电流又可分为直流电和交流电，根据腐蚀发生原理可知，直流电流的危害最大。第三，微生物引起的腐蚀。据报道，土壤中存在的微生物有时会参与腐蚀过程，不同微生物的腐蚀行为的条件各不相同。例如，硫酸盐还原菌能将可溶的硫酸盐转化为硫化氢，使土壤中氢离子浓度增加从而加速金属管道的腐蚀。但其最适宜的土壤PH值为4.5-9.0，在3.5以下或11.0以上时则完全受到抑制。
2、因此，一般需沿管道铺设方向每隔一定距离设立阴极保护站。第二，牺牲阳极保护法。采用比金属管道材质电极电位更负的金属和管道相连，二者与电解质溶液即土壤形成原电池，从而保护管道免于腐蚀，但阳极在输出电流过程中破坏，一般可用的阳极为镁、铝、锌及其合金等。利用该法时被保护管道的防腐层绝缘性应良好。第三，排流保护法。用排流导线将管道与其附近可产生杂流的电器设备连接，使杂流不经过土壤而单向流会电源的负极，从而保证管道不受腐蚀。一般情况下，埋地管道的防护都采用涂层防护和电保护相结合的方法，从而达到较理想的防腐效果。
2 高含硫天然气腐蚀控制技术研究
2.1 材料选择与评价
对于高含硫天然气处理使用材料的评价与选择，主要集中在模拟天然气处理复杂工况环境下的静态腐蚀评价和动态腐蚀评价，以及以镍基合金为基础的耐蚀合金研究。但应注意到，国际标准没有表明所列材料在H2S体积分数大于10%的可靠性如何，而且也缺乏在H2S分压大于1.0MPa环境中安全使用金属材料的成功经验或失败教训。因此，建立一套对高含硫气藏所用金属材料的评价方法和程序，根据不同的工况条件确定镍基合金、双金属复合管的适用环境和条件，是该领域研究的方向。
2.1.1 镍基合金评价方法和适用范围的研究
镍基合金在高含硫天然气的应用已经达到一定的规模，针对镍基合金种类较多而难以选择和可能出现局部腐蚀、环境腐蚀开裂的实际情况进行了研究，采用硫酸铁（Ⅱ）硫酸晶间腐蚀评价方法进行镍基合金初步筛选、模拟腐蚀环境中的4点弯曲测试法进行EC性能评价、采用动电位法进行点蚀电位测试以评价局部腐蚀性能的组合方法体系能够实现镍基合金的筛选评价；相同牌号的国产镍基合金与进口镍基合金在化学成分、组织结构上不存在明显差异；进口镍基合金耐晶间腐蚀性能优于相同牌号的国产镍基合金；国产镍基合金和进口镍基合金都具有很好的耐EC性能，但是在苛刻的腐蚀环境中都发生了点蚀；温度是镍基合金腐蚀的主控因素，元素硫的存在及其含量多少也是镍基合金腐蚀的重要因素。为此，提出了国产镍基合金的适用条件，即Cl-浓度低于100kg/ m3、pH值大于3.5、H2S分压低于6MPa、CO2分压低于4MPa、存在少量元素硫的腐蚀环境。
2.1.2 双金属复合管焊缝耐蚀性能研究
根据机械复合管和冶金复合管各自的特点，对NACETM0177和ISO15156给出的抗硫评价方法进行了补充和完善，形成了复合管焊缝抗环境开裂性能的评价方法。研究结果表明，国产X52/825冶金复合管及其焊缝具有良好的抗环境应力开裂性能和抗电化学腐蚀性能；L245/825直焊缝和环焊缝具有较好的抗环境应力开裂性能，但在模拟苛刻腐蚀环境的溶液中环焊缝试样出现了局部腐蚀。同时，设计建造了用于高含硫环境整管段腐蚀评价的试验装置，提出了复合管焊接接头在苛刻应力状态下的整管段腐蚀评价方法。研究结果表明，X52/825冶金复合管焊接接头和L245/825机械复合管焊接接头具有良好的抗环境应力开裂性能。
2.2 缓蚀剂防腐技术研究
天然气腐蚀防护工艺技术包括采用耐蚀材料、防腐蚀涂层、加注缓蚀剂以及阴极保护等。碳钢+缓蚀剂的腐蚀控制方法具有投资少、防腐效果好的优点，得到了广泛应用。在天然气处理目前应用效果较好的缓蚀剂是季铵盐类、咪唑啉及其衍生物、炔醇类及其衍生物、含N、S、P的有机化合物等。针对高含硫天然气，需要开发适应地面气液混输特殊工艺的系列缓蚀剂。
2.3 地面集输系统腐蚀控制技术
高含硫天然气地面集输系统缓蚀剂现场应用工艺包括：缓蚀剂预涂膜工艺、缓蚀剂批量加注工艺、缓蚀剂连续加注工艺、缓蚀剂与水合物抑制剂等化学药剂配伍加注技术等。通过清管器预膜+缓蚀剂连续加注工艺实施后，腐蚀速率可控制在0.1mm/a以下。通过失重挂片、电化学监测、化学检测技术的综合应用，实现了对缓蚀剂现场应用效果的评价。某输气干线采用CT2-19缓蚀剂预涂膜后，缓蚀剂保护膜持续时间超过30d，约在37d后管道缓蚀剂保护膜才遭到破坏。管道氢通量监测、腐蚀挂片、电阻探针监测结果都表明，CT2-19缓蚀剂加入后，腐蚀速率小于0.025mm/a，腐蚀速率明显降低，缓蚀剂抑制了管道的腐蚀，缓蚀剂膜保护效果良好。
2.4 腐蚀监测与检测技术
高含硫天然气用腐蚀监测技术包括线性极化探针、电感探针、电阻探针、FSM、电化学噪声技术等，不同腐蚀监测技术由于工作原理不同具有个体的适应性和彼此的差异性。近年来，氢探针技术、全周向腐蚀监测技术、柔性超声波技术等现场腐蚀监测新技术以其独特的优势被广泛关注，实现了现场应用。如龙岗天然气在综合使用电阻探针、腐蚀挂片和FSM等腐蚀监测技术基础上，配合使用了超声波测厚技术、氢探针技术、缓蚀剂残余浓度分析技术及腐蚀预测技术。龙岗天然气腐蚀监测技术体系内容涵盖了腐蚀监测点的布置、监测方法的选择、腐蚀回路的划分、数据的处理、数据库管理等，可实现现场腐蚀数据的评价和预测，为制订腐蚀控制措施提供数据支持。
3 结论与认识
（1）高含硫天然气腐蚀控制是一项系统工程，需要从材料选择与评价、缓蚀剂研发与应用、腐蚀监测与检测技术的集成与优化入手，形成高含硫天然气整体防腐方案，建立数字化腐蚀数据管理系统和数据库，从而实现腐蚀控制的整体设计和完整性管理。
（2）在高含H2S和CO2以及元素硫共存条件下影响腐蚀的主要因素为水中Cl- 以及元素硫的含量，并预测腐蚀严重部位为有高Cl-含量的地层水和（或）元素硫沉积的部位。
（3）提出的镍基合金评价方法和适用范围能够用于高含硫天然气的选材，提出的双金属复合管及其焊缝抗环境应力开裂试验方法和耐蚀性能评价程序经现场应用证明可行。
参考文献
腐蚀监测范文第5篇
Abstract:Through the analysis of the corrosion of the atmospheric tower air cooler, the mechanism of the corrosion of the atmospheric tower air cooler is illustrated. According to the actual situation, the thesis puts forward the corrosion technology of 1 dehydration and 3 water flooding and the specific preventive measures of adopting the corrosion-resistant materials.
关键词:常压塔顶空冷器;腐蚀;防护措施;一脱三注
Key words: atmospheric tower air cooler; corrosion; preventive measures; 1 dehydration and 3 water flooding
中图分类号:TH17 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0055-01
0引言
盘锦北方沥青股份有限公司1Mt/a常减压蒸馏装置常压塔顶低温部位经常出现腐蚀,特别是常压塔顶空冷器管束经常出现腐蚀减薄与穿孔,经常运行不到一个周期便发生泄漏。为了保证装置长周期安全运行,提高经济效益,就必须采取切实有效防止空冷器腐蚀的措施。
1空冷器管束失效原因分析
蒸馏装置加工的原油经深度脱盐,可以脱去大部分无机盐(MgCl2、CaCl2),但由于本装置的原料是由多种原油混合而成,比例不确定,因此性质很不稳定,造成电脱盐合格率不稳定,所以本装置不采用电脱盐装置,致使原油中无机盐水解产生的大量HCl腐蚀介质进入冷凝系统。而腐蚀介质H2S主要来源于原油中的硫化物,加工过程中原油所含硫化物被加热分解,生成大量H2S,随着油气进入了塔顶系统。由于HCl和H2S随油气进入三塔冷凝系统,即发生了HCl-H2S-H2O系腐蚀。
常压塔顶空冷器管束腐蚀介质主要是油气中含有的H2S和HCl,在环境温度较低、有冷凝水存在时,形成H2S-HCl-H2O腐蚀环境。这种腐蚀起主导作用是HCl的腐蚀。一般气相部位腐蚀较轻,液相(有水)部位腐蚀较重,气液相变部位(即露点部位)腐蚀最为严重,腐蚀形态为空冷碳钢管束全面减薄、均匀减薄。
2防护措施
针对这种低温腐蚀问题,所采取的防护措施主要从“一脱三注”的工艺防腐以及选用耐腐蚀材料两方面加以控制。
(1)加强“一脱三注”的工艺,建立在线腐蚀监测体系。加强“一脱三注”的工艺操作是减少常压塔顶空冷器腐蚀的基本方法。“一脱三注”工艺的基本出发点就是消除HCl的产生,同时抑制其腐蚀作用。
原油电脱盐是减少CL-来源、降低轻油部位腐蚀的根本性措施。原油电脱盐实现盐体积分数在3mL/L以下,可对低温部位腐蚀进行有效的控制。此外原油电脱盐还可脱除部分Na+,防止后续加工装置的催化剂中毒。而且原油电脱盐还可有效地脱除水分,保证后续操作工作正常进行,降低加工能耗。电脱盐操作应注意以下内容:
①选用合适的电脱盐设备:电脱盐设备分为电脱盐罐和电场设备。在投资许可的情况下,电脱盐的容积越大越好。容积越大,油、水停留时间越长,分离越充分,油中含水、水中含油越低,脱盐、脱水越好。电场设备按单位电脱盐罐处理能力大小分为高速和低速电脱盐,装置扩容改造,如因投资或设备布置原因的限制,可选高速电脱盐。②优化操作条件:电脱盐二级一次注水量一般控制为3%～6%,一次排水回注二级,注水量越大对脱盐越有利,但也应根据送电情况,不可太大,特别是重质原油,注水太大可能会造成送电困难、排水带油,同时也会增加能耗。控制合适的电脱盐温度,一般控制到100～140℃,重质原油控制较高温度,轻质原油控制较低温度。提高温度能增加油、水密度差,从而提高油、水分离速度。调整混合强度,混合强度的调整可以通过调整静态混合器或混合阀压差来实现。③选用合适的破乳剂、脱盐剂:电脱盐系统能否正常操作,能否保证脱后含盐、含水低,送电正常、电流低,排水清、含油低,其关键是选用合适的破乳剂。破乳剂功能是破乳,促进油、水分离。如送电、排水正常,原油脱后盐含量高,应适当增加混合强度或注水量等,以降低原油脱后含盐。为了降低原油中的金属离子含量,可选择使用脱盐剂。
注氨是控制PH值的常用方法,可中和塔顶馏出系统的HCl和H2S,调节塔顶馏出系统冷凝水的PH值以减缓腐蚀,一般注氨的PH值最佳控制值在7以上。
加强注剂的日常管理,要做好注剂性能的监测和分析工作,同时要做好注剂的日常管理工作。缓蚀剂可在设备和管线的表面形成一层完整致密的保护膜,阻止介质对设备的腐蚀。要注意的是缓蚀剂在设备表面所形成的吸附保护膜是一种动态变化膜,一旦操作发生变动,PH值下降或缓蚀剂维持剂量不足,都可以使保护膜遭到破坏,腐蚀明显升高。目前缓蚀剂注入管道采取的方式垂直注入,建议增加弯头,使注剂顺介质流动方向注入,并增加注剂喷嘴,使注剂在塔顶挥发线介质中均匀扩散,充分防护注剂效能。
建立在线腐蚀监测体系:在线腐蚀监测可使装置在不停车的情况下对设备进行腐蚀监测,并可根据连续监测的数据,及时采用或调整防护措施,预防腐蚀破坏事故的发生,实现装置和长周期、安全、稳定运行。在腐蚀最为严重的常压塔冷凝系统安装在线腐蚀速率测定仪与PH值测定仪,随时掌握设备腐蚀情况,及时调整工艺防腐蚀参数。建议在常压塔塔顶空冷器的入口与出口管道处安装多通道电感(电阻)探针和在线PH值测定仪。
(2)选用合适的材质。常压塔顶空冷器的选材一直是个难题,采用哪一种材质不但要考虑耐腐蚀性能还得兼顾经济条件。根据选材原则:推荐使用双相不锈钢和09Cr2AlMoRE。双相不锈钢防腐蚀性能较好,但其价格相对昂贵。稀土合金钢09Cr2AlMoRE是一种含铬、铝、钼、稀土的特殊钢材,其耐蚀能力是一般钢材的5～6倍,价格相对便宜,它的主要特点是利用稀土的特殊作用来改善材料的整体性能,显示出脱硫、脱氧、细化颗粒、降低材料中有害夹杂物总量的作用。
腐蚀监测范文第6篇
关键词:地铁;杂散电流;防护;监测
1 概述
地铁具有运量大、安全舒适、运输成本低等优点，且与地面的交通工具互不干涉，因此成为解决城市交通拥挤紧张状态的有效途径。目前地铁列车牵引动力一般用直流电，由设置在沿线的牵引变电所通过架空线或第三轨向列车馈送电量，并利用走形轨作为回流线路。直流供电的地铁系统的走形轨本身具有电阻且走形轨对地做不到完全绝缘，所以有一部分电流从走形轨泄漏到大地。这部分从走形轨漏出的电流被称为杂散电流又叫迷流。
杂散电流从走形轨漏出后，经过地铁的道床流入大地，然后从大地流回钢轨回流点。若地铁附近有导电性能较好的埋地金属管线(如自来水管、煤气管道、电缆等)，则有一部分杂散电流选择电阻率较低的埋地金属管线作为流通路径，在变电所附近从金属管线中流出流电所。对于走形轨杂散电流是在远离变电所的地方流出，对于埋地金属管线杂散电流是从变电所附近的部位流出，由于土壤或其它介质的作用，金属体有电流流出的部位发生电解，使金属体遭受电化学腐蚀。这种电化学反应易腐蚀地铁钢轨、地铁主体结构钢筋、地铁线路附近的埋地金属管线，减少埋地管线使用寿命，降低地铁主体结构的耐久性和强度，有时甚至造成灾难性的事故。钢轨埋设在地表面，易于发现损坏状况，且便于更换，所以杂散电流腐蚀对其的危害不是很大;但由于地铁主体结构钢筋和埋地金属管线埋设在地下，其腐蚀情况不易察觉，所以杂散电流腐蚀对地铁主体结构钢筋和埋地金属管线的腐蚀危害是很大的。例如从20世纪70年代开始运行的北京地铁一期工程的主体机构中的钢筋已发现有严重的杂散电流腐蚀;北京、天津地铁都有水管被侵蚀穿孔的情况;香港也曾因杂散电流腐蚀煤气管道引起煤气泄漏;在一些地铁运行历史较长的发达国家，杂散电流腐蚀同样严重，如英国曾发生过因为杂散电流腐蚀而发生的钢筋混泥土塌方事故。可见，寻求减少杂散电流腐蚀危害的方法是非常重要的。目前又是我国建设地铁的时期，因此全面考虑杂散电腐蚀问题，设计合理的杂散电流防护方案具有一定的现实意义。
2 杂散电流的防护
从系统上来讲，目前杂散电流防护设计方法可分为3类:一是控制杂散电流产生的源头，减少杂散电流产生的数量，即是“堵”的方法。二是对已产生的杂散电流采取排流或其它方法减少其腐蚀危害，即“排流法”。三是对杂散电流进行实时监测，一旦发现杂散电流过高则采取一定的对策来减轻其危害，即“测”的方法。
2.1 从源头上控制杂散电流产生
2.1.1 降低回流回路的阻值
钢轨本身具有电阻，当电流流过钢轨时在电阻上就产生电位差，因钢轨对地绝缘电阻不可能是无穷大，故产生有电位差和产生杂散电流。所以要降低杂散电流的数量就要减小钢轨压降，降低钢轨压降的方法有如下几点:
① 增加走形轨的长度，减小钢轨的电阻:地铁列车走行钢轨同时作为牵引列车回流用，因此钢轨阻抗越小，从钢轨向外流失的杂散电流也越小，减少钢轨阻抗的有效办法是采用长钢轨，钢轨越长，钢轨接头就越少，钢轨的阻抗也就越小。
② 各钢轨之间应有畅通的电气连接以保证低阻值的回流路径。
③ 缩短变电所之间的距离，采用双边供电:从杂散电流的估算公式来看，杂散电流与供电距离的平方成正比，所以缩短供电距离是减少杂散电流数量非常有效的方法。
2.1.2 增加杂散电流流通路径的电阻
增加杂散电流流通路径的电阻具体的有2点措施:
①增加轨道对地的过渡电阻:木质轨枕、枕木的端面和道钉必须经过绝缘处理或设置专门的绝缘层，轨道和接地回路之间应具有良好的绝缘，走行钢轨采用点支承等。增加杂散电流泄漏路径电阻的另一个方法是地铁系统采用不接地或二极管接地策略。
②在车辆段的检修与停车库中，每一条线路的走形轨均应使用绝缘接头与车场线路的走形轨相隔离。
2.1.3 增加埋地金属管线的阻值
敷设在地铁沿线的电力、通讯及控制测量电缆，应采用防水绝缘护套的双塑绝缘垫层;地铁中各种电缆，在隧洞中的电缆、水管等金属结构应以绝缘方式敷设;所有通向隧洞外的管线，必须装有绝缘接头或绝缘法兰。
2.2 排流保护措施
所谓排流法就是将金属结构中的杂散电流人为地使之直接回流到钢轨或变电所负极，其连接导线称为排流线。排流法又可分为直接排流法、极性排流法、强制排流法3种(如图1所示)。其中极性排流法方法在地铁系统中应用最为广泛有效。
虽然极性排流在防止杂散电流腐蚀上起到了很好的效果，但是排流也会带来一些副作用。其一是排流会使杂散电流的数量增加，这使那些没有接排流设备的结构物的腐蚀加剧。Pigna tellip详细考察了美国费城内地铁杂散电流对地下公共设施的影响时发现排流引起了严重的干扰，拆除若干排流接头后，反而使大地杂散电流减少2000A。
其二使钢轨电位升高，其电位有可能超过容许安全电压(规定为65V)。
其三排流量过大还会带来如下的危害:当一氯化亚汞电极为基准，埋地管道的对地电位低于-2.5V时，埋地管道的保护曾被破坏的危险增大。当地中含有盐份时，铅不仅在阳极区受到腐蚀，而且在阴极区也受到腐蚀。当排流量过大时，铅皮电位变的更低，这种腐蚀会加剧。
2.3 其他杂散电流防护方法
阴极保护:阴极保护是指向金属结构物提供电流，有外加电源法和牺牲阳极法;阳极保护法:即使被保护物的电位提高到钝态电位，从而阻止杂散电流腐蚀。青木敏雄发明了一种装置，控制钢轨电压恒定，切断杂散电流产生的源头，使杂散电流减至最小。这种设备把其所在钢轨对地电压叠加到钢轨上，使钢轨上各处电压相同，从而消除钢轨电位差。
三木邦敏发明的是利用向埋地电极施加支流电流的方法来吸收杂散电流，从而达到减轻杂散电流腐蚀危害的目的。易友祥等提出了一种可以对杂散电流进行自动跟踪补偿，目的是减少杂散电流数量的积极的防护方案。
3 杂散电流的监测
为了地铁牵引回流泄漏的情况和地下金属结构受杂散电流腐蚀的程度，必须进行专门的测量工作。地铁结构与设备受杂散电流腐蚀的危险性指标，应由结构表面向周围电解质漏泄的电流密度和由此引起的电位极化偏移来确定。由于电流密度难以直接测量，所以一般是通过测量腐蚀危险性的间接指标即由杂散电流引起的结构的电位极化偏移值来判断设备受杂散电流腐蚀的情况。所需监测的参数有轨道电压、地下金属结构的极化电位、轨道过渡电阻和轨道纵向电阻等。
杂散电流测量点应设置在地铁沿线的车站站台的两侧进出站信号附近、每一个回流点处及需要进行测试的走形轨分断点处、地铁桥梁两段、地铁的尽头线和线路与车辆段的连接坡道处，并定期对监测点进行检查维护。可通过传感器将各测量点所采集的参比电极对结构钢筋及轨道对结构钢筋的电压的模拟量及时转化为数字量，再由安装在牵引变电所控制室内的监测装置传送到计算机系统，以供操作人员随时查询。
4上海地铁、深圳地铁杂散电流防护分析
4.1上海明珠线杂散电流防护系统
为防止杂散电流的干扰，上海明珠线采取的主要措施是建立畅通的牵引负极回路、回流轨采用绝缘垫、对地铁的各种管线及设备采取绝缘措施、利用整体道床内的结构钢筋构成杂散电流收集网。上海明珠线的监测系统是由杂散电流收集网测量端子、埋置式参比电极、测量信号电缆、数据转换箱以及微机监测装置构成。每个车站有3对测量端子，分别与地铁沿线测量端子和参比电极连接后经过电流排架引到变电站内的数据转换箱。微机与数据转换箱连接，对各监测点的电位进行实时监测。
4.2 深圳地铁的杂散电流防护系统
深圳地铁杂散电流防护系统的防护原则是“以堵为主，以排为辅，防排结合，加强监测”。堵的措施有钢轨下加绝缘垫、使用绝缘扣件、枕轨下加绝缘垫、道岔处加强绝缘等。排流的措施是将每个道床结构段内部的纵向钢筋搭接处以焊接方式焊接，形成可靠电气连接，形成主要的杂散电流收集网;同时将隧道结构钢筋实现可靠焊接，形成辅助杂散电流收集网;车辆段引入线与正线间、停车库内钢轨与库外钢轨间设单向导通设备。深圳地铁杂散电流监测系统是由参考电极、整体道床测量端子、车站隧道测量端子、信号电缆、信号测量端子箱、信号盒及微机综合测试装置构成。
参加文献:
[1] 地铁杂散电流腐蚀防护技术规程(CJJ49-42)[S].
[2] 朱孝信.地铁的杂散电流腐蚀与防护[J].材料开发与应用，1997，12(5):40～47.
腐蚀监测范文第7篇
摘要：常减压蒸馏装置是炼油厂加工原油总流程的第一道工序,随着运行周期的延长，装置动、静设备腐蚀问题逐渐显现。而控制设备腐蚀管理的好坏，将直接影响装置平稳运行。针对这种情况，本文从原料性质，腐蚀监测数据以及装置运行参数，分析了装置设备腐蚀的原理和特点，从而采取有效防腐措施，及时排除隐患，避免产生严重的化工事故。
关键词：化工；常减压装置；腐蚀措施
在化工企业生产中设备腐蚀首当其冲的是常减压装置。常减压装置的防腐是一个系统的、全方位的工作。在设计阶段要充分考虑从原料性质到存在的腐蚀环境、机理以及选材、工艺防腐的布置；在运行阶段要做好对防腐剂的使用与评估，以及相匹配的注剂系统和监测手段、鉴定方法等。通过系统的分析、详细的设计，良好的运行和管理，才能不断提高防腐水平，将腐蚀的发生几率降到最低，确保企业的顺利生产。
1常减压装置中常见的腐蚀介质
氯化物是化工腐蚀介质的一种，原油在经过脱水处理之后，会有少量的水残留下来，这些水分中通常都含有盐类成分，主要构成成分是氯化钠、氯化镁与氯化钙，其中的氯化镁、氯化钙在受热的情况下容易发生水解，产生具有强烈腐蚀性的物质氯化氢。含硫化合物也是腐蚀介质的一种，硫化物所具备的腐蚀能力与温度之间有着直接的联系。原油中的部分硫化物对热非常不稳定，随着温度的升高就会逐渐的分解成小相对分子质量的硫化物。元素硫与硫化氢之间能够进行相互转化，硫化氢在被空气氧化之后能够生成元素硫，元素硫可以与原油中的烃类物进行反应然后生成硫化氢。通过这一系列的变化使得硫化氢分布能够在低温与高温的不同部位进行分布，所以，装置中的低温部位出现的腐蚀主要以硫化氢为主，高温部位的腐蚀则以元素硫为主。此外，还有有机酸这一物质，其具有比较强的腐蚀性，大部分是由环烷酸与少量的低分子脂肪酸组成的。在原油中还存在一些游离状态的氧、二氧化碳、水，原油在进入到常减压装置之后，这部分杂质就会因为受热逸出，经过冷凝系统后就产生了氧去极化腐蚀与氢去极化腐蚀。
2典型的腐蚀部位及原因
在常减压装置加工过程中产生的腐蚀分为低温轻油部位和高温重油部位两种。低温位腐蚀主要容易出现在加热炉对流段的冷进料炉管及软化水炉管，主要的腐蚀原因是燃料瓦斯与燃料油硫含量较高，烟气露点上升，炉管受烟气硫酸露点腐蚀造成的，以及水冷器管束的腐蚀和常减压塔顶系统的H2S-HCl-H2O腐蚀。高温位腐蚀通常集中在温度在300℃以上减压塔的下部填料和减压侧线的高温环烷酸腐蚀，其他还有减底渣油、减四油换热器进出口接管、碳钢管束等部位，和高温油机泵的材质腐蚀。
3化工常减压装置腐蚀防护措施分析
(1)加强工艺防腐蚀措施
常减压装置出现腐蚀的问题，需要通过不同的防腐措施对其进行保护，其中加强工艺防腐就是经常使用到的一种防腐技术，其发挥的效果也是比较显著的。比如，在对常减压装置的低温腐蚀防护，现有的低温工艺防腐助剂主要是中和缓蚀剂，这一物质需要在常顶油气馏出以及减顶油气馏出的位置注入。在具体的防护过程中，需有效均匀注入氨、中和缓蚀剂，同时利用在线pH值检测仪及时分析酸性水pH值，对常减压装置顶端位置的酸碱度实行严格的管理，严格控制塔顶切水pH值控制在7～9之间，以保证低温缓蚀剂在碱性环境下有效中和HCl、H2S。对高温位的腐蚀方面，及时跟踪调整减压塔减一中、减二中注入高温缓蚀剂注剂量，定期对减一中、减二中进行Fe、Ni、Ca等金属离子分析检测，动态掌握腐蚀状况，控制腐蚀速率。
(2)做好设备的选材工作
合适的材料是防腐的关键，对设备制造所需原材料进行把关，检查原材料化学成分、质量证明书、力学性能等相关资料。特别是不锈钢材料，其主要化学成份含量，直接影响其抗腐蚀能力。针对不同的腐蚀部位以及腐蚀情况的特点，可以通过选取不同的防腐材料类型去实现更好的防腐目的。比如，对于常减压装置的相同位置来说，既有可能出现环烷酸腐蚀的问题，也容易出现硫腐蚀的现象，针对这种腐蚀情况，在对装置进行管理时就需要按照所出现的实际腐蚀机理以及腐蚀难易度去选择最佳的防腐材料。因为抗环烷酸腐蚀材料要比抗硫腐蚀材料的要求更高，所以，在具体的实行防腐保护措施时，需要以防环烷酸腐蚀的标准去选择合适的设备材料，达到最佳的防腐目的。另外，材质升级也是比较有效的一种防腐保护措施，比如将材质316L升级为317L材质，这样能够增强装置的强度和韧性，确保装置的长期安全、稳定运行。
(3)安装防腐在线监测系统
做好防腐工作的系统管理，还可以安装防腐在线监控系统。监控系统的主要构成部分是检测探针、采送器以及监控机等设备，对装置实际的腐蚀情况以及一些部位的pH值进行在线的监测，这样就可以通过分析监测数据为接下来的防腐工作提供参考，比如在常顶空冷器入口处管道设置探针，温度大约在130℃左右，探针材质属于20#，这样测得的阶段腐蚀速率是0.17mm/a。这些所获得的数据经过处理后,可以定量地分析判断设备及管道的腐蚀状况,进行剩余寿命评估,评估的结果既能指导安全生产,又能准确合理地安排检维修计划，对腐蚀隐患进行了预警。
4结语
为了有效的规避安全事故的发生，保护生产过程及现场操作人员生命财产安全，需要对常减压装置出现的腐蚀问题进行有效的防护，寻找正确、科学的解决措施，相关的装置管理人员需要注重防护工作的实施，对腐蚀问题加强研究分析，总结防护工作经验，使得常减压装置的防腐蚀工作能够取得更大的成效，使化工企业获得更良好的发展。
参考文献：
[1]史玉颖,杨剑锋,刘文彬,黄会伟.常减压装置腐蚀及防护分析[J].化学工程师,2013,08:59-62+71.
腐蚀监测范文第8篇
【关键词】汽化、水质处理、锅炉、保护
1、前言
汽化冷却系统是采用除盐水汽化的方式冷却冶金部件并吸收热量，从而产生蒸汽的装置，在原理上可视为一种特定锅炉。
唐钢第一钢轧厂150吨转炉汽化烟道每年都要更换活动烟罩、炉口段、移动段和末段，新烟道在大修更换后的第2个月就开始出现泄漏，直至下一年的设备大修。汽化烟道设备使用寿命低，成本消耗较大，同时造成蒸汽回收不稳定。烟道漏水直接影响转炉冶炼安全，由于烟道漏水后在线维修工作环境恶劣、在线修补又很难达到连续使用要求，反复修补严重影响生产节奏。根据对国内外转炉运行经验的分析，水冷部件正常的寿命应在2年以上。
A.泄漏 B.爆管
C.堵塞 D.结垢
2、汽化冷却系统水处理的意义
现代大型钢铁企业的运行经验表明，水系统是连续、安全、高效钢铁生产的重要保障。水系统的良好运行，对于减少检修频度及费用，延长设备寿命，稳定高效生产，降低综合生产成本、避免意外事故等方面，具有重要意义。
2.1 结垢的形成机理与危害
水中的钙、镁离子与碳酸根、磷酸根等结合生成难溶的小晶体，这些小晶体不断碰撞并按一定的方向增长变成大晶体。水中的钙、镁盐晶体及其不溶性微粒同时受到两个力的作用，即与管壁上的水垢结合生成体积更大的垢的结晶力和水流的剪切力，当结晶力较大时便易使垢增长，当结晶力较小时（如加入阻垢剂后）或剪切力较大（如水流速较大的部位）时，垢无法增厚，水中的微粒只能以水渣的形式被水冲走。一旦结垢，将会导致锅炉管壁温度大幅度上升，如图1所示。
A.清洁的内部传热面，T1为冷却水温度，T2为受热面温度；
B.结垢的表面，若想管壁温度达到T2，则冷却水温度需由T1降至T0
C.若冷却水温度仍为T1，则表面结垢的管壁热源侧温度由T2升高到T4，T3影响金属结构。
图2 汽化管道清洁表面与结构表面温度对比
2.2 腐蚀的形成机理与危害
给水和低压系统因溶氧存在而发生氧腐蚀。炉水中的游离氢氧化钠过高或PH值过低，又含有较多中性盐等情况下，会导致锅炉金属腐蚀，壁厚减薄。腐蚀产物又会导致沉积，产生沉积物下腐蚀。
为此，第一钢轧厂在2012年通过对转炉汽化冷却系统进行设备改造的同时，又提出了一套汽化水质综合处理方案。
3、汽化水质处理综合方案
转炉冶炼具有一定的周期性，约40分钟冶炼一炉钢，其中吹氧时间为14分钟，吹氧时烟气量、烟气温度均达到最高，其最高温度可达1700℃，热负荷明显增大，停止吹炼时烟气总量为零，热负荷减小，管壁温度随之骤降，使受热管产生周期性的热交变应力，极易造成热疲劳破坏。另外由于结垢、腐蚀、杂物等因素造成汽化冷却水管堵塞，进一步降低冷却效果，导致水管局部干烧，出现爆管。工艺条件恶劣变化会影响汽化系统的各种部件的使用寿命。而且，这种影响往往是突发性的。为此，第一钢轧厂采取了汽化水质处理综合方案，该水处理方案包括水质在线监测及控制自动化设备和投加水处理化学药剂两部分内容。可以为锅炉提供最有效的保护。
3.1 水质在线监测及自动化控制设备
通过腐蚀应力监测系统可以探测锅炉给水系统的腐蚀应力并作出实时响应，实现工作条件下的直接测量。此外，锅炉水自动控制系统还采用荧光示踪技术来防止锅炉内结垢。
锅炉给水系统腐蚀控制：腐蚀应力监测系统在锅炉实际工作温度和压力条件下测量净氧化还原电位，根据电位的变化作出响应，实时调节除氧剂或金属钝化剂的投加量，优化腐蚀控制，以保护锅炉系统。因此，锅炉技术能够在实际的锅炉给水工作温度和压力条件下测量并立即作出响应，以保证锅炉系统的卓越性能。
锅炉结垢和沉积控制：采用荧光仪结合最先进的炉内水处理剂控制锅炉内结垢和沉积。该控制系统探测锅炉系统的变化，确定正确的化学品加药量，实时调节投加速率。
锅炉水自动控制系统也可以帮助优化锅炉排污控制。水质检测系统与汽包连排阀门连锁，通过电导率控制排污；系统浓缩倍数控制在5-8倍左右。同时根据水质检测结果调整各段烟道排污频率。总之，锅炉控制系统可以提高热效率，降低能耗，提高水的循环利用率，防止设备腐蚀和结垢。
3.2 水处理化学药剂
4、汽化水质控制标准