分析討論

　　1號彎管

　　C元素作為一種強化元素，可以提高碳鋼的強度和硬度，從而提高耐磨損、耐沖刷腐蝕的能力。1號彎管中C元素含量偏低，使得其硬度降低，耐磨性下降，耐沖刷腐蝕的能力下降。1號彎管處于高壓疏水管線，內部流速較高，與流體接觸的表面在高速流體的作用下，表面材料不斷被沖蝕掉，導致管道減薄。由于表面材料不斷損失，故氧化膜不易留存，因而也起不到保護基體的作用。

　　另外，鋼中的S是有害元素，會與Mn元素形成MnS塑性非金屬夾雜物，影響鋼的抗氫致裂紋（HIC）和抗硫致應力開裂（SSC）性能。但無論是金相分析還是微觀形貌分析，都未觀察到其對壁厚減薄的直接影響。

　　通過上述分析認為，1號彎管內的高速流體導致管道受到沖刷作用，發生壁厚減薄，屬于沖刷腐蝕。若在其上游設置節流孔板，將增加管道中的流動阻力，降低流體的壓力，起到保護管道的作用，避免管道發生因沖刷腐蝕導致的減薄。

　　2號彎管

　　2號彎管表面氧化膜是三類樣品中最厚的，且基體無可見的形變特征和機械作用導致的材料損失，說明氧化膜隔離了流體對基體的直接作用。從工況條件分析，2號彎管位于給水系統的旁路，內部流速緩慢，不足以對管道材料產生沖刷作用。但流動的介質加速了氧化膜的溶解和氧通過氧化膜向基體的擴散，導致氧化膜在溶解的同時也不斷生長，最終使管壁減薄，符合流動加速腐蝕的過程。另外，2號彎管微觀形貌呈魚鱗狀，也屬于典型的流動加速腐蝕形貌。

　　盡管2號彎管中的S元素含量也偏高，但分析中同樣未觀察到其對壁厚減薄的直接影響。

　　通過上述分析認為，2號彎管發生壁厚減薄的特征表現為氧化膜的加速溶解和生長，屬于流動加速腐蝕。根據目前對流動加速腐蝕的認識，更換碳鋼材料，使用Cr含量高于1%的低合金鋼是較有效的途徑。對于正在使用的碳鋼管道，應加強管道壁厚的監測。

　　1、2號彎管雖然同屬于彎管，但內部流速差異很大，因此發生壁厚減薄的機理完全不同，處理方式也截然不同，在工程實際中應注意區別。

　　3號孔板

　　與1號彎管相比，3號節流孔板下游的彎管并未發生明顯的壁厚減薄現象，說明節流孔板的存在確實可以降低流速、降低流體壓力，從而避免管道發生因高速流體導致的沖蝕減薄。但是3號孔板自身出現了減薄穿孔，在損傷表面觀察到的大量細微韌窩，說明材料表面的各細微局部均分別受到了外力的作用。

　　分析其工況認為，外力的來源與流體經過孔板時產生的氣泡有關：流體經過孔板時壓力下降，低于流體的飽和蒸汽壓力，于是產生氣泡，即閃蒸；當下游流體的壓力回升，氣泡發生潰滅，對材料局部造成巨大沖擊，即汽蝕。從材料已發生的微區塑性變形來看，其原因主要為汽蝕。

　　綜上，盡管3號孔板有效抑制了下游彎管的沖刷腐蝕，但該節流孔板的結構形式導致流體通過時對孔板材料產生了汽蝕作用，導致孔板壁厚減薄并穿孔。因此應優化節流孔板的設計或者使用多級節流孔板。

　　結束語

　　經過上述分析，得出以下結論。

　　（1）1號彎管內的高速流體導致了沖刷腐蝕，造成管壁減薄。解決措施為：①在管道適當位置安裝一定的分流系統來分擔流量，或增大管徑，降低管道中的流速。②提高管道中Cr元素含量，使用更加耐沖刷腐蝕的低合金鋼或不銹鋼。③減少彎管的使用或增大彎管的曲率半徑，緩解由于流體方向改變而造成的擾流程度。

　　（2）2號彎管內發生的是以氧化膜加速溶解和生長為特征的流動加速腐蝕。解決措施為：①提高鋼管中的Cr元素含量或更換耐流動加速腐蝕的材料（如不銹鋼）。②控制氧濃度在合理的范圍內（主要通過控制加入聯氨的量），控制腐蝕發生的環境。③加強對流動加速腐蝕敏感區域的壁厚測量力度。

　　（3）流體經過節流孔板時產生氣泡潰滅導致對材料的汽蝕是3號孔板壁厚減薄、穿孔的原因。解決措施為：①根據具體的使用工況（如系統的流量、流速等）重新設計孔板，如孔徑、孔板厚度等。②設計多級孔板，通過多次降壓，避免汽蝕的發生。

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