海工及浮式裝置的管道設計過程中，一般根據工況、腐蝕環境及經濟性選擇不同的金屬材料，同一系統內部及不同系統之間，也經常遇到管道材料變級情況即不同管道金屬材料連接的情況，這里就面臨如何處理電偶腐蝕的問題。

電偶腐蝕（亦稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕），是指異種金屬在電解質介質中接觸，使電流從一種材料流向另一種材料，產生電偶電流，造成這一偶對的陽極組元產生腐蝕，而偶對中陰極組元的腐蝕速度反而減慢。電偶腐蝕廣泛存在于石油化工、船舶等工業中，同樣存在于海洋油氣平臺異種金屬管道的連接中。

在一般常規船舶中，由于系統流體介質中危險及有毒介質不多，潛在危害不大，對電偶腐蝕并沒有太多重視，所以很少有業主提出額外預防措施或要求。但在一些海洋平臺或工藝裝置中管道中，易燃易爆有毒腐蝕性介質比較多，電偶腐蝕容易造成法蘭泄露，從而引發事故，是經常需要面對處理的問題。

CFLNG項目中，管道系統中也存在異種材料接觸（主要不銹鋼與碳鋼管），業主方開始要求在法蘭連接面要加裝絕緣墊片方式（見圖1）。采用絕緣墊片隔離固然可解決金屬電偶腐蝕，但成本經濟性比較差，一套上百元的費用，采購成本也非常高；螺栓的緊固力矩也比較特殊，需要安裝按照廠家的推薦力矩執行，對安裝有更高的要求。

后期，綜合考慮經濟性及介質危險程度，我們和業主方做進一步溝通，最終業主同意采取將原碳鋼與不銹鋼法蘭的碳鋼螺栓更換成不銹鋼螺栓，見下圖2：

圖2   雖然在上個項目中，我們最后采用的是較為經濟簡便的方式，但在整個問題的處理過程中，反映出我們設計過程中對這一問題，認識不全，考慮不夠，沒有在設計初期綜合考慮，對這一問題缺乏系統的處理方案。下面就這一個問題，做些系統整理和歸納：

1 電偶腐蝕的危害

管道正常的腐蝕，在管道設計過程中一般都予以考慮了，壁厚也有一定腐蝕余量，因此管道內壁腐蝕一般都在可控制范圍內。異種金屬接觸腐蝕對于管道的最大的危害是，造成連接部位低電位金屬異常腐蝕或加速溶解（見圖3），如法蘭接觸面、螺栓腐蝕，造成法蘭連接泄露或失效，引起一系列的聯鎖反映。

2 電偶腐蝕條件要素

形成電偶腐蝕有三個必要條件，分別是：

電位差電位為高的“不銹鋼管”和電位為低的“碳鋼管”偶接，“不銹鋼管”呈陰極，“碳鋼管”呈陽極，二者的電位差越大則電偶腐蝕傾向愈大。常見金屬在海水中電位排序，見附表1。

電子通道經導線連接或直接接觸后形成電子通道。“碳鋼管”中的鐵失去的電子到達“不銹鋼管”表面被腐蝕劑吸收。（內襯不銹鋼復合鋼管，沒有電解質成為離子通道“面積”）電解質兩種金屬的接觸區有電解質覆蓋或浸沒。“碳鋼管”中的鐵失去的電子形成離子進去溶液，“不銹鋼管”表面的電子被電解質中的腐蝕劑（如空氣中的氧）拿走。

3 電偶腐蝕如何防治

對電偶腐蝕形成的條件有了認識之后，我們就可以圍繞這三個條件，制定相應的防治措施，只要改變三個條件中的一個，雙金屬腐蝕既被終止。管道連接的電偶防治可以從管道設計及施工應用兩個層次綜合解決。

管道設計方面

1、設計初期對系統工況的腐蝕情況進行評估，并正確選擇材料，參考《ISO2145石油、石化和天然氣工業油氣開采系統的材料選擇和腐蝕控制》，綜合評估系統腐蝕，合理選擇材料。

2、選擇在工作環境下電極電位盡量接近（最好不超過50毫伏）的金屬作為相接觸的電偶對，常見金屬在海水中電位排序見表1。

3、減小較高電極電位（陰極）金屬的面積，盡量使電極電位較低（陽極）的金屬表面積增大，盡量避免大陰極小陽極的異種金屬連接。

施工應用方面

對工程實際應用中遇到異種金屬電偶腐蝕情況，參考《GJB 1720A異種金屬的腐蝕與防護》中的推薦方式，綜合平衡成本與可靠性，采取最具性價比的防治或減輕措施。下面就幾種常用防治措施予以歸納說明：

1、對于電位差不大的異種金屬連接，如不銹鋼與銅或銅合金，一般可以不考慮電偶腐蝕。

2、一般環境下，輸送非電解質或單質介質異種金屬連接管道，無法形成電偶腐蝕條件的無需考慮電偶腐蝕，如CH4,N4,O2，干燥的壓縮空氣；如果管道處于于鹽霧環境中，重點關注法蘭螺栓的腐蝕，法蘭緊固件使用與陰極材料相同或相近的材料，可以避免緊固件快速腐蝕，達到減輕電偶腐蝕危害要求。

3、對于小陰極大陽極的法蘭連接一般也不用考慮額外電偶腐蝕，如碳鋼管道中，部分不銹鋼儀表附件或閥門等。

4、對于輸送導電介質，介質危害大，當異種金屬間面積比無法避免時，電偶腐蝕效應明顯的，可通過法蘭間加裝絕緣墊片組件（如圖1a），或在接觸面陽極面涂金屬鍍層，如鋅鎘等（工藝允許）。

5、對于電偶腐蝕比較明顯的法蘭連接面，也可以采用在陽極法蘭面堆焊與配對耐蝕合金材料一致或更高的焊材（如圖4），焊接工藝要求可以參考《API SPEC 5LD內覆或襯里耐腐蝕合金復合鋼管》，要求加工面的耐腐蝕合金厚度不小于3mm，相對于絕緣墊片方法，此方法有更高的經濟性和更廣泛的適用性。

海洋平臺基于碳鋼法蘭的異種金屬法蘭連接對焊耐蝕合金材料建議如下表2：