承壓類設備的腐蝕控制
腐蝕定義
腐蝕一詞起源于拉丁文“Corrodere”,意為“損壞”、“腐爛”,是普遍存在的不可避免的自然現象。在熱力學上,絕大多數金屬化合物的標準摩爾吉布斯自由能都是負值,即金屬生成金屬化合物的反應大都是自發的,這也是自然界中純金屬極少的原因。
上世紀50年代以前,材料的腐蝕研究只限于金屬的腐蝕,承壓設備用材也主要以金屬,特別是以碳鋼為主,因此,關于腐蝕的定義一般為“金屬和周圍介質發生化學或電化學作用而導致的消耗或破壞,稱為金屬的腐蝕”。這一定義的缺陷是沒有包括非金屬材料。此后,隨著材料科學的進步,壓力容器逐步朝大型化、高參數、長周期運行方向發展,應用到壓力容器的材料越來越多,非金屬作為耐蝕襯里或承壓元件,也不斷地在壓力容器上得到廣泛應用。因此,腐蝕的定義也隨之發生了變化。廣義腐蝕定義:材料的腐蝕是指材料體系與環境之間發生作用而導致材料的破壞或變質的現象。除此之外,國外還將腐蝕定義為 “除了單純機械破壞以外的材料的一切破壞”、“冶金的逆過程”等。
金屬腐蝕是金屬在周圍介質的作用下,由于化學變化、電化學變化或物理溶解而產生的破壞。比較確切而實用的腐蝕定義為:金屬材料與環境相互作用,在界面處發生化學、電化學和(或)生化反應而破壞的現象。非金屬材料的腐蝕指非金屬受到環境的化學或物理作用,導致非金屬構件變質或破壞的現象。如陶瓷、水泥和玻璃等制品在酸、堿、鹽和大氣的化學作用下形成開裂、粉化和風化,高分子材料在有機溶劑的作用下溶解和溶脹、在空氣中氧化與老化降解等均屬于非金屬材料的腐蝕。總而言子,材料的腐蝕是由于材料與周圍環境作用而產生的破壞。
我國關于金屬腐蝕的定義標準為GB/T 10123-2001 金屬和合金的腐蝕 基本術語的定義(等同采用ISO 8044-1999 Corrosion of Metals and Alloys - Basic Terms and Definitions )。將金屬腐蝕定義為:金屬與環境間的物理-化學相互作用,其結果使金屬的性能發生變化,并常可導致金屬、環境或由它們作為組成部分的技術體系的功能受到損傷。
腐蝕環境泛指影響材料腐蝕的一切外界因素,包括化學因素、物理因素和生物因素。化學因素指介質的化學成分與性質,包括溶液的主要成份和雜質、pH、溶解氣體及物相等;物理因素指介質的物理狀態與作用場,如溫度、壓力、速度、機械作用(沖擊、摩擦、振動、應力等),輻射強度及電磁場強度等;生物因素指生物種類、群落活動特性及代謝產物,如細菌、粘膜、藻類、附著生物及其排泄物和污損等。
從實際情況出發,也可將腐蝕環境分為介質性環境和作用性環境。介質性環境指材料所處的周圍介質,如干濕、冷熱、濃度、化學或生物作用,以及土壤、大氣、液膜、煙氣、熔鹽、液體金屬、產品等。作用性環境指材料所受外界作用,如應力、疲勞、振動、湍流、沖擊、摩擦、空泡、電磁場、輻射等。
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