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浙江國(guó)檢新蟲(chóng) (初入文壇)
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金屬材料法蘭面如何預(yù)防海水腐蝕 已有1人參與
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在一份有關(guān)腐蝕管理的文件中，英國(guó)能源研究所將腐蝕列為導(dǎo)致海上平臺(tái)油氣泄漏的第二大常見(jiàn)原因，并強(qiáng)調(diào)腐蝕是對(duì)螺栓法蘭接頭完整性和工廠效率的主要威脅。 此外，法蘭面腐蝕在泄漏之前極難檢測(cè)，導(dǎo)致寶貴資源的損失。對(duì)環(huán)境的影響和工廠人員的直接安全威脅也是一個(gè)主要問(wèn)題。更換或補(bǔ)救工作通常意味著意外停機(jī)、額外成本和工廠效率降低。 在過(guò)去的二十年里，有幾項(xiàng)研究對(duì)法蘭接頭的腐蝕進(jìn)行了研究。調(diào)查的主要領(lǐng)域涉及法蘭材料，而很少涉及墊片類(lèi)型和材料。 盡管人們普遍認(rèn)識(shí)到減少縫隙和電偶腐蝕的重要性，但墊片材料的選擇歷來(lái)被市場(chǎng)忽視。 本文考慮了傳統(tǒng)海水和烴類(lèi)應(yīng)用中纏繞墊片密封材料的耐腐蝕性，并與一種新型密封墊片材料——Corriculite®進(jìn)行了比較。 為了減輕墊片和法蘭面腐蝕，需要對(duì)腐蝕機(jī)理有基本的了解。我們將法蘭墊片界面的腐蝕過(guò)程描述為電化學(xué)反應(yīng)。 在法蘭連接中有不同的部件，這幾乎總是會(huì)導(dǎo)致法蘭連接的不同部件之間的電位差異。在電解液或極性溶劑的存在下，這些在不同電勢(shì)的區(qū)域之間流動(dòng)的電流會(huì)引起腐蝕。不同類(lèi)型的腐蝕是由這些不同區(qū)域的電勢(shì)產(chǎn)生的方式來(lái)定義的，然而，在實(shí)踐中這些機(jī)制很少單獨(dú)發(fā)生，法蘭表面腐蝕通常是由多種因素共同作用的結(jié)果。 通常在上游油氣作業(yè)（如海水）中發(fā)現(xiàn)的介質(zhì)，結(jié)合溫度、微生物、異種金屬之間的接觸以及電解質(zhì)存在的情況下，可直接影響腐蝕過(guò)程的開(kāi)始和隨后的傳播。 法蘭墊片界面的腐蝕主要有兩種類(lèi)型，即縫隙腐蝕和電偶腐蝕。 當(dāng)具有不同電極電位誘導(dǎo)能力的不同材料通過(guò)導(dǎo)電介質(zhì)（電解質(zhì)）接觸 時(shí)，就會(huì)發(fā)生電偶腐蝕。這種性能通常與金屬有關(guān)，但石墨是一種重要的非金屬材料，在法蘭連接中往往起陰極作用，導(dǎo)致法蘭腐蝕。了解不同材料的腐蝕電位，有助于選擇密封墊片，減少法蘭密封墊片界面內(nèi)外的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。 在油氣行業(yè)的上游，一種常用的墊片類(lèi)型是纏繞墊片（SWG）。纏繞墊片已經(jīng)存在多年，是一種值得信賴(lài)的、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)，用于實(shí)現(xiàn)高完整性密封。 然而，對(duì)電偶腐蝕機(jī)制和腐蝕過(guò)程的認(rèn)知凸顯了纏繞墊片應(yīng)用的局限性， 特別是在沒(méi)有正確考慮墊片材料選擇的情況下。再加上對(duì)法蘭接頭高完整性和防火安全性的要求，使得墊片材 料的選擇比預(yù)期的要更困難。纏繞墊片由金屬和非金屬材料組成。 金屬部件約束非金屬密封材料，賦予彈性和抗吹出能力，確保密封墊位置正確，防止過(guò)度壓縮。非金屬構(gòu)件受壓后符合法蘭接觸面，形成不透水屏障。通過(guò)仔細(xì)考慮纏繞墊片內(nèi)部的金屬部件，例如選擇與法蘭相同或相似的金屬，可以減輕由不同金屬引起的電偶腐蝕。 當(dāng)前市場(chǎng)格局 關(guān)于非金屬材料，傳統(tǒng)的選擇是柔性石墨或云母。柔性石墨因其耐化學(xué)性、耐溫性、低成本和良好的密封性能而被廣泛應(yīng)用。纏繞墊片形式的另一個(gè)重要考慮是其防火安全的能力。 當(dāng)在纏繞墊片中使用石墨時(shí)，主要考慮的是石墨的導(dǎo)電能力，因?yàn)�，在一定的工作條件下，石墨在腐蝕引發(fā)和傳播過(guò)程中起著重要作用。 研究表明，當(dāng)石墨與形成電解溶液的工藝化學(xué)品（包括酸和海水）接觸時(shí)，與非導(dǎo)電材料相比，腐蝕更具侵蝕性。 Standmyr 和Hagerup 已經(jīng)報(bào)道了幾個(gè)北海平臺(tái)上6%Mo不銹鋼法蘭上的含石墨墊片的腐蝕問(wèn)題，Tumbull指出，石墨在氯化海水中獲得的電極，刺激酸化，加劇腐蝕。 云母已被用作腐蝕敏感應(yīng)用中石墨的替代品。它具有高度的柔韌性、熱穩(wěn)定性、良好的耐化學(xué)性，重要的是導(dǎo)電性差，從而減緩了電偶腐蝕的發(fā)生和蔓延。云母的問(wèn)題是難以形成緊密的密封。 近年來(lái)，法蘭連接的密封性已成為一個(gè)熱門(mén)話(huà)題，法蘭連接的排放限制越來(lái)越嚴(yán)格，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，云母無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所認(rèn)可的法蘭密封性等級(jí)。這是由于云母固有的，不變的層片狀的結(jié)構(gòu)。 對(duì)新材料組合的需求為墊片制造商開(kāi)辟了新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。盡管這兩種材料都具有對(duì)法蘭應(yīng)用非常有用的特性， 但它們不具備提供最佳性能的特性。 Corriculite® – 新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為了滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)具有強(qiáng)防腐特性的墊片的最新需求，F(xiàn)lexitallic公司進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了其專(zhuān)有的基于 Thermiculite®的密封技術(shù)。該產(chǎn)品采用特殊的熱化學(xué)膨化和高溫膨化蛭石以及粘合劑的混合物，用于腐蝕敏感的上游密封應(yīng)用。 與石墨不同，Corriculite®是一種有效的絕緣材料，不會(huì)在法蘭連接中形成電偶腐蝕。與云母不同，膨化蛭石會(huì)形成結(jié)構(gòu)緊密的氣密層，能夠滿(mǎn)足并超過(guò)嚴(yán)格的排放要求。Corriculite®是防火的，符合行業(yè)認(rèn)可的防火測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)API 6FB。其溫度應(yīng)用范圍覆蓋了上游石油和天然氣行業(yè)。 與使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)石墨基墊片相比，作為腐蝕管理系統(tǒng)的一部分，在降低成本的同時(shí)，提高了工廠運(yùn)行時(shí)間、安全性、接頭可靠性。 在腐蝕敏感環(huán)境（如海水和碳?xì)浠衔锃h(huán)境）中發(fā)現(xiàn)墊片法蘭接頭可能會(huì)出現(xiàn)腐蝕和退化的現(xiàn)象。這種腐蝕極難檢測(cè)，能夠影響密封的完整性，最終導(dǎo)致泄漏、危害安全、影響當(dāng)?shù)睾透鼜V泛的環(huán)境，并導(dǎo)致昂貴的計(jì)劃外停機(jī)和維護(hù)。 很少有人關(guān)注墊片在此類(lèi)腐蝕敏感應(yīng)用中的作用。目前的材料選擇，即石墨和云母，在電偶腐蝕引發(fā)傳播的可能性方面， 或在滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的排放要求方面，存在嚴(yán)重不足。 |
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2樓2020-12-18 20:17:43
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