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腐蝕失效項目介紹
腐蝕失效腐蝕是指金屬或合金材料表面因發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而引起的損傷現(xiàn)象。金屬腐蝕雖然在酸洗、化學(xué)電源、電解加工、金相浸蝕等方面起著有益于人類的作用，但是它在國民經(jīng)濟上所造成的損失是相當(dāng)嚴(yán)重的。由于腐蝕作用是機械構(gòu)件喪失原設(shè)計功能的現(xiàn)象稱為腐蝕失效。
腐蝕失效的類型
直接化學(xué)腐蝕失效；電化學(xué)腐蝕失效；點腐蝕失效；局部腐蝕失效；沿晶腐蝕失效；選擇性腐蝕失效；縫隙腐蝕失效；生物腐蝕失效；磨損腐蝕失效；氫損傷失效；應(yīng)力腐蝕失效等。
腐蝕失效分析范圍
金屬腐蝕失效分析、管斷裂、銅管泄漏、焊層開裂、波紋管密封的失效、彈簧斷裂、快開閥開裂、板材腐蝕變形、防腐蝕涂層的失效、滾動軸承腐蝕失效等。
腐蝕失效分析步驟與方法
1、現(xiàn)場調(diào)查
保護腐蝕失效現(xiàn)場的一切證據(jù)，是保證腐蝕失效分析得以順利有效地進行的先決條件。要對腐蝕失效現(xiàn)場進行取證，并聽取相關(guān)設(shè)備負(fù)責(zé)人、操作者等介紹情況，了解服役條件，收集相關(guān)的背景信息(如介質(zhì)種類、溫度、壓力以及設(shè)備或管線的材質(zhì)等，并且收取適量的腐蝕產(chǎn)物)。在觀察和記錄時可用攝影、錄像、錄音和繪圖及文字描述等方式進行，應(yīng)注意觀察和記錄的項目主要有：
(1)失效設(shè)備的名稱、尺寸、形狀、材料牌號、制造廠家及全部的制造工藝歷史(了解冶煉、鑄造、加工、熱處理及裝配等情況)、投入運行日期、運行記錄、維修記錄、工藝流程及操作規(guī)程等。
(2)失效設(shè)備或部件的結(jié)構(gòu)和制造特征以及失效部件和碎片的腐蝕外觀，如附著物和腐蝕生成物的收集以及一切可疑的雜物和痕跡的觀察等。另外，當(dāng)肉眼無法直接觀察到腐蝕特征時，還可以采用探傷和現(xiàn)場金相觀察等手段進一步對腐蝕情況進行詳細(xì)地了解和觀察。
(3)腐蝕失效設(shè)備或管線的服役條件及服役歷史(介質(zhì)環(huán)境、溫度、壓力和以前相關(guān)的監(jiān)測情況)，應(yīng)特別注意環(huán)境細(xì)節(jié)和異常工況，如突發(fā)超載、溫度變化、壓力和偶然與強腐蝕介質(zhì)的接觸等。如有必要可以選取合適的介質(zhì)進行實驗室分析。
(4) 聽取操作人員及佐證人介紹發(fā)現(xiàn)腐蝕失效的情況及其相應(yīng)的處理方法。
(5) 收集同類或相似部件過去曾發(fā)生過的腐蝕失效情況。
2、實驗室分析
只有在極少數(shù)的情況下，通過現(xiàn)場和背景材料的分析能得出腐蝕失效的原因。大多數(shù)失效案例都需根據(jù)現(xiàn)場取證和背景材料的綜合分析結(jié)果來進一步制定實驗室的腐蝕失效分析計劃，確定進一步腐蝕失效分析試驗的目的、內(nèi)容、方法和實施方式。失效部件和殘留物上具有說服力的物證是十分有限的，因此試驗前，須對試驗項目和順序、取樣部位、取樣方法及試樣數(shù)量等均應(yīng)全面考慮，合理地確定切取試樣的位置、尺寸、數(shù)量和取樣方法。通常采用的分析手段有下列各項：
(1)宏觀觀察：主要是憑借肉眼或其他簡單儀器，檢查腐蝕失效部件表面是否光滑、有無裂痕、有無腐蝕和腐蝕產(chǎn)物，記錄其大小、顏色形態(tài)和分布情況等。這種方法簡便、直觀，可以簡單確定腐蝕的類型。對于肉眼不能直接看到的設(shè)備或管道內(nèi)部表面，可采用內(nèi)窺鏡技術(shù)或者局部破壞等方式加以檢查。
(2)微觀組織分析：主要是用金相顯微鏡、電子顯微鏡觀察腐蝕失效部件的顯微組織，分析組織對性能的影響，檢查鑄、鍛、焊和熱處理等工藝是否恰當(dāng)，從而由材料的內(nèi)在因素分析導(dǎo)致發(fā)生腐蝕失效的原因。
(3) 化學(xué)成分分析：主要是采用光譜法等測定腐蝕部件的材料是否符合技術(shù)要求，有無用錯材料或出現(xiàn)成分偏差，必要時可進行微量元素分析或微區(qū)成分分析。
(4)腐蝕形貌觀察：腐蝕形貌真實地反映了材料被腐蝕的全過程，通過對材料腐蝕表面形貌的觀察，可以進一步詳細(xì)了解腐蝕過程，推測材料表面腐蝕特征的形成過程。因此對于腐蝕失效零部件，腐蝕形貌分析是最重要的一環(huán)。通過腐蝕形貌分析，不僅可以得到有關(guān)零部件使用條件和腐蝕失效特點的信息，還可以了解腐蝕失效點附近的性質(zhì)和狀況，確定腐蝕的性質(zhì)和形式，從而找出腐蝕失效的主要原因。
腐蝕形貌分析先用肉眼或低倍實體顯微鏡和立體顯微鏡從各個角度來觀察腐蝕表面的特征，并利用其中所帶的網(wǎng)格粗略估計腐蝕表面蝕點或蝕坑等的大小，然后用電子顯微鏡(特別是掃描電鏡)對有代表性的部位進行深入觀察，以了解腐蝕表面的微觀特征，同時可以利用電鏡附帶的X射線能譜儀或譜分析(EDX)功能對材料表面進行微區(qū)微量元素定性和定量分析，并進行元素點分布和面分布分析。
(5)腐蝕產(chǎn)物分析：表面形貌觀察還要配合相應(yīng)的腐蝕產(chǎn)物分析結(jié)果，才能更有效地分析出材料失效的原因。對于腐蝕產(chǎn)物的分析，可以采用化學(xué)灼燒法、X射線衍射儀或俄歇電子能譜(AES)及光電子能譜(XPS)進行元素或化合物分析。
(6) 介質(zhì)分析：對現(xiàn)場取得的失效零部件的環(huán)境介質(zhì)(如水樣或油樣)進行化學(xué)分析。
(7)其他檢測項目：在必要時可以進行某些項目的力學(xué)性能試驗，包括材料的硬度試驗以及拉伸或彎曲試驗，以校驗該零部件的力學(xué)性能是否符合技術(shù)要求。另可用X射線衍射儀進行定性(如σ相)或定量(如殘余奧氏體含量)分析，對受力復(fù)雜的零部件進行應(yīng)力分析等。
(8)模擬試驗：重大的腐蝕失效分析項目，在初步確定失效原因后，還應(yīng)及時進行重現(xiàn)性試驗(模擬試驗)，以驗證初步結(jié)論的可靠性。利用介質(zhì)分析和材料化學(xué)成分分析的結(jié)果，在實驗室內(nèi)配置成分相同的腐蝕介質(zhì)，并選用和腐蝕失效部件相同的材質(zhì)，進行相同的熱處理，然后模擬現(xiàn)場環(huán)境(溫度、壓力)進行模擬腐蝕試驗，進一步驗證腐蝕形成過程和腐蝕機理。還可以利用安裝在重點腐蝕設(shè)備上的在線旁路試驗釜對裝置的腐蝕狀況進行監(jiān)測(監(jiān)測時間約為3至6個月)，監(jiān)測結(jié)果可以排除裝置物料波動等短時期影響，通過選用不同材質(zhì)的試片，較為真實地反映裝置的實際腐蝕狀況。若該監(jiān)測系統(tǒng)中某部位發(fā)生了腐蝕失效，可以借助長期的監(jiān)測數(shù)據(jù)更好地進行腐蝕失效分析，并為后期選材提供可靠的試驗數(shù)據(jù)。
完成上述試驗后，把現(xiàn)場調(diào)查的資料及各項試驗結(jié)果進行綜合分析，搞清失效的過程，確定失效的原因。
在大多數(shù)情況下，失效原因可能有多種，應(yīng)努力分清主要原因和次要原因。如某零部件存在兩個以上的失效類型時，應(yīng)分析和找出主要的腐蝕失效類型及其主要的失效抗力的表征參量。
3、 提出補救或預(yù)防措施
腐蝕失效分析的目的不僅限于弄清失效原因，更重要的還在于提出有效的補救措施和預(yù)防措施。補救措施和預(yù)防措施可能涉及到生產(chǎn)工藝和設(shè)備材料、設(shè)備結(jié)構(gòu)、制造以及管理等多方面。提出和實施正確的措施有利減少腐蝕發(fā)生的概率，可大大減少檢、維修的費用，延長設(shè)備或裝置的運行周期。同時不斷從大量同類和相似失效案例分析中積累豐富經(jīng)驗，也有利于補救或預(yù)防措施的提出。
腐蝕失效分析檢測標(biāo)準(zhǔn)
ACI 423.4R-1998無粘結(jié)單股鋼絞線腐蝕與修復(fù)
ASTM G161-2000(2006)有關(guān)腐蝕的失效的分析指南
GB/T 4157-2017金屬在硫化氫環(huán)境中抗硫化物應(yīng)力開裂和應(yīng)力腐蝕開裂的實驗室試驗方法
GB/T 20120.1-2006金屬和合金的腐蝕 腐蝕疲勞試驗 第1部分：循環(huán)失效試驗
ISO 11782-1-1998金屬與合金的腐蝕--腐蝕疲勞試驗 第1部分:失效試驗的周期
腐蝕失效分析的意義
當(dāng)材料性能不能滿足服役(或制造、試車和貯運)時的力學(xué)、化學(xué)和熱學(xué)等外界條件時，就會發(fā)生失效。對于石油行業(yè)中廣泛使用的金屬結(jié)構(gòu)材料，腐蝕是主要的失效方式之一。因此，腐蝕失效分析的目的不僅在于對腐蝕失效性質(zhì)的判斷和腐蝕失效原因的確認(rèn)，而且要積極尋找預(yù)防重復(fù)腐蝕失效的有效途徑，防止重大失效事故的發(fā)生，確保設(shè)備或裝置安全運行。同時腐蝕失效分析也可為技術(shù)開發(fā)和技術(shù)改造等提供信息、方向、途徑和方法，是進行宏觀經(jīng)濟和技術(shù)決策的重要科學(xué)信息來源。
