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一例典型储气罐腐蚀机理分析研究
1  案例描述
某公司在对其油气生产区的一台燃气洗涤罐保温层更换过程中发现,该洗涤罐的罐体腐蚀较为严重,外观检查及测厚结果如表1所示



2 腐蚀分析思路
通过对洗涤罐罐体材质分析,判定是否符合设计要求,如母材材质符合要求,则对储气罐进行失效分析;并根据相关标准规范对燃气洗涤罐进行适用性评估,最终给出具体的操作建议。

3 罐体腐蚀分析
3.1 基本信息

燃气洗涤罐的设计温度为100℃,工作温度为70℃,筒体材质为16MnR(普通钢材,相当于20G钢,2010年后逐渐淘汰),设计壁厚10mm,防腐处理方式为喷砂除锈+Interzinc52底漆+Intergard800面漆,该储气罐选材、防腐处理符合标准要求。

3.2 现场情况分析
通过调研发现,燃气洗涤罐罐体腐蚀部位具体表现为:最为严重部位为环缝周围,即筒体与下封头、下封头与裙座焊接处,最小实测壁厚为3.06mm;次之为纵缝周围;轻微均匀腐蚀部位为N2燃气出口接管加强圈下部,3个部位皆为热影响区。

3.3 腐蚀机理分析
3.3.1 保温层下腐蚀

燃气洗涤罐工作温度为70℃,能进入水有2种情况:第一种情况为保温层损坏或保温层密封不好;第二种情况为该洗涤罐罐体停用期间,受海洋气候及温差影响,产生凝析水。
通常喷砂防腐涂层脱落或失效部位为表面不均匀或形体不一致处,如焊缝或开孔接管部位,通过调研发现燃气洗涤罐罐体焊缝及开孔接管部位均存在防腐层脱落现象,而且燃气洗涤罐罐体在设计制造中存在一定的缺陷,即裙座与筒体形成10mm至15mm宽的台阶(压力容器设计中,结构设计要避免死角,尽量使介质如水不处在静态),为保温层下积水提供充分条件,这也是造成该洗涤罐罐体筒体与下封头、下封头与裙座焊接处腐蚀严重的直接原因。当金属材料侵入水,因不同部位电极电位不同,形成阴极区和阳极区,在局部电池作用下便会发生腐蚀。

3.3.2 材料内部腐蚀
通过查找燃气洗涤罐产品质量书,燃气洗涤罐罐体环缝及纵缝部位在制造焊接过程中都出现过夹渣缺陷,按照焊接工艺要求,对缺陷部位需先气刨后再焊接修复,焊接+气刨+再焊接修复,热影响区材质如成分、金相组织可能受影响,造成成分偏析、金相组织差异,形成电位差,在局部电池作用下发生腐蚀。由于储气罐为在线使用设备,现场不具备材料取样条件,不能进行材质化验,是否为材质成分、金相组织改变导致的电化学腐蚀,这有待验证。