摘 要:某海上平臺316L不銹鋼液控管線發生泄漏,采用宏觀觀察、化學成分分析、金相檢驗、 掃描電鏡和能譜分析等方法,并結合不銹鋼液控管線的實際工況,分析管線泄漏的原因。結果表 明:該不銹鋼液控管線發生泄漏是表面受損和環境介質共同作用所致;在管線安裝過程中,其與相 鄰管線或設備之間發生摩擦,管線外表面鈍化膜破損,在含鹵族元素的海洋大氣環境中鈍化膜來不 及修復,使管線外表面發生腐蝕,最后在 Cl - 的加速作用下發生點蝕穿孔導致管線泄漏。

關鍵詞:液控管線;腐蝕穿孔;不銹鋼;鈍化膜

中圖分類號:TG178 文獻標志碼:B 文章編號:1001-4012(2022)01-0028-05

316L不銹鋼因其良好的耐蝕性與機械加工性 能,被廣泛用于海洋、石油化工和機械制造等工業領 域[1]。通常情況下,316L不銹鋼表面會形成極薄且 致密的鈍化膜,其耐蝕性極好,當鈍化膜破損后,基體 開始發生腐蝕。在含有氯元素的海洋大氣環境中,鹵 族元素離子對316L不銹鋼表面鈍化膜產生較強的破 壞作用[2]。Cl - 作為活性離子可加速金屬腐蝕,阻礙 鈍化膜的形成,促進點蝕反應進程[3]。國內外諸多學 者關于表面狀態對不銹鋼在含 Cl - 介質中電化學行 為的影響進行了大量研究,ZUO 等[4-5]研究表明亞穩 態點蝕的形核速率隨打磨態不銹鋼表面粗糙度的增 加而增加。MENG等[6]研究指出690TT合金表面劃 傷使其在25℃,0.1mol/LH2SO4+0.1mol/LNaCl 溶液中的自腐蝕電位負移、點蝕電位降低,從而增大 了材料的點蝕敏感性。在海洋大氣環境中,316L不 銹鋼結構件在安裝或服役過程中易在其表面產生磨 損或劃傷,這會使不銹鋼的耐蝕性發生改變[4]。

某海上平臺一條長為6.35 mm 的液控管線在 服役2a后發生泄漏,管線材料為316L 不銹鋼,規 格為?6.35mm×1.245mm。由圖1可見:該泄漏 管線位于橋架邊緣;管線表面較為光亮,橋架內黑色卡子捆綁的不銹鋼液控管線是3a前安裝的,比泄 漏管線的安裝時間晚3a,見圖1圓圈處;這些管線 外表面有較多黑色油污,未見明顯點蝕現象,管線安 裝時從右向左穿入。據了解,管線外部暴露于高濕、 高鹽霧的海洋大氣環境中,周圍無腐蝕性介質及氣 體,管線內部壓力約為35 MPa,內部介質為經過過 濾且全新無雜質的 RandoHDZ32型液壓油。

筆者通過宏觀觀察、化學成分分析、金相檢驗、 微觀形貌觀察和能譜分析等方法,對管線泄漏的原 因進行分析,并提出相應的預防措施,以避免類似事 故的再次發生。

1 理化檢驗

1.1 宏觀觀察

采用德國 ZeissStemi305型體視顯微鏡進行 宏觀形貌觀察。泄漏管線外表面有3處發生明顯局 部腐蝕,如圖2所示:1號位置可見成串凹坑,部分 凹坑內可見輕微黃色鐵銹,凹坑表面金屬有磨損痕 跡;2號位置可見連續的點狀腐蝕坑,腐蝕坑主要位 于管線表面劃痕位置處且沿管線長度方向分布,局 部可見長條狀腐蝕坑;3號位置可見大量點狀腐蝕 坑,坑內有大量黑色銹跡,大部分腐蝕坑主要位于管 線表面劃痕位置處且沿管線長度方向分布,少量腐 蝕坑在劃痕周邊零散分布。

從1號、2號、3號位置處截取試樣并沿縱向剖 開,觀察其內表面的宏觀形貌。由圖3可見,泄漏處 管線內表面平整,未見損傷和腐蝕痕跡,管線是由外 向內發生腐蝕,可以確定泄漏管線是管線外部腐蝕 穿孔導致的。由圖4可見,管線焊縫區及熱影響區 未見腐蝕坑,說明管線泄漏與焊接質量無關。