摘 要:某海上平台316L不锈钢液控管线发生泄漏,采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、 扫描电镜和能谱分析等方法,并结合不锈钢液控管线的实际工况,分析管线泄漏的原因。结果表 明:该不锈钢液控管线发生泄漏是表面受损和环境介质共同作用所致;在管线安装过程中,其与相 邻管线或设备之间发生摩擦,管线外表面钝化膜破损,在含卤族元素的海洋大气环境中钝化膜来不 及修复,使管线外表面发生腐蚀,最后在 Cl - 的加速作用下发生点蚀穿孔导致管线泄漏。

关键词:液控管线;腐蚀穿孔;不锈钢;钝化膜

中图分类号:TG178 文献标志码:B 文章编号:1001-4012(2022)01-0028-05

316L不锈钢因其良好的耐蚀性与机械加工性 能,被广泛用于海洋、石油化工和机械制造等工业领 域[1]。通常情况下,316L不锈钢表面会形成极薄且 致密的钝化膜,其耐蚀性极好,当钝化膜破损后,基体 开始发生腐蚀。在含有氯元素的海洋大气环境中,卤 族元素离子对316L不锈钢表面钝化膜产生较强的破 坏作用[2]。Cl - 作为活性离子可加速金属腐蚀,阻碍 钝化膜的形成,促进点蚀反应进程[3]。国内外诸多学 者关于表面状态对不锈钢在含 Cl - 介质中电化学行 为的影响进行了大量研究,ZUO 等[4-5]研究表明亚稳 态点蚀的形核速率随打磨态不锈钢表面粗糙度的增 加而增加。MENG等[6]研究指出690TT合金表面划 伤使其在25℃,0.1mol/LH2SO4+0.1mol/LNaCl 溶液中的自腐蚀电位负移、点蚀电位降低,从而增大 了材料的点蚀敏感性。在海洋大气环境中,316L不 锈钢结构件在安装或服役过程中易在其表面产生磨 损或划伤,这会使不锈钢的耐蚀性发生改变[4]。

某海上平台一条长为6.35 mm 的液控管线在 服役2a后发生泄漏,管线材料为316L 不锈钢,规 格为?6.35mm×1.245mm。由图1可见:该泄漏 管线位于桥架边缘;管线表面较为光亮,桥架内黑色卡子捆绑的不锈钢液控管线是3a前安装的,比泄 漏管线的安装时间晚3a,见图1圆圈处;这些管线 外表面有较多黑色油污,未见明显点蚀现象,管线安 装时从右向左穿入。据了解,管线外部暴露于高湿、 高盐雾的海洋大气环境中,周围无腐蚀性介质及气 体,管线内部压力约为35 MPa,内部介质为经过过 滤且全新无杂质的 RandoHDZ32型液压油。

笔者通过宏观观察、化学成分分析、金相检验、 微观形貌观察和能谱分析等方法,对管线泄漏的原 因进行分析,并提出相应的预防措施,以避免类似事 故的再次发生。

1 理化检验

1.1 宏观观察

采用德国 ZeissStemi305型体视显微镜进行 宏观形貌观察。泄漏管线外表面有3处发生明显局 部腐蚀,如图2所示:1号位置可见成串凹坑,部分 凹坑内可见轻微黄色铁锈,凹坑表面金属有磨损痕 迹;2号位置可见连续的点状腐蚀坑,腐蚀坑主要位 于管线表面划痕位置处且沿管线长度方向分布,局 部可见长条状腐蚀坑;3号位置可见大量点状腐蚀 坑,坑内有大量黑色锈迹,大部分腐蚀坑主要位于管 线表面划痕位置处且沿管线长度方向分布,少量腐 蚀坑在划痕周边零散分布。

从1号、2号、3号位置处截取试样并沿纵向剖 开,观察其内表面的宏观形貌。由图3可见,泄漏处 管线内表面平整,未见损伤和腐蚀痕迹,管线是由外 向内发生腐蚀,可以确定泄漏管线是管线外部腐蚀 穿孔导致的。由图4可见,管线焊缝区及热影响区 未见腐蚀坑,说明管线泄漏与焊接质量无关。