[科普中国]-腐蚀裕量监测

腐蚀裕量监测又称为警戒孔监测。在设备的腐蚀敏感部位如接管、焊缝、弯头、异型件、法兰等处，从设备外壁方向钻直径为1. 6～6.5mm （视设备的不同情况而定）的小孔，钻孔深度等于原有设计的最小允许壁厚度，使剩余壁厚等于腐蚀裕量。

腐蚀裕度监测不需要复杂仪器，监测的是设备和管道本身的材料，具有一定的可靠性，比其他监测方法有其优点，在石油工业应用比较广泛。但是对于易燃易爆和有毒的介质，少量的泄漏可能造成较大危害，限制该方法的使用。

简介腐蚀裕量监测（即警戒孔监视法，又称哨孔监视法）是通过监测腐蚀裕量而监视设备或管道腐蚀的一种方法。警戒孔是在设备或管道的腐蚀敏感部位，在外壁上钻出一些精确深度的小孔，直径为Φ3.2mm（针对不同情况，可在1.6～6.5mm之间选定）。孔深可根据设计的工作压力和工作温度所计算的最小允许壁厚来确定。其深度使得剩余壁厚就等于腐蚀裕量，或为腐蚀裕量的一部分（下图）。

由于腐蚀或冲蚀的作用，使剩余壁厚（腐蚀余量）逐渐减少，直至警戒孔处产生小的泄漏。一旦产生泄漏（由丝缕轻烟、液态锈斑、透过外壳绝缘层的渗漏或包覆层上的锈斑识别），对此应及时把锥度为1：50的金属销钉（塞子，又称堵头）打入警戒孔，以封闭泄漏。这并不会降低设备或管道内的压力或流速，设备仍可继续正常运行。接着应当用超声测厚法检查设备的其余部分，以确定其他部位的安全性，进而决定是否需要停车检修，以防止设备产生更大的损坏。也可在警戒孔上部焊接一个带螺纹的金属块，通过拧入一个尖头螺钉来封闭泄漏的警戒孔。

此方法的要点是正确地选择钻孔位置，它应选择在预期会产生强烈腐蚀的部位，例如在T型部件、异型、接管、弯头外侧面、阀体、法兰和底盘等处钻孔，在管线上则应在焊接热影响区钻孔。

还可用“分级”警戒孔测量实际腐蚀速度。在管壁或设备壁上钻出一系列不同深度的警戒孔，只要渗漏从一个小孔发展到另一个小孔时，根据各警戒孔渗漏的时间便可很容易地计算出实际腐蚀速度。

当由于腐蚀或冲蚀引起的金属损伤达到设备不能再用的程度时，警戒孔就会发出报警指示，这是该方法的一个重大优点。此外，警戒孔法不需要用复杂的试验装置和仪器，也不需要作周期性的测量。1

腐蚀速度的影响因素金属的实际腐蚀过程比较复杂，影响因素较多，包括金属自身的因索和处理工艺与所处环境等的外在因素，这样就会产生不同的腐蚀速度，下面进行简单的总结，以后分别详细阐述。

（1）金属本身

金属本身包括金属的电极电位、超电压、钝性、组成（尤其合金元素）、组织结构、表面状态、 腐蚀产物性质等。

金属电极电位的相对高低决定了它在电化学过程中的地位，是金属腐蚀的热力学因素，形成了腐蚀热力学中的五个区，电位越正的金属越稳定，耐蚀性越好，而电位越负的金属越不稳定，有发生腐蚀的倾向越大。超电压是金属腐蚀的动力学因素，超电压越大，极化越大，腐蚀速度越小。金属的钝化能力越强，越稳定，耐蚀性越好，腐蚀速度越小。金属的组成对腐蚀速度的影响较大，合金元素的加入往往会因为电化学的不均匀性而形成微电池而加速腐蚀，单相固溶体合金的腐蚀速度随合金化组元含量（原子百分比）的变化呈台阶形的有规律变化，符合塔曼（Tamman）规律，即n/8律，但是加入的合金元素也会通过提高金属的热力学稳定性或促进钝化或使合金表面形成致密腐蚀产物保护膜等方式而提高耐蚀性；复相合金中，相与相之间存在电位的差异，易形成腐蚀微电池，一般认为单相固溶体比复相组织的合金耐蚀性好。材料的表面粗糙度直接影响腐蚀速度，一般粗加工比精加工的表面易腐蚀。腐蚀产物如果是不易溶解的致密固体膜（如TiO2、Al2O3等），材料则不易发生腐蚀。

（2）处理工艺

热处理工艺可以改善合金的应力状态、晶粒和第二相形貌与大小及分布、相中组元再分配和组织结构等，机械加工、冷变形、铸造或焊接等处理产生变形与应力等，这些都会影响金属的腐蚀状态及腐蚀速度。2

（3）介质环境

介质环境包括介质组成、浓度、pH值、温度、压力、流速等。

①组成金属的腐蚀速度往往与介质中的阴离子种类有关，阴离子增加金属的腐蚀速度的作用顺序如下：NO3-