油管本體漏油的原因

第頁油管本體漏油的原因1腐蝕原因

依據(jù)腐蝕的性質(zhì)不同可以分為以下七種。

(1)均勻腐蝕

這種腐蝕是由環(huán)境引起的，凡是與介質(zhì)接觸的表面皆產(chǎn)生同一種腐蝕。金屬表面腐蝕的表面相同，經(jīng)歷時(shí)間相同，金屬厚度的減少也相同，管道壁面一層層地腐蝕而脫落，最后造成大面積穿孔。

(2)浸蝕或汽蝕

這種腐蝕是由于流體介質(zhì)的流動(dòng)所引起的。高速輸送的液體壓力會(huì)顯然下降，當(dāng)壓力低于介質(zhì)的臨界壓力時(shí)，液體就會(huì)出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，形成無數(shù)個(gè)氣泡。這種氣泡一到高壓區(qū)就又凝結(jié)為液體，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生對(duì)金屬材料的浸蝕和沖擊，造成管道的振動(dòng)，同時(shí)使金屬表面腐蝕呈蜂窩狀，隨著時(shí)間的推移便形成了腐蝕穿孑L。

(3)應(yīng)力腐蝕

它是在靜拉伸應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下而導(dǎo)致的金屬破壞。它與單純由機(jī)械應(yīng)力造成的破壞的區(qū)別在于，它在極低的應(yīng)力負(fù)荷下也能產(chǎn)生破壞；它與單純的腐蝕引起的破壞也不同，腐蝕性極弱的介質(zhì)同樣引起應(yīng)力腐蝕，因而它是危害性最大的一種腐蝕破壞形式。它經(jīng)常是在從一般腐蝕方面來看是耐蝕的狀況下發(fā)生的，沒有變形預(yù)兆的迅速擴(kuò)大的突然斷裂，易發(fā)生嚴(yán)重的泄漏事故。

(4)電化學(xué)腐蝕

這種腐蝕是管道金屬與介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。最常見的即是所謂露點(diǎn)腐蝕，這種現(xiàn)象多發(fā)生在露天的管道上。由于天氣的影響及管道溫度的變化，管壁上會(huì)結(jié)滿露水這種微小水滴中含有二氧化碳，從而形成了稀碳酸，造成了金屬管道的腐蝕。

(5)點(diǎn)蝕

這種腐蝕發(fā)生在金屬表面的某一點(diǎn)上，它最初出現(xiàn)在金屬表面某個(gè)局部不易看見的微小位置上，腐蝕主要向深部擴(kuò)散，最后造成一小穿透孔，而孔四周的腐蝕并不顯然。這種點(diǎn)蝕的機(jī)理是：陰離子在金屬鈍化膜的缺陷地方，如夾雜物、貧鉻區(qū)、晶界、位錯(cuò)等處，侵入鈍化膜，與金屬離子結(jié)合形成強(qiáng)酸鹽，而溶解鈍化膜，使膜產(chǎn)生缺位。由于鈍化膜的局部破壞，形成了〞鈍化—活化“的微電池，其電位差約為0．5～0．6V。由于陽極(活化區(qū))的面積很小，因而腐蝕電流很大，點(diǎn)蝕的腐蝕速度很快。

(6)晶間腐蝕

這種腐蝕是發(fā)生在金屬結(jié)晶面上的一種激烈腐蝕，并向金屬內(nèi)部的縱深部位擴(kuò)散。在腐蝕過程中，金屬品行區(qū)域的溶解速度遠(yuǎn)大于晶粒本體的溶解速度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。產(chǎn)生晶間腐蝕的因素有金屬本身的原因和外部條件的因素。內(nèi)在因素是指晶格區(qū)域的某種物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)同晶粒本身的電化學(xué)性質(zhì)存在著顯然差異，這樣晶格區(qū)域就比晶粒本體在一定的腐蝕電位下更易于溶解。外在條件是要有適當(dāng)?shù)母g介質(zhì)，在該介質(zhì)條件下足以顯示晶格物質(zhì)與晶粒本體之間的電化學(xué)性質(zhì)的顯然差異，正是這種差異引起兩者間的不等速溶解。

晶間腐蝕的結(jié)果是破壞了金屬晶粒間的連接，因而顯著降低了材料的機(jī)械性能。尤為嚴(yán)重的是晶間腐蝕在外表面不易發(fā)現(xiàn)，金屬的破壞是突然發(fā)生的。

(7)氫腐蝕

這種腐蝕從本質(zhì)上說，也是一種晶間腐蝕。在高溫高壓下，氫以原子狀態(tài)滲透到金屬中，并逐步擴(kuò)散。當(dāng)碰到被輸送的流體介質(zhì)中不穩(wěn)定的碳化物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而生成甲烷，使管道脫碳產(chǎn)生大量的晶界裂痕和鼓泡，從而使管道的強(qiáng)度和塑性顯著降低，其中斷面收縮率降低更加顯著，并且產(chǎn)生嚴(yán)重的脆化。

碳鋼管在氫氣作用下脫碳有兩種形式：一是在565．5℃以上和低于14．1atm氫中，碳鋼只發(fā)生表面脫碳。表面脫碳后呈鐵素體組織，使強(qiáng)度下降而塑性提升，脫碳層向鋼中擴(kuò)散很慢；二是當(dāng)溫度超過221℃，壓力大于1．43MPa，氫就會(huì)滲入鋼的內(nèi)部，在晶界處形成甲烷使鋼發(fā)生內(nèi)部脫碳，即產(chǎn)生氫腐蝕。當(dāng)溫度和壓力都較高時(shí)，這兩個(gè)現(xiàn)象可能同時(shí)發(fā)生。如果表面脫碳過程比其內(nèi)部進(jìn)行得更快，則內(nèi)部脫碳便不會(huì)發(fā)生。如果壓力很高，而溫度較低，碳的擴(kuò)散能力大大減弱，則內(nèi)部氫腐蝕可能在沒有顯然表面脫碳的狀況下發(fā)生。在石油煉制和石油化工輸送管道中，由于輸送和儲(chǔ)存的介質(zhì)多為碳?xì)浠衔铮桩a(chǎn)生氫腐蝕。

2焊縫原因

金屬管道，絕大多數(shù)都是通過焊接的方法連接起來的。通過焊接可以得到機(jī)械性能合格的焊接接頭。但是，在焊接的過程中，由于人為因素及其他自然因素的影響，在焊縫形成過程中不可避免地存在著各種缺陷。焊縫上發(fā)生的泄漏現(xiàn)象，大部分是由焊接缺陷引起的。

最常用的焊接方法是電焊和氣焊。兩者常見的焊縫缺陷簡介如下：

(1)電焊焊縫缺陷

①未焊透。焊件的間隙或邊緣未熔化，留下的間隙叫未焊透。由于存在著未焊透，壓力介質(zhì)會(huì)沿著層間的微小間隙出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)也會(huì)發(fā)生噴射狀泄漏。

②有夾渣。夾渣在焊縫中存在的非金屬物質(zhì)稱為夾渣。夾渣主要是由于操作技術(shù)不良，使熔池中的熔渣未浮出而存在于焊縫之中，夾渣也可能來自母材的臟物。

夾渣引起的焊縫泄漏也是比較常見的，特別是在那些焊縫質(zhì)量要求不高的管道上，夾渣存在的焊縫段內(nèi)會(huì)造成局部區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力集中，使夾渣尖端處的微小裂痕擴(kuò)大，當(dāng)這個(gè)裂痕穿透管道壁厚時(shí)，就會(huì)發(fā)生泄漏現(xiàn)象。

③有氣孔。在金屬焊接過程中，由于某些原因使熔池中的氣體來不及逸出而留在熔池內(nèi)，焊縫中的流體金屬凝固后形成孔眼，稱之為氣孔。氣孔的形狀、大小及數(shù)量與母材鋼種、焊條性質(zhì)、焊接位置及電焊工的操作技術(shù)水平有關(guān)。形成氣孔的氣體有的是原來熔解于母材或焊條鋼蕊中的氣體；有的是藥皮在熔化時(shí)產(chǎn)生的氣體；有的是母材上的油銹、污垢等物在受熱后分解產(chǎn)生的；也有的來自于大氣。而低碳鋼管道焊縫中的氣孔主要是氫或一氧化碳?xì)饪住?/p>

單一的小氣孔一般不會(huì)引起泄漏。但長形氣孔的尖端在溫差應(yīng)力、安裝應(yīng)力或其他自然力的作用下，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象，致使氣孔尖端處出現(xiàn)裂痕，并不斷擴(kuò)大，最后導(dǎo)致泄漏；連續(xù)蜂窩狀氣孔則會(huì)引起點(diǎn)狀泄漏。

④有裂痕。裂痕是金屬管道中最危險(xiǎn)的缺陷，也是各種材料焊接過程中時(shí)常碰到的問題。這種金屬中的危險(xiǎn)缺陷有不斷擴(kuò)大和延伸的趨勢，裂痕的擴(kuò)大最終會(huì)引起被輸送流體介質(zhì)的外泄。

(2)氣焊焊縫缺陷

氣焊是利用焊炬噴出的可燃?xì)怏w與氧氣混合燃燒后，其熱量將兩管件的接縫處加熱到熔化狀態(tài)，用或不用填充材料把焊件接合起來，得到整體焊接接頭的過程。在采納氣焊焊接管道過程中，同電焊一樣，由于某些原因，焊縫中有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一些焊接缺陷。

①過熱和過燒。過熱和過燒，一般是指鋼在氣焊時(shí)金屬受熱到一定程度后，金屬組織所發(fā)生的變化。金屬產(chǎn)生過熱的特征是在金屬表面變黑，同時(shí)有氧化皮出現(xiàn)。在組織上表現(xiàn)為晶粒粗大。而過燒時(shí)，除晶粒粗大外，晶粒邊界也被激烈氧化，焊縫的宏觀特征是“發(fā)渣〞。過熱的金屬會(huì)變脆，假設(shè)過燒則會(huì)更脆。造成這種缺陷的主要原因是：火焰能量太大；焊接速度太慢；焊炬在一處停留時(shí)間太長。另外還與采納了氧氣過剩的氧化焰、焊絲成分不合格及在風(fēng)力過大處焊接等客觀因素有關(guān)。顯然，這種焊接缺陷的存在必定影響到焊縫質(zhì)量。

②氣孔。氣孔是遺留在焊縫中的氣泡。氣焊產(chǎn)生氣孔的主要原因有，工件與焊絲表面不干凈，有油、銹、漆及氧化鐵皮等；焊絲與母材化學(xué)成分不符合要求；焊接速度太快；焊絲與母材的加熱熔化配合不協(xié)調(diào)。

③夾渣。當(dāng)被焊工件和焊絲上存有油污、油漆、鐵銹等臟物，而進(jìn)行組對(duì)焊接時(shí)，又沒有采用必要的手段加以清理，就可能產(chǎn)生夾渣。其危害與電焊所產(chǎn)生的夾渣相同。

④咬邊。咬邊是在基本金屬和焊縫金屬交界處所形成的凹坑或凹槽。在焊接橫焊縫時(shí)，焊縫上部最易形成咬邊現(xiàn)象。原因是焊嘴傾斜角度不對(duì)及焊嘴、焊絲的擺動(dòng)不當(dāng)，火焰能率太大等。焊縫形成咬邊缺陷后，減少了金屬的有效截面積，同時(shí)在咬邊處形成應(yīng)力集中，這種應(yīng)力集中同樣會(huì)引起焊縫中微小裂痕的擴(kuò)大而出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。

⑤裂痕。氣焊過程中產(chǎn)生裂痕的主要原因有：焊件和焊絲的成分、組織不合格(如金屬中含碳量過高，硫磷雜質(zhì)過多及組織不均勻等)；焊接時(shí)應(yīng)力過大，焊縫強(qiáng)化高度不夠或焊縫熔合不良；焊接長焊縫時(shí)，焊接順序不妥當(dāng)；點(diǎn)固焊時(shí)，焊縫太短或熔合不良；作業(yè)場所的氣溫低；收尾時(shí)焊沒填滿等。對(duì)金屬來說，裂痕是最危險(xiǎn)的焊接缺陷，它的存在顯然地降低了焊接構(gòu)件的承載能力，裂痕的尖端不可避免地會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中。應(yīng)力集中又會(huì)使裂痕不斷擴(kuò)大，裂痕達(dá)到一定深度就會(huì)破壞管道的封閉性能，流體介質(zhì)就會(huì)沿著這些裂痕外泄。

無論是電焊焊縫缺陷，還是氣焊焊縫缺陷的存在，都是引起焊縫泄漏的根本原因。從治本的角度出發(fā)、提升焊接質(zhì)量是完全必要的。

3振動(dòng)及沖刷原因

(1)共振

每一根管道(包括液柱)或者兩固定支點(diǎn)的每一節(jié)管段，都有其固有的振動(dòng)頻率。頻率的大小主要取決于管長、管徑和管道壁厚及整體重量。當(dāng)與管道相連接的各種機(jī)械(如泵、壓縮饑等)的振動(dòng)頻率與管道的固有振動(dòng)頻率非常接近或完全相同時(shí)，投入運(yùn)行的管道就會(huì)發(fā)生振動(dòng)，振幅也會(huì)越來越大，管道內(nèi)的流體介質(zhì)壓力與速度也將發(fā)生激烈的周期性的波動(dòng)這種不斷增大的振幅和激烈的流體波動(dòng)，不但會(huì)使密封部位產(chǎn)生泄漏，而且還會(huì)使管道上的焊縫出現(xiàn)開裂而發(fā)生泄漏。

(2)脈動(dòng)

由流體的自激振蕩引起的脈動(dòng)，這是管道內(nèi)液體流動(dòng)(或液、氣兩相混流)所引起的振動(dòng)問題。主要表現(xiàn)在以下幾方面：

①液體管道與往復(fù)式機(jī)械(例如活塞泵、壓縮機(jī)、柱塞泵等)相連接時(shí)，因流量的波動(dòng)而引起管內(nèi)液體速度的波動(dòng)。此外，活塞本身的往復(fù)運(yùn)動(dòng)就是波動(dòng)的，工作缸在曲軸的一則不對(duì)稱，慣性力不平衡也是造成振動(dòng)的因素。

②壓力波動(dòng)。裝有軸流式、離心式及其他回轉(zhuǎn)式泵類和葉片式壓縮機(jī)管路，如果機(jī)器的特性曲線是有駝峰的，，那么在小流量下，會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)的現(xiàn)象。泵類運(yùn)行時(shí)還存在著汽蝕現(xiàn)象，這些都會(huì)引起管道內(nèi)的壓力波動(dòng)而導(dǎo)致管路振動(dòng)。

③加熱氣體引起的振動(dòng)。在管路系統(tǒng)中間設(shè)有加熱裝置(例如鍋爐)或發(fā)熱反應(yīng)裝置和換熱器時(shí)，由于存在氣柱現(xiàn)象而引起嚴(yán)重的振動(dòng)。

④由于氣泡凝結(jié)而引起的振動(dòng)。這種振動(dòng)發(fā)生在氣、液兩相混流的管道中，氣泡的凝結(jié)將引起流體介質(zhì)體積的急劇變化，液體產(chǎn)生振蕩，造成管路振動(dòng)。

⑤液體流動(dòng)產(chǎn)生的旋渦(卡門旋渦)引起的振動(dòng)。液體流過流量孔板、節(jié)流孔板、整流板處及未全開的閥門時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的旋渦，流速越大，旋渦的能量和區(qū)域也越大，在旋渦內(nèi)液流紊亂，壓力下降。波動(dòng)極大，引起管路的振動(dòng)。特別是未全開的閘板閥門和非流線型的繞流體，這種紊亂和波動(dòng)尤為嚴(yán)重。

⑥水擊引起的壓力波，造成管道內(nèi)液體自激振蕩，即水錘現(xiàn)象。易發(fā)生在蒸汽輸送管道上，管內(nèi)凝結(jié)水被高速蒸汽推動(dòng)，在管內(nèi)高速流動(dòng)，當(dāng)碰到閥門或管道轉(zhuǎn)彎處就會(huì)出現(xiàn)撞擊，引起管道的激烈振動(dòng)。

(3)機(jī)械振動(dòng)與振動(dòng)傳遞

機(jī)械振動(dòng)包括管路系統(tǒng)中的泵、閥、壓縮機(jī)等本身的振動(dòng)。例如葉片式機(jī)械的轉(zhuǎn)子不平衡、軸的彎曲、軸承間隙增大等都會(huì)使機(jī)械振動(dòng)；閘閥打開后，閥板成為僅在填料部位有支承的懸臂桿件，液體流過時(shí)在其后產(chǎn)生旋渦振動(dòng)的同時(shí)，還引起閥板的機(jī)械振動(dòng)。在打開閥門到某一開度時(shí)，這種振動(dòng)最顯然，管道內(nèi)發(fā)出龐大的“啪啪〞響聲。

振動(dòng)傳遞是指管路系統(tǒng)四周的其他振源通過地面或建筑物等傳遞給管道的振動(dòng)。例如在管道鄰近工礦企業(yè)重型機(jī)械的啟動(dòng)和停車，靠近山區(qū)的管道，因開山劈嶺進(jìn)行爆破傳遞給管道系統(tǒng)的振動(dòng)；鐵