中海原油对316L不锈钢的腐蚀分析

16MnR、316L钢在含硫原油中的腐蚀性研究董绍平袁军国（中国石化镇海炼化公司研究中心）摘要：该文对16MnR、316L钢在高硫原油中的腐蚀情况进行了研究试验，并对试验结果作了分析，同时对镇海炼化公司在加工高（含）硫原油中设备的防腐提出了一些意见和建议。

关键词：含硫原油钢材腐蚀试验1 研究主要目的（1）通过现场挂片试验，研究已服役过的旧16MnR和新16MnR钢在加工高硫油中的抗均匀腐蚀和开裂的能力，测取裂纹的应力腐蚀扩展速率。

S、Cl-离子等对16MnR、316L钢发（2）通过慢拉伸应力腐蚀试验，研究H2生应力腐蚀的敏感性。

（3）提出对16MnR、316L钢制设备在炼制高硫油中应采取的防护措施和要求。

2 16MnR钢挂片腐蚀试验研究本次挂片的位置，除原有的A、B旁路釜外，还选择了常减压装置中含硫量等参数较为典型的6个16MnR钢制设备的10个部位。

挂片的材料有新16MnR钢和已服役过13年的液化石油气贮罐筒体旧16MnR钢。

通过挂片试验，了解16MnR S炼油介质中的均匀腐蚀、应力腐蚀开裂、裂纹扩展速率和材料性能是钢在含H2否变化等情况。

2.1 挂片位置2.1.1 A、B旁路釜A、B旁路釜是专为挂片腐蚀试验设置的，可随时打开取放试样。

两釜的操作参数见表1，其中总硫含量是根据现场实测值经统计分析后得到的。

本次腐蚀试验时间从1997年11月至1999年11月。

把各种挂片分成四组，一起放入两釜，两釜中每组试样的种类、数量和腐蚀时间见表2。

按预期的腐蚀时间，分期取出，进行测试分析。

表1 A、B釜的操作参数表2 A釜中4组腐蚀挂片试样的种类、数量及腐蚀时间2.1.2六个设备十个部位挂片试样放在常减压装置中有一定代表性的6个设备中，具体挂片试样所在设备部位的操作参数见表3，其中总硫含量是根据现场实测值经统计分析后得到。

表3 挂片试样所在设备部位的操作参数2.2 挂片试验结果及分析2.2.1拉伸试验试样经介质腐蚀后，进行常温短时拉伸试验。

316L不锈钢的抗腐蚀性分析
首先，316L不锈钢的成分对其抗腐蚀性能起到了关键作用。

316L不
锈钢主要由铁（Fe）、铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）及少量的其他元素
组成。

其中，铬是最主要的合金元素，其含量一般在16%~18%之间。

低碳
含量的316L不锈钢在碳含量不超过0.03%时，具有更优异的抗腐蚀性能。

此外，镍的添加可以提高316L不锈钢的耐腐蚀性能，增加其对非氧化性
酸的抵抗能力。

钼的加入则有助于提高材料的抗晶间腐蚀和耐点蚀性能。

其次，316L不锈钢在不同腐蚀介质中的抗腐蚀性能值得关注。

该材
料能够抵抗多种腐蚀介质的侵蚀，包括碱性溶液、酸性溶液以及盐水等。

在酸性介质中，316L不锈钢通过碱化反应，在其表面形成一层致密的铬
酸钾膜，从而阻止进一步的腐蚀。

而在氯化物环境中，钼可使得316L不
锈钢的耐点蚀性明显提升，增加了材料的使用寿命。

此外，由于316L不
锈钢具有较好的耐高温性能，可在高温腐蚀介质中长时间运行而不受损失。

316L不锈钢的抗腐蚀机制主要有以下几个方面。

首先，铬元素使得
材料表面形成一层致密的铬氧化物膜，称为钝化膜。

该膜可以有效防止进
一步腐蚀介质的侵蚀，起到了保护作用。

其次，钼元素的加入提高了钢材
的点蚀性能，钼的高点蚀电位能够减轻材料的腐蚀程度。

此外，低碳含量
也有利于316L不锈钢的抗腐蚀性能，因为低碳含量能降低晶间腐蚀的风险。

根据 腐蚀 程度 ， 从液 控管 线 不 同位 置 取样 ， 进
行宏观 检查 及裂纹 水穿透 性检 测试验 ， 结 果 见
图１ 和图 ２ 。由图 １和 图 ２可 以看 出 ， 液控 管线 存
在 多条贯 穿管 线 内外 的平 行 微 裂 纹 ， 裂 纹 均 分 布
在管线 存 在拉 应力 的一 侧 Ｊ 。
１ 检 测分 析
察， 显微形 貌 见 图 ３和 图 ４ 。 由图 ３可 以看 出 ， １
号样 品裂 纹 内部 断 口平 整 ， 裂纹 外 部 未 见 明显 的 塑性 变形 ； 由图 ４可 以看 出 ， ２号 样 品裂 纹 尖端 呈 分叉 状 ， 存 在 明显 的二 次裂纹 Ｊ 。
１ ． １ 宏观 检验
３ １ ６ Ｌ不 锈 钢 液 控 管 线 失 效 分 析 术
顾启林 ， 孙永 涛， 马增华 ， 董社霞 ， 朱春 明
（ 中海油 田服 务股 份有 限公 州油田生产事业部 ， 天津 ３ ０ ０ ４ ５ ９ ） 摘要 ： ３ １ ６ Ｌ不锈钢 液控 管线在 某油 田注汽 井服役过 程 中 出现 了多条 裂纹 ， 导致液 压油渗 漏。 通过宏观检验 、 金相分析 、 成分分析 、 扫描 电镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） 观察及 能谱 分析 （ Ｅ Ｄ Ｓ ） 等检 测方 法对液控 管 线失效原 因进行 了分析 。分析结果表 明： ３ １ ６ Ｌ不锈钢液控 管线在高温 （ ２ ６ ０℃ ） 、 高压 （ １ ９ ． ５ ＭＰ ａ ） Ｔ＿ ｖ － － 作， 环境 中存在 氯 离子和氧 ， 在拉 应力共 同作用下发生 了应 力腐蚀开 裂（ Ｓ Ｃ Ｃ） 。 关键词 ： ３ １ ６ Ｌ不锈钢 液控管线 应 力腐 蚀开裂 失效
由图 ５可以 看 ¨ ； ， 液 控 管 线 基体 组 织 和 裂 纹 周边 组织 均 为奥 氏 体 ， 无 明 差 异 ， 裂纹 呈树 枝状 ， 属

海洋环境下不锈钢管道腐蚀机理分析及防腐研究本文就复杂海洋环境下不锈钢管道腐蚀原因进行综合分析，重点分析高湿度海风及盐雾中氯离子对不锈钢管道表面腐蚀破坏的机理，并提出几种防腐措施，为以后同类工程的实施提供有效的解决办法。

标签：海洋环境；氯离子；表面腐蚀；防腐措施1 前言某海岛输电工程项目中，采用0Cr18Ni9Ti不锈钢无缝管道进行水系统输送。

室外管路表面处理方式为喷砂处理。

该系统管道在投用10个月后，发现室外管道表面锈蚀比较严重，出现较多的锈迹。

现场通过对管道表面锈迹处理发现，此锈迹为浮锈，只需用拉丝布擦拭即可清除掉锈迹。

为彻底弄清室外不锈钢管道短时间产生锈蚀的原因，解决不锈钢管道运行寿命的问题。

本文就高温、高湿度、高盐分海风、盐雾、海水飞溅等复杂海洋环境下不锈钢管道腐蚀原因进行综合分析，重点分析高湿度海风及盐雾中氯离子对不锈钢管道表面腐蚀破坏的机理，并提出一些列防腐措施，为以后同类工程的实施提供有效的解决办法。

2 腐蚀原因综合分析2.1 管道化学成分分析用材质分析仪对不锈钢管道化学成分进行分析，结果表明：管道化学成分符合0Cr18Ni9Ti牌号的要求。

2.2 海洋环境下不锈钢管道腐蚀分析海洋大气环境与内陆大气环境有很多区别，对不锈钢管道腐蚀分析时，需要考虑高温、高湿度、高盐分海风、盐雾、海水飞溅等多种因素[1]。

2.2.1 高盐分海风、盐雾、海水飞溅在海洋环境下的海风、海浪比较频繁，海风引起的海浪使得海水中的大量盐液与大气混合，使得大气中还有大量盐分，而这些盐分中还有大量的氯离子，这些盐分中的氯离子具有较高的电导率，容易形成电解质溶液，在金属表面形成微电池，增强了腐蚀的活性，破坏金属表面的钝化膜。

海洋环境下在温度较高的情况下，大量的海水产生雾化现象，形成大量盐雾，而盐雾的主要成分与海水及其相似，对不锈钢管道的表面也会产生腐蚀。

产生腐蚀的主要原因还是盐雾中的大量氯离子。

盐雾对不锈钢管道表面的腐蚀的主要形式还是电化学腐蚀。