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摘要：对某采油厂失效的渗氮防腐注聚管腐蚀穿孔的原因，进行了分析查找。结果注聚管表明发生点腐蚀坑的位置起始于钢管内壁渗氮白亮层的不连续部位或断裂处，单井管内注聚液的输送压力高易使渗氮白亮层发生破裂从而形成局部腐蚀电池，配制注聚液所用的采油污水的腐蚀性又很强，两种因素的联合作用导致单井管在短时间内发生腐蚀穿孔。
关键词：渗氮防腐注聚管；腐蚀穿孔；失效分析
Abstract: the production of a failure of the permeability nitrogen anticorrosive polymer injection pipe corrosive perforations reasons, are analyzed to search. The results have shown that polymer injection pipe at the location of the pit corrosion began with steel tube wall permeability may discrete parts of nitrogen or DuanLieChu, single well tube polymer injection of high pressure fluid transmission to permeability nitrogen white layer fracture so as to form the local corrosion battery, preparation of polymer injection liquid oil used the sewage to corrosive and strong, the two factors in the joint action of single well tube in a short time corrosive perforations happen.
Keywords: permeability nitrogen anticorrosive polymer injection pipe; Corrosive perforations; Failure analysis
中图分类号： TE98文献标识码：A文章编号：
1 前言
某采油厂聚合物输送管线采用渗氮防腐处理，Ф133mm×7mm（母液管）、Ф76mm×6mm（单井注聚管），投产使用不到一年，频繁发生腐蚀穿孔现象，造成较大经济损失。笔者通过对失效管进行腐蚀形貌宏观分析，腐蚀产物和金相组织微观分析，确定了失效原因。
2 注聚管线宏观分析
失效样品如图1、图2
图1 φ133×6渗氮管线内壁腐蚀形貌
图2 φ76×6渗氮管线内壁腐蚀形貌
将已腐蚀样管刨开后，对其内壁腐蚀情况进行观察，发现母液管内壁有许多的局部隆起的腐蚀产物区，该腐蚀产物比较疏松，很容易从钢管基体上去除，把局部隆起的腐蚀产物去除以后就显露出圆形的局部腐蚀坑。单井管的内壁则没有发现明显的腐蚀产物，但可观察到大量的局部腐蚀小坑，且局部已经出现腐蚀穿孔。
3 注聚管线微观分析
3.1腐蚀产物分析
从母液管的内壁刮取腐蚀产物进行X射线衍射相分析，衍射谱图如图3所示。
图3 腐蚀产物的X射线衍射谱线
实验结果表明，腐蚀产物是铁的氧化物FeO ( O H )和Fe3O4。
3.2金相检测结果
图4是母液管的金相组织照片。从照片中可明显看出，母液管内壁的渗氮白亮层存在多处不连续部位，在图4中可观察到渗氮白亮层缺损处的金属基体开始发生腐蚀的形貌。
图4母液管渗氮白亮层缺损处的金属基体腐蚀形貌
图5至7是单井管的金相组织照片。同母液管类似，单井管的内壁的渗氮白亮层也发现存在许多断裂部位，管内壁基体金属的腐蚀起始于这些白亮层断裂缺损位置，逐渐发展成腐蚀点坑。
图5单井管渗氮层断裂部位形貌
图6单井管渗氮层缺损处的金属基体腐蚀形貌
图7单井管渗氮层缺损处的金属基体腐蚀形貌
4 失效原因分析
输送管线在轧制过程中，表面粗糙度较高，微观表面凹凸不平，局部会存在尖角，在镀渗过程中，此种情况的存在，容易造成渗层的不连续性。
从金相组织检测结果来看，送检的母液管和单井管都是经过渗氮处理后的钢管，钢管的内壁有渗氮白亮层存在。在渗氮白亮层厚度较大且连续的部位，钢管基体金属没有发生腐蚀，而内壁白亮层的缺损部位的基体金属由于失去了滲氮白亮层的保护作用，逐渐发生局部点蚀，形成点蚀坑并最终导致钢管腐蚀穿孔。
据调查，注聚母液是用聚合物和自来水在敞口容器中搅拌配制而成，不可避免地溶入一些溶解氧，而自来水不同于去离子水，具有一定的矿化度，这样就构成了电化学腐蚀介质环境，溶解氧则是腐蚀电池中的去极化剂。母液管内壁渗氮白亮层缺损部位是腐蚀电池的阳极，而附近的白亮层则构成阴极，形成了一种小阳极大阴极的腐蚀电池，使小阳极区域很快就生成腐蚀点坑，随着腐蚀过程的进行，点蚀坑的深度逐渐增加，最后就必可避免地发生腐蚀穿孔破坏。腐蚀产物的X射线衍射相分析结果也证实母液管内壁发生的腐蚀属于氧腐蚀类型。
单井管内的注聚液是由母液加采油污水配制而成，尽管配制过程是在密闭容器中完成的，溶解氧的含量比注聚母液中的含量低，但是采油污水是一种腐蚀性很强的介质，矿化度很高，并含有较多的氯离子，而且单井管内输送注聚液时的压力超过12MPa，远远高于母液管线的输送介质的压力，使得单井管内壁受到的应力大幅度增加。在高应力作用下，特别是当原始钢管内壁粗糙度较大，凸凹不平存在有尖角时，渗氮层很容易发生破裂，形成局部腐蚀电池发生较严重的局部应力腐蚀，腐蚀速度大大加快，造成钢管在短时间内发生腐蚀穿孔。单井管的内壁没有发现明显的腐蚀产物可能与单井管内的介质压力大流速快有关，介质流速快对管内壁的冲刷作用大，管内壁产生的疏松的腐蚀产物就容易被介质携带走。
5 结论
5.1母液管和单井管的管体内壁都有渗氮白亮层存在，渗氮白亮层较厚且连续的部位，钢管的金属基体没有发生腐蚀,发生点腐蚀坑的位置起始于钢管内壁渗氮白亮层的不连续部位或断裂处。
5.2母液管内壁的腐蚀产物是铁的氧化物，局部点蚀坑是由氧腐蚀造成的，局部腐蚀电池属于小阳极大阴极类型的氧腐蚀电池。
5.3单井管内注聚液的输送压力高容易使渗氮白亮层发生破裂从而形成局部腐蚀电池，而配制注聚液所用的采油污水的腐蚀性又很强，两种因素的联合作用导致单井管发生了较严重的局部应力腐蚀，腐蚀速度加快，并最终导致单井管在短时间内发生腐蚀穿孔。
参考文献：
[1]孙秋霞，《材料腐蚀与防护》，北京：冶金工业出版社，2004.
[2]张洁等，管道技术与设备，《胜利采油厂注聚南区渗氮管线腐蚀原因分析》，2010年01期.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：渗氮防腐注聚管；腐蚀穿孔；失效分析
Abstract: the production of a failure of the permeability nitrogen anticorrosive polymer injection pipe corrosive perforations reasons, are analyzed to search. The results have shown that polymer injection pipe at the location of the pit corrosion began with steel tube wall permeability may discrete parts of nitrogen or DuanLieChu, single well tube polymer injection of high pressure fluid transmission to permeability nitrogen white layer fracture so as to form the local corrosion battery, preparation of polymer injection liquid oil used the sewage to corrosive and strong, the two factors in the joint action of single well tube in a short time corrosive perforations happen.
Keywords: permeability nitrogen anticorrosive polymer injection pipe; Corrosive perforations; Failure analysis
中图分类号： TE98文献标识码：A文章编号：
1 前言
某采油厂聚合物输送管线采用渗氮防腐处理，Ф133mm×7mm（母液管）、Ф76mm×6mm（单井注聚管），投产使用不到一年，频繁发生腐蚀穿孔现象，造成较大经济损失。笔者通过对失效管进行腐蚀形貌宏观分析，腐蚀产物和金相组织微观分析，确定了失效原因。
2 注聚管线宏观分析
失效样品如图1、图2
图1 φ133×6渗氮管线内壁腐蚀形貌
图2 φ76×6渗氮管线内壁腐蚀形貌
将已腐蚀样管刨开后，对其内壁腐蚀情况进行观察，发现母液管内壁有许多的局部隆起的腐蚀产物区，该腐蚀产物比较疏松，很容易从钢管基体上去除，把局部隆起的腐蚀产物去除以后就显露出圆形的局部腐蚀坑。单井管的内壁则没有发现明显的腐蚀产物，但可观察到大量的局部腐蚀小坑，且局部已经出现腐蚀穿孔。
3 注聚管线微观分析
3.1腐蚀产物分析
从母液管的内壁刮取腐蚀产物进行X射线衍射相分析，衍射谱图如图3所示。
图3 腐蚀产物的X射线衍射谱线
实验结果表明，腐蚀产物是铁的氧化物FeO ( O H )和Fe3O4。
3.2金相检测结果
图4是母液管的金相组织照片。从照片中可明显看出，母液管内壁的渗氮白亮层存在多处不连续部位，在图4中可观察到渗氮白亮层缺损处的金属基体开始发生腐蚀的形貌。
图4母液管渗氮白亮层缺损处的金属基体腐蚀形貌
图5至7是单井管的金相组织照片。同母液管类似，单井管的内壁的渗氮白亮层也发现存在许多断裂部位，管内壁基体金属的腐蚀起始于这些白亮层断裂缺损位置，逐渐发展成腐蚀点坑。
图5单井管渗氮层断裂部位形貌
图6单井管渗氮层缺损处的金属基体腐蚀形貌
图7单井管渗氮层缺损处的金属基体腐蚀形貌
4 失效原因分析
输送管线在轧制过程中，表面粗糙度较高，微观表面凹凸不平，局部会存在尖角，在镀渗过程中，此种情况的存在，容易造成渗层的不连续性。
从金相组织检测结果来看，送检的母液管和单井管都是经过渗氮处理后的钢管，钢管的内壁有渗氮白亮层存在。在渗氮白亮层厚度较大且连续的部位，钢管基体金属没有发生腐蚀，而内壁白亮层的缺损部位的基体金属由于失去了滲氮白亮层的保护作用，逐渐发生局部点蚀，形成点蚀坑并最终导致钢管腐蚀穿孔。
据调查，注聚母液是用聚合物和自来水在敞口容器中搅拌配制而成，不可避免地溶入一些溶解氧，而自来水不同于去离子水，具有一定的矿化度，这样就构成了电化学腐蚀介质环境，溶解氧则是腐蚀电池中的去极化剂。母液管内壁渗氮白亮层缺损部位是腐蚀电池的阳极，而附近的白亮层则构成阴极，形成了一种小阳极大阴极的腐蚀电池，使小阳极区域很快就生成腐蚀点坑，随着腐蚀过程的进行，点蚀坑的深度逐渐增加，最后就必可避免地发生腐蚀穿孔破坏。腐蚀产物的X射线衍射相分析结果也证实母液管内壁发生的腐蚀属于氧腐蚀类型。
单井管内的注聚液是由母液加采油污水配制而成，尽管配制过程是在密闭容器中完成的，溶解氧的含量比注聚母液中的含量低，但是采油污水是一种腐蚀性很强的介质，矿化度很高，并含有较多的氯离子，而且单井管内输送注聚液时的压力超过12MPa，远远高于母液管线的输送介质的压力，使得单井管内壁受到的应力大幅度增加。在高应力作用下，特别是当原始钢管内壁粗糙度较大，凸凹不平存在有尖角时，渗氮层很容易发生破裂，形成局部腐蚀电池发生较严重的局部应力腐蚀，腐蚀速度大大加快，造成钢管在短时间内发生腐蚀穿孔。单井管的内壁没有发现明显的腐蚀产物可能与单井管内的介质压力大流速快有关，介质流速快对管内壁的冲刷作用大，管内壁产生的疏松的腐蚀产物就容易被介质携带走。
5 结论
5.1母液管和单井管的管体内壁都有渗氮白亮层存在，渗氮白亮层较厚且连续的部位，钢管的金属基体没有发生腐蚀,发生点腐蚀坑的位置起始于钢管内壁渗氮白亮层的不连续部位或断裂处。
5.2母液管内壁的腐蚀产物是铁的氧化物，局部点蚀坑是由氧腐蚀造成的，局部腐蚀电池属于小阳极大阴极类型的氧腐蚀电池。
5.3单井管内注聚液的输送压力高容易使渗氮白亮层发生破裂从而形成局部腐蚀电池，而配制注聚液所用的采油污水的腐蚀性又很强，两种因素的联合作用导致单井管发生了较严重的局部应力腐蚀，腐蚀速度加快，并最终导致单井管在短时间内发生腐蚀穿孔。
参考文献：
[1]孙秋霞，《材料腐蚀与防护》，北京：冶金工业出版社，2004.
[2]张洁等，管道技术与设备，《胜利采油厂注聚南区渗氮管线腐蚀原因分析》，2010年01期.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。