氯离子是怎么腐蚀管道的

既然钢管在自然环境中容易腐蚀破坏，那么为什么不采用非金属管道或不锈钢管道呢？

油气通过管道输送需要有一定的压力才能实现，管道越长，油气输送所需要的压力也就越高，长距离输送管道的压力一般在几兆帕到十几兆帕之间，因此管道必须有足够的承受压力的能力。此外，长距离输送管道的长度往往在数百甚至几千千米，而口径一般也要几百毫米，最大可达到1米以上，管道建设所用管材的数量是惊人的，管道材料的价格不能太高。因此承受高压的能力和经济的价格是管道选材所要考虑的主要问题。

非金属材料用作管道有两类：各种工程塑料管和水泥管。

塑料管耐腐蚀、价格低廉，但其强度和刚度都比金属材料低，承压能力也要低得多，一般只有零点几兆帕，即使铝塑、钢塑复合管的工作压力最高也就1～2兆帕，工程塑料管的另一个问题是直径较小。因此工程塑料管常用做中低压管道，如给排水、庭院燃气输送等，而不适合用做高压、大口径长输管道。

水泥管由于承压能力较低、管与管之间的连接易于产生泄漏，而且也存在腐蚀问题（内部钢筋），因此更不适合做高压长输管道。

不锈钢的最大特点就是其合金元素含量比较高，由于含有大量的合金元素，所以其耐腐蚀性能大大优于碳素钢和低合金钢，但是其价格也远远高于碳素钢和低合金钢。一般不锈钢的价格是碳素钢的4～5倍，高昂的价格使得不锈钢在管道行业的应用受到限制。

另一个关键问题是不锈钢只是因为表面形成了钝化膜而提高了耐蚀性和耐高温氧化性能，并不是在所有环境中都不腐蚀。在钝化膜遭到破坏或不能保持时，就会发生腐蚀，比如海水中的氯离子会破坏钝化膜的完整性，产生点腐蚀；当不锈钢结构表面存在微小差别时比如异物附着时，会在电解质作用下形成腐蚀微电池。因此不锈钢的耐腐蚀并不是绝对的。

而钢管虽然耐腐蚀性不好，但由于生产工艺简单、可承受较高的压力、来源广泛且价格便宜，又可以通过采用涂层和阴极保护等措施来控制腐蚀，所以广泛用于油气输送行业。一般小口径低压管道多采用普通碳钢管，而高压大口径管道则根据机械性能要求采用微合金高强度钢管。

当然，随着科学技术的发展，若能大大降低不锈钢管的价格或提高非金属管道的强度，将它们用作油气长输管道也是可能的。

1、此外它还能破坏不锈钢铝等金属或合金表面的钝化膜，引起金属的缝隙腐蚀和应力腐蚀破坏。

硝酸盐(NO2)-中的N为+3价，所以既有氧化性，又有还原性，有较强的氧化能力。 亚硝酸盐中的N为+2价，在正常较难与其他物质反应，除非是高温、高压下才与极少数反应。

氯离子引起的钢筋锈蚀

水下商品混凝土中，氯离子进行商品混凝土通常有两种途径：其一是“掺入如含有氯盐的外加剂，使用海砂，施工用水含氯盐，在含盐环境中搅拌，浇筑商品混凝土时，其二是”渗入“环境中的氯盐通常通过商品混凝土的宏观、微观缺陷，渗入到商品混凝土中并达到钢筋表面，直接或间接破坏商品混凝土的包裹作用及钢筋钝化的高碱度两种屏障，使之发生锈蚀继而锈蚀产物体积膨胀，使商品混凝土保护层开裂与脱落在海洋环境中的水下商品混凝土结构大都是这种情况。氯离子引起钢筋锈蚀可以从以下几个方面分析：

1破坏钝化膜

商品混凝土属于碱性材料，其孔隙溶液的PH值为12-14，因而对钢筋具有较好的保护作用，有利于钢筋表面形成保护钢筋的钝化膜，但这种钝化膜只有在高碱环境中才是稳定的。假如四周环境PH值降到11.8时，钝化膜就开始变得不稳定，当PH值继续降到9.88时，钝化膜就开始变得难以生存或逐渐破坏，使得进入商品混凝土中的氯离子吸附于钝化膜处，并使钝化膜的PH值迅速降低，逐步酸化，从而使得钝化膜被破坏。

2形成腐蚀电流

无论商品混凝土碳化还是氯离子侵蚀，都可以引起钢筋部分锈蚀，在钝化膜破坏处有腐蚀电流产生，在钝化膜破坏还与未破坏区这间存在电位差，有宏电流产生，但微电流要比宏电流大得多。又因为氯离子的存在大大降低了商品混凝土的电阻率，并且氯离子和铁离子的结合可以形成易容于水的氯化铁，从而加速了腐蚀产物向外的扩散过程，并由于宏观腐蚀电流在钝化膜破坏区边边缘最大，使得靠近钝化区的边缘的局部钝化膜破坏较快，这种现象称为局部锈蚀钢筋的“边缘效应”。

3氯离子导电作用

正是由于商品混凝土结构中氯离子的存在，大大降低了阴、阳极之间的欧姆电阻，强化了离子通路，提高了腐蚀电流的效率，从而加速了钢筋的电化学腐蚀过程，氯离子对商品混凝土中钢筋锈蚀更严重更快速.而氯化物是钢筋的一种活化剂，它能置换钝化膜的氧而使钢筋发生溃烂性腐蚀，而氯盐是高吸湿性的盐，它能吸收空气中的水分变成液体，从而使氯离子从扩散作用变成渗透作用，达到氯离子，透过保护区去腐蚀钢筋的目的。

4氯离子的阳极去极比作用

氯离子不仅促成了钢筋表面的腐蚀电流，而且加速了电流的作用过程，阳极反应过程Fe→2e→Fe2，假如生成的Fe2不能及时搬运而积累于阴极表面，则阴极反应就会因此而受阻，相反，假如生成的Fe2能及时被搬走，那么。阳极反应过程就会顺利乃至加还进行，Cl与Fe相遇就会生成FeCl2，Cl能使Fe消失而加速阳极过程，通常把阳极过程受阻称做阳极极化作用，而加速阳极过程者，称作阳极去极化作用，氯离子正是发挥了阳极去极化作用的功能。

应该说明的是，在氯离子存在的商品混凝土中，钢筋通常的锈蚀产物很很难找到FeCl2的存在，这是由于FeCl2是可溶的，在向商品混凝土内扩散碰到氢氧根离子，立即生成Fe2的一种沉淀物质又进一步氧化成铁的氧化物，即通常说的“铁锈”，由此可见，氯离子只起到了“搬运”的作用，而不被消失，也就是说进入商品混凝土的氯离子，会周而复始地起破坏作用，这也是氯盐危害特点之一。

答：

一 按用途分：

1）自来水中的氯离子＜50ppm用不锈钢201；

2）自来水中的氯离子＞50--100ppm用不锈钢304；

3）自来水中的氯离子＞100--200ppm用不锈钢304L；

4）自来水中的氯离子＞200---250ppm用不锈钢316；

5）自来水中的氯离子＞250ppm用双相不锈钢2205。

二 按复合力分：

1)适量复合：复合界面接合距离用电子显微镜测量大于25μ，复合强度为大于0.2 MPa，执行CJ/T192-2004《内衬不锈钢复合钢管》城乡建筑行业标准。用于给排水管道、管道直饮水管道、喷雾消防管道、净化气体、净化液体的柔性腐蚀低压管道；

2) 过盈复合：复合界面接合距离用电子显微镜测量5～25μ，复合强度为 2～4Mpa，执行SY/T6623-2005《内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范》石油天然气行业标准；

3) 过量复合：复合界面接合距离用电子显微镜测量小于5μ，复合强度为大于 4Mpa。

三 按复合方法分：

1）冷滚压工艺；

2）拉拔工艺；

3）温拉拔工艺。

不锈钢在微观状态下并不是完全均匀的合金，其表面金属成分在微观上具有一定的不均匀性，同时不可避免地含有如碳等微量杂质。这些不均匀或含有杂质的部分侵泡在高电导率溶液环境里会产生原电池反应，最终会导致点状的腐蚀。

不锈钢管按材质分为普通碳素钢管、优质碳素结构钢管、合金结构管、合金钢管、轴承钢管、不锈钢管以及为节省贵重金属和满足特殊要求的双金属复合管、镀层和涂层管等。不锈钢管的种类繁多，用途不同，其技术要求各异，生产方法亦有所不同。当前生产的钢管外径范围0.1—4500mm、壁厚范围0.01～250mm。为区分其特点，通常按如下的方法对钢管进行分类。 不锈钢管按横断面形状可分为圆管和异形管。异形管有矩形管、菱形管、椭圆管、六方管、八方管以及各种断面不对称管等。异形管广泛地用于各种结构件、工具和机械零部件。与圆管相比，异形管一般都有较大的惯性矩和截面模数，有较大的抗弯、抗扭能力，可以大大减轻结构重量，节约钢材。

不锈钢管按纵断面形状可分为等断面管和变断面管。变断面管有锥形管、阶梯形管和周期断面管等。 按用途可分为油井管（套管、油管及钻杆等）、管线管、锅炉管、机械结构管、液压支柱管、气瓶管、地质管、化工用管（高压化肥管、石油裂化管）和船舶用管等。

温州的不锈钢行业

温州的不锈钢行业是一项新兴的行业，起源于20世纪80年代初期，经过20来年的开拓与探索，在国内市场已颇具知名度和一定影响力。

当前生产企业达130多家，具有良好的发展、扩大的势头。整个行业穿孔设备38台。冷轧、冷拔设备500多台，冶炼设备6座，全部采用炉外精炼，其他设备比较齐全。企业的生产能力和规模都在不断的扩大和增强。2001年度，产值超亿元企业有5家，10多家企业被评为市、区星级企业。为了保证产品质量，水压、涡流和超声波探伤、直读谱仪等分析检测设备都在不断增加和完善。2001年经上级技术监督部门抽样检测，合格率达80%以上。拥有各类高中级职称的技术、管理人员300多人，是企业逐步走上规范化生产、管理轨道。温州不锈钢行业主要是生产不锈钢管和不锈钢棒，品种、规格、型号已达400多种。2001年不锈钢销售额达17.15亿元，产量达10.6万吨。不锈钢棒2.22亿元，产量2,11万吨，上交国家税金达1亿多元。钢管出口量也逐年增大，2001年为5000T，预计今年出口量为8000~10000T，已有10来家企业取得自营进出口权。不锈钢管远销东南亚、欧盟数十个国家和地区，深受国外商家和用户的赞赏。

不锈钢管产业在温州原来是空白，发展迅速，规模不断扩大，但生产能力还有一定的差距，仍不能满足国内市场的需求。温州不锈钢行业今后的发展思路和具体做法是：

⒈以提高产品产量为中心，加强企业内部管理，提高企业的规模、档次为目标，进一步提高温州不锈钢管和企业的知名度，鼓励企业向集团化发展，加强技术人员、管理人才的引进和培养，加强生产装备建设，保证和提高产品质量。

⒉走向品牌发展之路，数量温州不锈钢行业和企业家的信用，塑造中国品牌意识。

⒊建立温州不锈钢管生产园区，集聚不锈钢生产企业，使之上规模、上档次、创龙头、创名牌，形成集团化生产；通过兼并、挂靠、参股、联合等方式，实现浙江省经贸厅的“重点发展”的规划目标。

⒋办好温州不锈钢专业市场。不锈钢行业发展迅速，但由于没有一定规模的专业市场，不能招来五湖四海客，因而生产企业只能在全国各地设点经营，既增加了企业成本，又阻碍了企业的发展。若建成了专业市场，集生产、销售服务于一体，将使生产企业真正的立足背地、走向全国、冲出国门。

此类钢管可以分为不锈钢无缝钢管和不锈钢焊接钢管（有缝管）两大类，按照制造工艺的不同可以为：热轧、挤压、冷拔和冷轧这几种基本类型，按断面形状又可分为圆管和异形管，广泛应用的是圆形钢管，但也有一些方形、矩形、半圆形、六角形、等边三角形、八角形等异形不锈钢钢管。

对于承受流体压力的钢管都要进行液压试验来检验其耐压能力和质量，在规定的压力下不发生泄漏、浸湿或膨胀为合格，有些钢管还要根据标准或需方要求进行卷边试验、扩口试验、压扁试验。

无缝不锈钢管也称不锈钢无缝管，是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管的规格用外径*壁厚毫米数表示。

201不锈钢管--S20100（AISI.ASTM)

304不锈钢管全称SUS304不锈钢管

SUS304不锈钢管属于美国牌号材质的不锈钢管，国内牌号相当于0Cr19Ni9不锈钢管，通常用 0Cr18Ni9替代。

不锈钢防锈的机理是合金元素形成正电位，不再有向氧化剂输送电子的能力。

304材料出现生锈现象，可能有以下几个原因：

⒈使用环境中存在氯离子。

氯离子广泛存在，比如食盐、汗迹、海水、海风、土壤等等。不锈钢在氯离子存在下的环境中，腐蚀很快，甚至超过普通的低碳钢，氯离子与合金元素中的Fe形成配合物，将Fe正电位降低，继而被氧化剂夺去电子而被氧化。

所以对不锈钢的使用环境有要求，而且需要经常擦拭，除去灰尘，保持清洁干燥。

316和317不锈钢是含钼不锈钢种。317不锈钢中的钼含量略高于316不锈钢.由于316不锈钢中含钼，该钢种总的性能优于310和304不锈钢，高温条件下，当硫酸的浓度低于15%和高于85%时，316不锈钢具有广泛的用途。316不锈钢还具有良好的耐氯化物侵蚀的性能，所以通常用于海洋环境。

不锈钢管随着社会经济的发展，其应用也得到了越来越广泛的普及。必将在各个领域带来全新的改观。

不锈钢管的理论重量公式：W=（外径-壁厚）x壁厚x0.02491x长度,其中W单位是kg,外径、壁厚单位均为mm,长度单位为米(m). 不锈钢焊管生产工艺：

原料--分条--焊接制管--修端--抛光--检验（喷印）--包装--出货（入仓）（装饰焊管）

原料--分条--焊接制管--热处理--矫正--矫直--修端--酸洗--水压测试--检验（喷印）-包装--出货（入仓）（焊管工业配管用管） 不锈钢管的内径在6.0mm以上，壁厚在13mm以下的退火不锈钢管材，可以采用W-B75型韦氏硬度计，它测试非常快速、简便，适于对不锈钢管材做快速无损的合格检验。不锈钢管内径大于30mm，壁厚大于1.2mm的不锈钢管，采用洛氏硬度计，测试HRB、HRC硬度。不锈钢管内径大于30mm，壁厚小于1.2mm的不锈钢管，采用表面洛氏硬度计，测试HRT或HRN硬度。内径小于0mm，大于4.8mm的不锈钢管，采用管材专用洛氏硬度计，测试HR15T硬度。当不锈钢管内径大于26mm时，还可以用洛氏或表面洛氏硬度计测试管材内壁的硬度。