輸油管道腐蝕通常屬于電化學腐蝕,且絕大多數表現為局部腐蝕,即腐蝕主要集中在金屬管道表面的區域,而表面的其它部位則幾乎未被破壞。長輸管道常見的腐蝕類型有:孔蝕、縫隙腐蝕、電偶腐蝕、應力腐蝕、腐蝕等。
一、孔蝕
孔蝕是指腐蝕集中于金屬表面的很小范圍內,并深入到金屬內部的孔狀腐蝕形態。一般是孔徑小而深。蝕孔通常沿著重力方向或橫向發展,蝕孔一旦形成,具有“深挖”的動力,即向深處自動加速進行。
孔蝕通常發生在表面有鈍化膜或有保護膜的金屬上,是一種常見的局部腐蝕形態,它常常引起嚴重破壞事故,是一種破壞性大而又難以及時發現的腐蝕形態。
二、縫隙腐蝕
許多金屬構件石油螺釘、鉚、焊等連接的,在這些連接件活焊接接頭缺陷處可能出現現摘的縫隙,其縫寬(一般在0.025~0.1mm)足以使電解質溶液進入,使縫隙內金屬與縫外金屬構成短路原電池,并且在縫內發生強烈的腐蝕,這種局部腐蝕稱為縫隙腐蝕。例如在法蘭連接面、螺母押金面、不銹鋼管件管道銹層下金屬表面均可能發生這類腐蝕。
幾乎所有的金屬和合金、所有的介質都會引起縫隙腐蝕。但其中又以充氣的含活性陰離子的中性介質易發生。因此,縫隙腐蝕是一種比孔蝕為普遍的局部腐蝕。遭受縫隙腐蝕的金屬,在縫隙內呈現深淺不一的蝕坑或深孔,其形態為溝縫狀。
三、電偶腐蝕
當電電位不同的金屬或者合金在同一電解質溶液中接觸時,由于腐蝕電位不相等有電流流動,使電位較低的金屬溶解速度增加,而電位較高的金屬,溶解速度反而減小,這就是電偶腐蝕,亦稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕。
電偶腐蝕實質上是由兩種不同的電構成宏觀原電池的腐蝕,它是一種很普遍的局部腐蝕類型。當兩種金屬在介質中接觸時,便構成一個宏觀電偶腐蝕電池。腐蝕電位較低的金屬由于和腐蝕電位較高的金屬接觸而產生陽化,其結果是溶解速度增加;而電位較高的金屬,由于和電位較低的金屬接觸而產生陰化,結果是溶解速度下降,即受到陰保護。電偶腐蝕與相互接觸的金屬在溶液中實際的電位有關,一般來說,兩種金屬的電電位差愈大,電偶腐蝕愈嚴重。
四、應力腐蝕
由殘余或外加里導致的應變和腐蝕和聯合作用所產生的材料破壞過程成為應力腐蝕。應力腐蝕開裂是不銹鋼彎頭管道腐蝕事故的主要破壞形式之一,對生產的危害大。
金屬在應力與化學介質協同作用下引起的開裂(斷裂)現象,叫做金屬應力腐蝕開裂(斷裂)。它隨應力狀態不同呈不同的腐蝕破壞形態。一般而論,不銹鋼三通管道的金屬組織結構難免沒有缺陷,材料表面也總會存在電化學不均勻性。金屬表面的缺陷部位或薄弱點電位比其它部位低,是個活性點,為應力腐蝕提供了裂紋源。如果材料表面已經有劃痕、小孔或縫隙存在,它們就是現存的裂紋源。在腐蝕介質和拉應力的聯合作用下,裂紋源有可能使金屬基體內部產生位錯,形成滑移階梯。若滑移階梯足夠大而表面膜又不能隨滑移階梯發生相應變形時,表面膜便會破裂露出基體金屬。新露出的基體金屬表面相對于鈍化表面的電位偏低,形成了一個面積很小的陽,以較大的腐蝕電流密度溶解成為蝕坑。蝕坑沿著滑移線與拉應力成垂直的方向發展為微觀裂紋。微觀裂紋形成后,裂紋尖部應力高度集中,使尖部及鄰近區域變形屈服,于是又使滑移階梯出現,滑移階梯的再現使裂紋尖部的表面膜又一次被拉破,裂紋尖部則又一次加速溶解。這種效應重復進行,裂紋便不斷向深處擴展,后便導致金屬斷面的破裂。