腐蝕分析
關注創建者：匿名 創建時間：2021-10-08
腐蝕分析的視頻教程
Abaqus支架腐蝕分析建模過程
Abaqus支架腐蝕分析建模過程，通過vusdfld子程序進行材料腐蝕分析，考慮了點蝕和應力腐蝕，并且引入了服從weibull分布的腐蝕速率系數。ABAQUS通過VUSDFLD模擬材料腐蝕 － 技術鄰 (jishulink.com)
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Abaqus子程序開發系列課程-umeshmotion子程序（磨損、燒蝕、腐蝕分析）
1-umeshmotion相關子程序介紹及與ufield聯用教程 2-通過umeshmotion子程序進行磨損分析 3-通過umeshmotion子程序進行燒蝕分析（通過dflux定義表面熱流） 4-通過umeshmotion子程序進行隨機腐蝕分析 附件中有cae文件和子程序源碼
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ABAQUS疲勞分析專題-汽車懸置架疲勞分析-預制裂紋循環載荷下的疲勞裂紋擴展-腐蝕鋼絲疲勞壽命計算等
該模塊將專注于腐蝕鋼絲的疲勞壽命計算，使用ABAQUS的腐蝕模型來考慮環境因素對材料疲勞性能的影響。我們將探討如何通過腐蝕損傷模型描述鋼絲的損傷積累過程，并結合實驗數據進行驗證。課程將講解如何在ABAQUS中進行腐蝕疲勞分析，幫助學員更好地理解和預測腐蝕鋼絲在不同環境條件下的疲勞壽命。
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腐蝕分析的實例教程
在腐蝕分析中，我們經常研究的腐蝕表面所具有的電氣連接可不像控制電流或電壓那么簡單。相反，電極表面可能直接短路連接到另一個電極，例如單樁與過渡連接件之間的電氣連接。在本篇博客文章中，我們將討論如何在 COMSOL 軟件中使用適當的邊界條件來描述這些電極和外部短路。
短路和電偶腐蝕仿真
在之前的博客文章中，我們討論了鋰離子電池短路的建模，我們當時分析了一個被鋼針刺穿而產生短路的電池，并直接在幾何中繪制了穿過鋼針的電流路徑。
電偶腐蝕 是另一種系統，金屬表面之間的電氣連接起著非常重要的作用。在電偶腐蝕中，兩種具有不同電化學反應活性的金屬處于電接觸狀態，從而提供一條電流路徑，使其中一種金屬腐蝕，而化學物質（通常是溶于水的氧）在不活潑金屬端被還原。
舉例來說，為了模擬電偶腐蝕，我們可以選擇使用與低碳鋼連接的鎂合金。由于鎂具有負值較大的（氧化）腐蝕電位，因此它會優先腐蝕。經過一段時間后，鎂電極材料被腐蝕。
電解質電位分布（彩色表面）和電流密度（箭頭）。電解質電流從腐蝕的鎂合金（右）流向低碳鋼（左）。
與電解質相比，金屬具有非常高的電導率，因此我們通常認為金屬具有均勻電位。如果兩種金屬相互連接，則整個表面的電位是恒定的，這是電偶腐蝕的特征條件，即電極之間沒有外加電壓。相反，電化學電池由于兩種金屬不同的電化學環境和反應活性而發生極化。這種反應性差異產生了不同金屬上電位不同的雙電荷層。
為了方便起見，我們經常使用該電位作為系統地，表示在電位 φs 下具有簡單邊界條件的短路金屬。在電化學模型中，我們使用“電極表面”邊界條件在整個連接金屬表面設置 φs = 0。
從上圖可以明顯地看出，電解質電位在整個表面上并不均勻，而是隨著“電極反應”邊界條件中設置的局部腐蝕電位而變化，也可能取決于電極動力學或質量傳輸。
展開 導讀
在石油石化行業，腐蝕是危害管道安全、引起管道失效的重要因素。統計數據表明：腐蝕相關的事故占總體事故比例在25%以上。CO2和H2S酸性氣體腐蝕是油氣腐蝕常見的主要形式，腐蝕形態主要以局部點蝕為主，一旦形成穿孔，會造成巨大的經濟損失，具有不可預見性和突發性。影響酸性氣體腐蝕的因素除了兩者的分壓比之外，還有原油含水率、溫度、流速、Cl-、SRB等因素，腐蝕形態是多種因素共同作用的結果，通過對某區塊采出水成分和氣體組分分析，驗證腐蝕過程和腐蝕機理，針對腐蝕現象，提出相應的防護和修復措施。
腐蝕原因分析
該區塊采用一級半布站方式，采出液從井口輸送到集油閥組，再混輸到聯合站進行分離處理，集輸方式為末端環狀摻水，管材為20號無縫鋼管，無內涂層，管徑DN50~200mm，外防腐采用高固體分環氧涂料（干膜厚度≥300μm）+聚丙烯膠帶配套底漆（濕膜厚度10~30μm）+增強纖維聚丙烯防腐膠帶防護（厚1.1mm，搭接寬度50%~55%）。
取該區塊的采出液，分別對采出水成分和氣體組分進行分析，具體見表1、表2。
展開 對于煉油裝置腐蝕事故相關的一些變更的風險分析不足主要表現在原油頻繁變化帶來的風險分析不足，裝置工藝條件變化對設備的影響風險分析不足，以及上游裝置工藝設備變更給下游裝置帶來的風險分析不足等。過程變更普遍存在的問題在于缺乏變更管理的程序，或者對變更所帶來的風險沒有進行有效充分的分析；再者，還可能存在變更程序雖然有卻執行不到位，甚至不執行的問題。
03
監測監測、檢維修與質量管理不善
很多事故都是發生在檢維修期間，這里也包括開停工階段的管理，如程序執行不當，相應處置不到位等，例如這期間最典型的問題就是連多硫酸應力腐蝕開裂。另外，有一些問題隱藏在了日常的維護工作中，比如泄漏的綜合分析與管理，有些企業可能存在相對較為頻繁的泄漏現象，如果僅限于堵漏，這是不夠的，應當對泄漏點、泄漏狀況進行系統性地統計分析，并梳理分析找出泄漏現象發生的根本原因，從而采取相應整改措施防止泄漏再次發生。再者，監測檢驗工作不到位也是另一重要原因。很多情況下，檢測工作確實做了，但卻沒有嚴格按照規范或標準來執行，評估分析結果存在誤差，或者說很多檢驗工作不充分不徹底，監測檢驗結果也反應不出真實的腐蝕風險和趨勢。對保養維修不僅起不到參考作用，反而起了誤導作用，成為事故間接原因。
此外，對于檢維修工作，還存在質量管理的問題，例如焊接質量的問題，是否嚴格按照相關規范進行作業，焊接質量、殘余應力等是否符合要求，以及后續的驗收問題等。在所研究的事故中，由于檢維修、建造等的質量管理問題而引發的事故不在少數，尤其是焊接方面的問題。
展開 腐蝕原因分析
該區塊采用一級半布站方式，采出液從井口輸送到集油閥組，再混輸到聯合站進行分離處理，集輸方式為末端環狀摻水，管材為20號無縫鋼管，無內涂層，管徑DN50~200mm，外防腐采用高固體分環氧涂料（干膜厚度≥300μm）+聚丙烯膠帶配套底漆（濕膜厚度10~30μm）+增強纖維聚丙烯防腐膠帶防護（厚1.1mm，搭接寬度50%~55%）。
取該區塊的采出液，分別對采出水成分和氣體組分進行分析，具體見表1、表2。
該區塊綜合含水超過70%，屬于高含水期，采出水礦化度10000~45000mg/L，導電性較強，其中Cl-含量10000~20000mg/L，約占礦化度總量的50%，Cl-作為腐蝕過程中的催化劑，可以穿過腐蝕產物膜滲透到基材中，形成局部點蝕坑，點蝕坑與附近的腐蝕溶液形成腐蝕微電池環境，加速腐蝕。見圖1。
通過對失效管段內壁收集的腐蝕產物進行XDR分析，發現腐蝕產物主要有大量的CaCO3、CaSO4、鐵的氧化物、FeS和少量的FeCO3，水質中Ca2+含量較多，參照《油田水結垢趨勢預測》（SY/T0600-2009）中用Davis-Stiff飽和指數法進行預測，SI=1.262＞0，表明結垢趨勢明顯，由于溶解度較小結垢產物碳酸鹽和硫酸鹽，會沉積在金屬表面，形成閉塞電池，閉塞區域內的電解質無法與外界形成有效的對流和擴散，同時水解作用的存在造成閉塞區域與周圍環境的pH值差異較大，形成垢下濃差腐蝕，生成鐵的氧化物。
展開 鎂的腐蝕
鎂是所有工業合金中化學活潑性最高的金屬，標準的電極電位為-2.3V，比鐵的標準電極電位低2V 左右，比鋁的標準電極電位低大約0.7V。在干燥的大氣環境中，鎂的表面能夠形成氧化膜，能夠在一定程度上抵御外界對鎂基體的腐蝕。
但是由于這一層氧化膜的密度較低，而且空隙較多，其防腐能力非常有限，同時還表現出明顯的化學和電化學活性，并且在濕度較大的空氣以及存在Cl-的環境中，腐蝕會進一步加快。鎂的電化學腐蝕主要表現為氫離子的析出過程，包括點蝕以及全面腐蝕兩種表現形式，同時溶解速度非常快。在富含Cl-的稀溶液中，鎂的腐蝕電位與其標準電位存在較大的差異，其腐蝕電位大約在-1.7V 左右，分析可能是由于鎂表面氧化膜的保護左右有關。當pH值較高時，鎂表面能夠形成一層較厚的Mg(OH)2沉淀膜，能夠對鎂基體發揮較好的保護作用。
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腐蝕分析的最新內容
▲ 垂直方向金相切片照片
▲ 正常鎳層區域和鎳腐蝕區域EDS分析
三、失效機理與結論
綜合以上詳實檢測數據，出具最終失效診斷結論：
本次PCB焊盤上錫不良的直接誘因是嚴重的鎳層腐蝕（黑盤現象）。
其演變機理為：在浸金工藝過程中，由于鍍層結構缺陷，鎳層表面遭受過度氧化反應，大體積的金原子不規則沉積導致晶粒粗糙多孔。
為什么使用化學發泡分析?
化學發泡成型是模穴先透過熔膠做部分填充，再由化學發泡反應所產生的氣體導致材料膨脹使得模穴完全填充。聚氨酯（PU）發泡成型是化學發泡成型中常見的成型方式。一般PU發泡的產品可分為兩類：剛性發泡和軟性發泡。 剛性發泡產品變型后無法復元；但軟性發泡產品在施力產生變形后，可以恢復到原始狀態。聚氨酯發泡產品的優點是可以讓產品本身減輕重量，節省材料成本，并且增加使用舒適性，具有抵抗腐蝕性
2 模擬結果分析
2.1 浸泡腐蝕結果分析
利用COMSOL建立的三維模型，可研究Q235和304L鋼在溫度為22℃下的3.5%NaCl溶液中浸泡30天后的腐蝕情況。通過三維圖像可以清晰地觀察和比較兩種鋼材的腐蝕形貌和腐蝕深度。
圖5 沖擊試樣取樣位置
表3 鍛件不同位置的沖擊功
點腐蝕試驗分析
通過對雙相不銹鋼的抗點蝕性能分析，可以判定此產品在石油輸送、氯堿工業、海水淡化等領域的使用壽命。依據ASTM G48-2011(2020)用氯化鐵溶液測試不銹鋼和相關合金抗點蝕和縫隙腐蝕性能的標準試驗方法(A 法)進行試驗分析。
通過對裝置的腐蝕狀況進行分析，對腐蝕部位、腐蝕形態、腐蝕影響因素進行研究，提出相應的應對措施，對于保障裝置的安全穩定運行非常必要。
監測的參數主要包括: 腐蝕電位、陰極保護效果、結構的腐蝕速度、海生物污損情況、涂層狀況、結構厚度變化、材料中的氫含量、環境參數等單參數以及多參數, 參數監測和智能化的實時原位監測［52］可實現工程結構全壽期內的腐蝕狀態分析和壽命評估。我國的海洋腐蝕監測/檢測設備及基礎設施的監控比較薄弱。
PEEK超耐腐蝕
在實際生產生活當中，PEEK材料也使用到了耐腐蝕性能，例如分析儀器用PEEK毛細管，PEEK接頭等。
幾種特種工程塑料耐腐蝕性表
從圖中可以看出，PPS與PEEK的耐腐蝕性基本一致，而PPSU，PEI，PI的耐腐蝕性能均差于PEEK材料。
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 互聯網整理
關鍵詞 | 煉化裝置 腐蝕事故 預防措施
共 3766 字 | 建議閱讀時間 15 分鐘
導 讀
近年來，原油劣質化程度不斷加劇，煉廠煉制高硫高酸原油的比例大幅提高，很多煉廠原料供應不穩定，頻繁混煉或者改煉油種。目前，國內很多煉廠裝置都是早期設計建成投產的，設備長時間服役、老齡化也加劇了裝置腐蝕敏感性
通過對失效管段內壁收集的腐蝕產物進行XDR分析，發現腐蝕產物主要有大量的CaCO3、CaSO4、鐵的氧化物、FeS和少量的FeCO3，水質中Ca2+含量較多，參照《油田水結垢趨勢預測》（SY/T0600-2009）中用Davis-Stiff飽和指數法進行預測，SI=1.262＞0，表明結垢趨勢明顯，由于溶解度較小結垢產物碳酸鹽和硫酸鹽，會沉積在金屬表面，形成閉塞電池，閉塞區域內的電解質無法與外界形成有效的對流和擴散
電纜、光纜、光電纜、輸油管線、輸水管線等管線路由調查，一般需要開展水下地形測量、海底面狀況側掃、淺地層剖面測量、水文監測、海水腐蝕分析、表層底質采樣和工程地質鉆探等工作。綜合使用各種儀器設備，相互配合作業，可以提供場區內海底表面和海底下一定深度內，埋藏于沉積物中的不同種類地質災害現象的形態、規模、強度等特征。如結合使用高精度定位導航系統，即可獲得場區內相對準確的地質災害發育位置和發展方向。
