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關于管道螺栓連接的防腐問題

來源:晉城市春晨興匯實業有限公司 時間:2016-09-30 18:28:47 瀏覽次數:

   腐蝕環境中的金屬螺栓是管道安全和維護的薄弱環節。由于這類緊固系統需承受較大的機械和物理的力,它們會很快腐蝕,一方面是銹蝕原因,另一方面是因為承受的剪力。上圖所示螺栓和螺母螺紋連接處的腐蝕程度較之其它部分更加嚴重。

  應力腐蝕

  當管道或管件的一部分被施加了應力(例如彎曲或拉伸的螺栓),其應力區相對管道其他部分會變成陽極(如下圖所示)。

應力區相對管道其他部分會變成陽極

  由于金屬兩處狀況不同,腐蝕會發生在應力區域。輸水鋼管的應力腐蝕包括螺栓失效和接口漏水。

  目前采用的防腐措施及其弊端

  鍍鋅的螺栓在擰緊后螺紋結合處會壓壞涂層,為了解決這個問題,有一種方法是放大螺紋結合間隙,通常采用的防腐方法是涂鍍鋅,并在鍍鋅層上面涂聚四氟乙烯。但這樣做的弊端是螺紋結合面減小,螺紋齒尖的壓力加大,相應地降低了承壓能力。雖然如此,由于目前還沒有其它有效的防腐措施,這種方法依然在采用。

  螺母螺栓:小零件引起大問題

不涂內螺紋會過早銹蝕

  防腐涂層螺栓螺母的主要問題是擰緊扭矩變化,由于涂層干膜厚度的差異,使得扭矩值產生變化,在壓力管道上的螺栓微小的扭矩差異都會引發失效問題。當螺栓連接螺母后,檢驗員發現密封圈沒壓緊又擰緊螺母,使得未防腐的螺母內螺紋壓壞結合面,進一步使扭矩偏離要求的值。一般情況下,除了螺母內螺紋外螺栓螺母都做涂層防腐,螺母螺紋間隙放大0.25mm;如果螺母內螺紋也做防腐,則間隙需要放大0.64mm。

  不管是哪一種方法都會出問題,不涂內螺紋會過早銹蝕,放大間隙0.64mm后按照ASTM A194標準做荷載試驗也通不過。ASME/ANSI B1.1 標準和API標準嚴格禁止放大螺紋間隙,原因是拉力會集中在螺紋齒尖上,會引起螺紋伸長和變形,導致一系列的泄壓事故發生。

  閥門泄漏會被指責其自身安全有問題,其實這一類事故通常的根源是緊固件出了問題。近期發生在墨西哥灣的墨西哥石油公司海上油井的脫水設施爆炸,4人死亡,超過16人受傷,其事故原因至今還未調查清楚。

  有研究試驗表明,如果螺栓節圓直徑縮小0.25mm,螺栓強度下降一半;若縮小0.5mm,則額定強度只有原來的四分之一。

埋地普通螺栓的腐蝕

  埋地普通螺栓的腐蝕

埋地耐候鋼COR-TEN螺栓的腐蝕

  埋地耐候鋼COR-TEN螺栓的腐蝕

  上述問題并沒有引起行業內的注意,大量的熱鍍鋅螺栓使用在鹽分較高的環境中。我們需要研究新的防腐材料和工藝,其防腐保護涂層厚度不超過18微米,既保證螺栓的強度,還要起到防腐保護作用。

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