金属腐蚀的危害性与防护的意义

金属腐蚀的危害性

金属腐蚀给国民经济造成了巨大的经济损失，甚至带来灾难性的事故，浪费宝贵的资源与能源，而且污染环境。在国民经济各部门中，每年都有大量的金属构件和设备因腐蚀而报废。据发达国家调查，每年由于腐蚀造成的损失约占国民经济总产值的2%—4%。在腐蚀作用下，世界上每年生产的钢铁中有10%被腐蚀消耗。

在油气田开发生产中，从油水井到管道和储罐以及各种工艺设备都会遭受严重的腐蚀，造成了巨大的经济损失。有关资料报道，世界各国每年仅管道腐蚀造成的损失，美国约为20亿美圆，英国约17亿美圆，德国和日本各位33亿美圆。据美国国家输送安全局统计，美国45%管道损坏是由外壁腐蚀引起的。而在美国输气干线和集气管线的泄漏事故中，有74%是腐蚀造成的。

1981—1987年前苏联输气管道事故统计表明，总长约24万Km的管线上曾发生事故1210次，其中外腐蚀517次，占事故的42.7%；内腐蚀29次，占2.4%；因施工质量问题造成的事故280次，占23.2%。

我国的地下油气管道投产1—2年后即发生腐蚀穿孔的情况已屡见不鲜。它不仅造成因穿孔而引起的油、气、水泄漏损失，以及由于维修所带来的材料和人力上的浪费，停工停产所造成的损失，而且还可能因腐蚀引起火灾。特别是天然气管道因腐蚀引起的爆炸，威胁人身安全，污染环境，后果极其严重。

据大庆油田1980年的不完全统计，全油田管道腐蚀穿孔1905次，有一条输气管道，由于内壁腐蚀引起爆炸着火事故，死亡4人，突然停气使得某市电厂停产，造成的间接损失为7000万元。

以中原油田为例，其生产系统平均腐蚀速率高达1.5—3.0mm/a，点蚀速率高达5—15mm/a。1993年其生产系统、管线、容器腐蚀穿孔8345次，更换油管590Km，直接经济损失7000多万元，间接经济损失近2亿元。1991—1993年注水井因腐蚀而更换油管176 ×10⁴m ，30多口井因腐蚀报废，腐蚀严重制约了油田的发展和经济效益。

防护的意义

鉴于腐蚀问题的严重性，国内外对防腐蚀工作都很重视，采取各种措施来减轻腐蚀的危害。为了保证油气管道的长期安全运行，各国政府和企业都制定有防腐法规，作为设计、施工、管理必需遵循的准则。

研究腐蚀和防护的意义是多方面的。

（1）经济方面，这包括降低因管道、储罐、设备和结构的腐蚀所造成的金属损失。

经济因素是当前腐蚀与防护领域中许多研究工作的原动力。每年在工业上、军事上和民政上因腐蚀造成的损失高达数十亿美圆。

经济损失可分为：

★直接损失

直接损失是指更换被腐蚀的构件、机械或它们的零部件，如管道、金属屋顶，并包括这种更换工作所需的劳动力在内合计花费的金额。另类直接损失的例子是对构件进行以防锈为主要目的的重新油漆的费用和建立对管道阴极保护的基本投资及维持费用。

直接损失还包括因使用耐蚀材料代替机械强度足够，但耐蚀性不足的碳钢时所需支付的额外费用，此外还包括钢上镀锌或镀镍的费用以及向水里加缓蚀剂的费用和对储存金属设备的仓库内除湿所需的费用。

★间接损失

间接损失比较难以估计，但对这类损失的简约调查得到的结论是约在上述直接损失上再增加几十亿美圆。间接损失的例子有：

A.停产损失

更换一根腐蚀的炼油装置的管道可能只花费几百美圆，但检修时设备停产可能在生产上会造成每小时高达2万美圆的损失。同样，在一个大型发电厂内更换一个受腐蚀的锅炉时，可能不得不每天支付5万美圆用来从联网的其他电厂系统购买电能，以便在锅炉停产期间可以继续向自己的用户供电。美国电力系统每年因这类损失达数千万美圆。

B.产品损失

油、气或水从腐蚀损坏了的管道系统中泄漏，直到被修补为止的损失。

D.产品污染

E.过度设计

这种情况常见在设计反应容器、油井、埋地管道等，因为腐蚀速率未知，或者控制腐蚀的方法不明确，所以常常设计得比正常操作压力及外应力所需的笨重好几倍，以确保合理的使用寿命。随着对腐蚀知识的熟悉，可作出对设备寿命更可靠的估计，并在材料及劳力方面也可简化。

（2）提高了设备运行的安全性，因为腐蚀可能造成设备灾难性的破断事故。

（3）保护环境，主要是指金属资源，因为它们在全球的储量有限，并且，它们的浪费还伴随着这些金属构件生产制造中的能源和水的浪费。

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