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對某石油天然氣用L360MB螺旋埋弧焊管的存儲狀況進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查，并借助金相顯微鏡、高頻紅外碳硫分析儀、原子吸收分光光度計(jì)、紫外可見分光光度計(jì)、X射線能譜儀、X射線衍射儀等手段，對其不銹鋼管材質(zhì)和其接觸的介質(zhì)以及腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行了檢測，并分析了不銹鋼管腐蝕的原因。結(jié)果表明該批不銹鋼管接觸地面的水含量及氯離子含量較高，從而導(dǎo)致不銹鋼管和地面接觸的部位產(chǎn)生縫隙腐蝕，不銹鋼管表面麻坑缺陷為縫隙腐蝕產(chǎn)生的腐蝕坑。對于此類缺陷不銹鋼管，可根據(jù)腐蝕坑的深度程度，分別采取修磨使用和切除使用。為避免此類腐蝕的發(fā)生，不銹鋼管儲存時(shí)應(yīng)采取有關(guān)措施使不銹鋼管和地面保持足夠的距離。

一、工件概況

某石油天然氣用L360MBΦ813×14.3mm螺旋埋弧焊不銹鋼管，不銹鋼管按正常工藝生產(chǎn)完成后，先后堆放于廠區(qū)、中轉(zhuǎn)站貨場及露天地面等處，截止發(fā)現(xiàn)部分不銹鋼管表面產(chǎn)生麻坑時(shí)，歷時(shí)6個(gè)月左右時(shí)間。該批不銹鋼管共計(jì)生產(chǎn)700根，其中產(chǎn)生表面麻坑的不銹鋼管為35根，麻坑缺陷不銹鋼管比例為5%。某單位要求對不銹鋼管表面麻坑產(chǎn)生的原因（如原材料帶來、不銹鋼管在運(yùn)輸儲存過程中受到擠壓、外力撞擊作用、不銹鋼管受到何種腐蝕等）進(jìn)行分析，并對具有此類缺陷的不銹鋼管的使用價(jià)值進(jìn)行評估。根據(jù)委托單位的要求，現(xiàn)分析評估如下。

二、現(xiàn)場調(diào)查

對南方某廠區(qū)及某中轉(zhuǎn)站現(xiàn)場觀察，不銹鋼管堆放于露天地面，其地面為水泥地面及潮濕的泥沙和稻草地面，部分地面生長有綠色青草，見圖1。不銹鋼管外表面普遍存在較均勻的黃褐色銹跡，少量不銹鋼管除表面存在較均勻的黃褐色銹跡外，部分外表面還存在大小不等的麻坑，麻坑邊緣呈圓形或弧形分布，麻坑的區(qū)域呈縱向帶狀分布，其帶狀寬度為150mm左右，長度為500mm～4000mm。

由于不銹鋼管平放于露天地面，加之歷時(shí)半年左右的時(shí)間，雨水從不銹鋼管端部飄進(jìn)管內(nèi)沉積于管底部，因此不銹鋼管內(nèi)表面底部產(chǎn)生一條寬度為100mm左右的黃色雨水銹跡帶，見圖1。外表面縱向帶狀分布的麻坑區(qū)域，均對應(yīng)于內(nèi)表面的黃色雨水銹跡帶。

檢驗(yàn)過程及結(jié)果

1.宏觀檢驗(yàn)

采用氧氣切割和電鋸切割截取不銹鋼管表面麻坑嚴(yán)重處作為試塊，如圖3，該試塊經(jīng)人眼觀察，其形貌為數(shù)十個(gè)獨(dú)立或相連的小坑，分布于不銹鋼管的外表面，用游標(biāo)卡尺測量麻坑尺寸，坑徑為0.5mm~5mm，深度為0.2mm~0.9mm。小坑的邊緣呈圓形及弧形，未見鋒利的棱角狀。

2.麻坑深度微觀測量

選取不銹鋼管表面麻坑最深的部位制取截面金相試樣，經(jīng)拋磨后在顯微鏡下觀察，其形貌如圖4所示，經(jīng)顯微測量，最深麻坑深度為896.5um.

3.非金屬夾雜物的檢驗(yàn)

制取不銹鋼管表面麻坑最嚴(yán)重部位的縱向金相試樣，在未浸蝕狀態(tài)下，根據(jù)GB/T10561-2005《鋼中非金屬夾雜物含量的測定標(biāo)準(zhǔn)評級圖顯微檢驗(yàn)法》檢驗(yàn)其非金屬夾雜物，其非金屬夾雜物的級別為A0，BO，CO，D2。

4.晶粒度檢驗(yàn)

制取不銹鋼管表面麻坑最嚴(yán)重部位橫向及縱向的金相試樣，經(jīng)3%的硝酸乙醇溶液浸蝕后其橫向金相組織為等軸鐵素體加珠光體，組織較均勻，見圖6，縱向金相組織同樣為等軸鐵素體加珠光體，組織較均勻，未見帶狀組織。

6，不銹鋼管接觸地面的土壤測定

6.1、土壤含水量的測定

根據(jù)NY/T1121.17-2006土壤檢測第1部分：土壤樣品的采集、處理和儲存，采集該批不銹鋼管接觸的地面土壤樣品，用天平稱取不銹鋼管接觸地面的土壤14.206g，經(jīng)100℃烘烤干燥5小時(shí)后稱取其重量為11.244g，測其含水量為20.9%。

6.2、土壤氯離子含量的測定

根據(jù)NY/T1121.17-2006土壤檢測第17部分：土壤氯離子含量的測定，采用硝酸銀滴定法測定不銹鋼管接觸地面土壤氯離子含量，其氯離子含量為1.48%。

7.腐蝕產(chǎn)物能譜分析

制取不銹鋼管腐蝕產(chǎn)物能譜分析試樣，經(jīng)能譜分析，發(fā)現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物中存在鐵、氧、氯等元素。

8.腐蝕產(chǎn)物x射線衍射分析

制取不銹鋼管X射線衍射分析試樣，經(jīng)X射線衍射儀分析，其腐蝕產(chǎn)物主要為Fe3O4，和Fe2O。

四、試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)該批不銹鋼管的儲存狀況現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果可知，不銹鋼管存放于露天地面歷時(shí)六個(gè)月左右，且時(shí)置雨水豐富的季節(jié)，不銹鋼管接觸的地面為伴有煤灰的潮濕泥沙和稻草。根據(jù)不銹鋼管接觸地面土壤的分析結(jié)果可知，其土壤含水量為20.9%，氯離子含量為1.48%，腐蝕產(chǎn)物的能譜分析結(jié)果也證實(shí)腐蝕產(chǎn)物中存在氯離子。上述條件給該批不銹鋼管產(chǎn)生縫隙腐蝕創(chuàng)造了一個(gè)極為有利的條件。根據(jù)金屬材料腐蝕理論可知，導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)生縫隙腐蝕的條件是：結(jié)構(gòu)連接件之間或與其上面的沉積物之間必須存在一定寬度的縫隙，該縫隙寬度能允許溶液進(jìn)入縫隙內(nèi)并使縫隙內(nèi)溶液處于滯留狀態(tài)，造成縫隙內(nèi)外溶液間物質(zhì)遷移發(fā)生困難。金屬材料發(fā)生縫隙腐蝕最敏感的縫隙寬度為0.025~0.1mm，幾乎所有腐蝕介質(zhì)（包括淡水）都能引起金屬的縫隙腐蝕，而含有氯離子的溶液最易引起縫隙腐蝕t由于不銹鋼管表面的粗糙度和地面的不平度，該批不銹鋼管和其接觸的地面之間，其中一部分縫隙的寬度完全可以達(dá)到0.025~0.1mm這一尺寸范圍。與此同時(shí)和不銹鋼管接觸的地面土壤為伴有煤灰的潮濕泥沙和稻草，氯離子含量高達(dá)1.48%，被泥土污染的雨水容易浸滲到該縫隙中，由于縫口常被泥土和腐蝕產(chǎn)物堵塞，造成縫隙內(nèi)外溶液間的物質(zhì)遷移難以進(jìn)行，從而造成氧的濃差電池和閉塞電池自催化腐蝕過程[21，使縫隙內(nèi)陽極溶化區(qū)得到不斷的溶化，導(dǎo)致點(diǎn)蝕深度發(fā)展很快，因此在不銹鋼管和地面接觸的下表面形成很多腐蝕坑。

從不銹鋼管材質(zhì)的化學(xué)成分、金相組織、非金屬夾雜物等項(xiàng)目的檢測結(jié)果可知，均符合有關(guān)技術(shù)要求，因此在不銹鋼管表面缺陷產(chǎn)生的原因中，可排除不銹鋼管材質(zhì)中上述因素的影響。

電子束物理氣相沉積用于制備燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的熱障涂層有很大的優(yōu)勢，圖5是涂層前后的照片。熱障涂層不僅使得導(dǎo)向葉片和動(dòng)葉片的工作溫度提高，還使得壽命提高2.5倍。一般用其它涂層方法得到的熱障涂層常常使疲勞壽命減小，但是用電子束物理氣相沉積的熱障涂層卻大幅度的增加。

用電子束物理氣相沉積還可在刀具上形成硬質(zhì)涂層，包括碳化鈦、碳化鉛、二硼化鈦、二硼化錯(cuò)等。涂層與基材結(jié)合牢固，涂層厚度可達(dá)100um，而用通常的離子鍍、磁控濺射等方法僅能形成數(shù)個(gè)um的涂層，并且容易形成裂紋。等離子噴涂雖然也能形成較厚的涂層，但是除與基材結(jié)合強(qiáng)度不夠高外，涂層組織也不夠致密。顯示了電子束物理氣相沉積制備材料的優(yōu)勢。