海水输送管道.doc

海水输送金属管道之材料选择一、海水的化学成分 海水是一种非常复杂的多组分水溶液， ph值一般在6.8-8.8之间。海水中各种元素都以一定的物理化学形态存在。在海水中铜的存在形式较为复杂，大部分是有机络合物形式存在的。在自由离子中仅有一小部分以二价正离子形式存在大部分都是以负离子络合物出现。所以自由铜离子仅占全部溶解铜的一小部分。海水中有含量极为丰富的钠，但其化学行为非常简单，它几乎全部以Na+离子形式存在。 海水中的溶解有机物十分复杂，主要是一种叫做“海洋腐殖质”的物质，它的性质与土壤中植被分解生成的腐殖酸和富敏酸类似。海洋腐殖质的分子结构还没有完全确定，但是它与金属能形成强络合物。 海水中的成分可以划分为五类： 1.主要成分（大量、常量元素）：指海水中浓度大于1106mg/kg的成分。属于此类的有阳离子Na+，K+，Ca2+，Mg2+和Sr2+五种，阴离子有Cl-，SO42-，Br-，HCO3-（CO32-），F-五种，还有以分子形式存在的H3BO3，其总和占海水盐分的99.9%。所以称为主要成分，也称为保守元素。 2.溶于海水的气体成分，如氧、氮及惰性气体等。 3.营养元素（营养盐、生源要素）：主要是与海洋植物生长有关的要素，通常是指N、P及Si等。 4.微量元素：在海水中含量很低，但又不属于营养元素者。 5.海水中的有机物质：如氨基酸、腐殖质、叶绿素等 二、几种水质主要元素成分淡水入海口水2海水固溶物(mg/L)430.512 081.734 002.16Cl-(mg/L)1001 0001 000SO42-(mg/L)1002001400HCO3-(mg/L)100140500Ca2+(mg/L)56.4060563Na+(mg/L)61.64631.81189Mg2+(mg/L)12.5050.04350pH值8.578.537.78DD(Scm)6003 6004 000 表一、三种水质主要元素分布三、304和316之区别1、304和316同属于奥氏体不锈钢，在中国GB叫0Cr18Ni9和0Cr17Ni12Mo2，现在为了和世界标准统一，都叫304和316，是没有磁性的，但是由于304具有加工硬化的性能，所以有时候会有弱磁性，304和316的机械性能是完全一样的，但是由于304有加工硬化的特点，所以感觉304比316硬了。2、区别在于316比304具有更好的防锈功能，并具有一定的防腐蚀功能，比如在靠海边的环境下，304就容易生锈。304中Ni的含量在8-10%，316中Ni的含量是10-14%，不在这个含量内都属于不合格产品，所以购买时，一定要求卖家提供质保书。中国好多小钢厂质量太不可靠了。由于Ni的价位非常高，所以对不锈钢的原材料价格影响非常大，Ni在其中的价格占80%以上。3、主要化学成分牌号C(碳）Si（硅）Mn（锰）S（硫）Ni（镍）Cr（铬）Mo（钼）0Cr18Ni9(304)0.071.002.000.038.011.017.0019.00-0Cr17Ni12Mo2(316)0.081.002.000.0310.014.016.0018.002.003.00四、耐腐蚀试验 1、试验材料和介质316、304不锈钢管和铜合金管制备成电极，在下述介质中浸泡腐蚀试验：介质1是黄浦江水（表一中淡水，以下类推）；介质2是黄浦江入海口水；介质3是海水。实验温度为35 。电极用环氧树脂封装，露出1 cm2工作面积且朝上，用交流阻抗法进行耐蚀性能评定。2、试验方法：极化曲线和交流阻抗测量在3种电极体系中进行。不锈钢或铜合金电极为研究电极，Pt电极和饱和甘汞电极(双液接电极)分别为辅助电极和参比电极，电极电位均相对于饱和甘汞电极，304，316不锈钢管由美国International Tubular Products公司提供。 3、试验结果和讨论 304，316，铜合金三种管材在三种介质中的实验结果见表二。由表二可见，3种材料均可用于淡水介质中，304和316可用于微咸水介质中（即入海口水）；316可用于海水中；海水的溶解固形物远高于淡水和入海口水，海水比前两种介质有更大的腐蚀性，这与缓蚀性离子浓度有关。对不锈钢而言，SO2-4，HCO3-等是缓蚀性离子。选材时不仅要考虑溶解固形物和Cl-浓度，还应考虑缓蚀性离子浓度，即应考虑侵蚀性离子和缓蚀性离子的浓度比例。水样点蚀电位(mV)铜合金管304管316管淡水2651052入海口水328446950海水5818991 029表二、铜合金、304和316电极的点蚀电位结合表一和表二，实验结果显示:在实验条件下,304不锈钢受氯离子作用而点蚀的浓度界限约为150 mg/L,316不锈钢约为250 mg/L;在相同水体中,316不锈钢的点蚀电位明显高于304不锈钢;以Cl-/ SO42-(mg/L)比值作比较,对304不锈钢,当Cl-/ SO42- (mg/L)0.42 时,氯离子不促进不锈钢的点蚀;而对316不锈钢, Cl-/ SO42- (mg/L)0.56时不引起点蚀. SO42-对不锈钢耐蚀性能的影响主要是使不锈钢的钝态电流密度Ip增大6 mg/L，SO42-可使304不锈钢的Ip值增大1.1倍,使316不锈钢的Ip值增大0.5倍, SO42-更易使304不锈钢的耐蚀性能受到影响。综上所述：316是含钼不锈钢种。该钢种总的性能优于310和304不锈钢，高温条件下，当酸的浓度低于15和高于85时，316不锈钢具有广泛的用途，主要是纸浆和造纸用设备热交换器、染色设备、胶片冲洗设备、咸水管道、沿海区域建筑物外部用材料等。 1、耐腐蚀性：耐腐蚀性能316优于304不锈钢，316不锈钢还具有良好的耐氯化物侵蚀和耐侵蚀性工业大气的性能，所以通常用于海洋环境。， 2、耐热性：优于304，在1600度以下的间断使用和在1700度以下的连续使用中，316不锈钢具有好的耐氧化性能。在800度以下和1575以上连续使用316不锈钢时，该不锈钢具有良好的耐热性。 3、焊接性能：优于304，316不锈钢具有良好的焊接性能。可采用所