异种金属管件组件的电偶序检查

当EPC项目指定法兰、弯头、三通或异径管，这些管件将在混合金属管道系统中连接时，电偶腐蚀是一个无法通过简单的金属名称清单来解决的风险。电偶序是一个有用的起点，但只有在结合ASTM标准描述的测试数据和环境边界时才能应用。本文概述了当前ASTM指南涵盖的内容，以及采购工程师在购买管件和法兰时应如何使用这些指南。

电偶序能告诉你什么，不能告诉你什么

电偶序按特定环境中的腐蚀电位顺序列出金属。当两种异种金属在电解质中电接触时，较活泼（电负性）的金属倾向于腐蚀更快，而较惰性（电正性）的金属倾向于受到保护。金属在序列中相距越远，电位差越大，电偶腐蚀的驱动力越大——假设所有其他因素相同。

在真实工况中，这种假设很少成立。根据ASTM G82，电偶序是环境依赖的，不应被视为适用于所有工况的通用排名。当电解质、温度、流速或表面条件变化时，相同的两种合金可能表现出不同的电位差。适用于海水的图表可能不适用于化工工艺管线。

ASTM G82：制定和使用电偶序

ASTM G82-98(2021)e1是制定和使用电偶序以预测电偶腐蚀性能的标准指南。它描述了如何在感兴趣的环境和条件下，按观察到的腐蚀电位排列材料。指南解释说，当两种异种金属耦合时，较活泼的金属倾向于腐蚀增加，而较惰性的金属倾向于腐蚀减少。它还指出，电位差是驱动力，但不是腐蚀速率的直接预测指标。

对于买家来说，G82将电偶序定位为筛选工具而非最终答案。如果供应商声称两种材料基于通用图表兼容，请询问该图表是针对哪种环境制定的。

ASTM G71：进行和评估电偶腐蚀测试

ASTM G71-81(2024)是进行和评估电解质中电偶腐蚀测试的标准指南。它涵盖了材料选择、试样制备、测试环境、暴露方法以及低流速条件下电偶对的结果评估。当EPC工程师需要比较特定工况下的候选管件材料时，该标准是相关的。G71为实验室或服务环境测试提供了结构化方法，可以为特定电解质和电偶对生成数据。

为什么环境依赖性对管件组件很重要

管件和法兰很少是管道系统中唯一的金属。碳钢法兰与不锈钢阀门螺栓连接形成电偶对。严重程度取决于电解质、阴极与阳极面积比、通过螺栓或垫片的电连续性、涂层状况、温度、流速和缝隙。

通用电偶序表无法捕捉这些变量。小阳极连接大阴极可能会遭受与电位差不成比例的加速腐蚀。使用电偶序筛选有问题的组合，然后通过测试数据或针对服务环境的工程评估进行验证。

异种金属管件的采购检查

当指定将连接不同金属的管件和法兰时：

• 确认管件、螺栓、垫片和焊接填充材料的材料等级。
• 定义电解质、温度范围、流速、pH值和涂层计划。
• 询问供应商是否有针对特定材料对和环境的ASTM G71电偶测试数据。
• 检查项目规范中是否有腐蚀工程审查、阴极保护或介电隔离要求。

供应商需要的询价输入

在询价中提供以下信息：

• 每个接触介质的组件的确切材料标准和等级。
• 电解质成分、温度、流速和溶解气体。
• 组件是否会涂漆、涂层或包裹。
• 阴极与阳极表面积比（如果已知）。
• 是否需要根据ASTM G71进行电偶测试，以及由谁见证。
• 所需文件：材料测试证书、测试报告和合规声明。

检查和文件要点

在检查计划中包含以下检查：

• 验证材料测试证书与商定的等级一致。
• 确认电偶测试报告引用ASTM G71并说明测试电解质和暴露条件。
• 检查实际材料（包括焊接填充材料和螺栓）是否与批准的文件一致。
• 审查涂层或绝缘，以防止意外电连续性。

常见风险及如何管理

最常见的风险是未验证环境就根据通用图表选择材料。要求兼容性声明指明电解质和条件。

另一个风险是忽视面积比。小面积活泼管件连接大面积惰性管道表面可能快速失效。如果几何形状固定，考虑介电隔离或腐蚀余量。

通过螺栓或垫片的电连续性是一个常见的现场意外。需要时指定非导电垫片或涂层螺栓。

最后，不要仅使用电位差来预测腐蚀速率。ASTM G82警告说，更大的电位差通常但不总是导致更大的腐蚀。

有关各种管道组件，请查看Haihao的产品页面。要讨论特定组件的电偶问题，请通过询价表发送询价，并附上上述环境数据。

来源

• https://store.astm.org/g0082-98r21e01.html
• https://store.astm.org/g0071-81r24.html