石油管道的防腐蚀.doc

石油管道的防腐蚀一、实际问题 铁约10%完全成为废物。实际上，由于腐蚀引起工厂的停产、更新设备、产品和原料流失、能源的浪费等间接损失远比损耗的金属材料的价值大很多。各工业国家每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的1%4%。油气井下管据估计年因腐蚀报废的钢铁约占年产量的30%，每年生产的钢道的腐蚀亦容易造成装置损坏甚至生命危险。二、腐蚀分类1.按腐蚀机理分类，金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 （1） 化学腐蚀单纯由化学作用而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。凡金属表面直接与作为氧化剂的干燥气体接触，在表面生成相应的氧化物、硫化物、氯化物等，破坏金属表面生成相应的氧化物、硫化物、氯化物等，使钢材发生脱碳现象，破坏金属材料结构，都属于化学腐蚀。(2)电化学腐蚀金属的电化学腐蚀是指金属和电解质发生电化学作用而引起金属的破坏。它的主要在腐蚀过程中同时存在两个相对独立的反应过程阳极反应和阴极反应，并有电流产生。例如，钢铁在酸、碱、盐溶液中的腐蚀都属于电化学腐蚀。金属的电化学腐蚀是最普遍的一种腐蚀现象，电化学腐蚀造成的破坏损失也是最严重的。从机理看可以分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀在阳极，金属溶解，变成金属离子进入溶液中电子从阳极流向阴极； 在阴极，电子被溶液中能够吸收电子的物质所接受(1) 全面腐蚀 (2) 局部腐蚀a.点腐蚀 b 应力腐蚀破裂c 晶间腐蚀d 缝隙腐蚀 e 电偶腐蚀（亦称接触腐蚀） f 氢腐蚀g 其他的局部腐蚀形式还有很多。例如，选择性腐蚀、空泡腐蚀、腐蚀疲劳等。三、管道中主要的腐蚀类型1.电化学腐蚀：由于油气井内含CO2,H2S等腐蚀性气体，因此在井下油气管道容易发生电化学腐蚀，因此电化学腐蚀在管道中是比较普遍的。2.局部腐蚀：局部腐蚀对管道的腐蚀尤为严重一种腐蚀类型。管道中常见的局部腐蚀的类型有：a.腐蚀 b应力腐蚀破裂c.腐蚀d 缝隙腐蚀e 电偶腐蚀f 氢腐蚀g.腐蚀h.腐蚀i.腐蚀疲劳等四、实际应用中的防腐手段1.镀层与涂层钢铁的镀层是利用电镀、喷镀、热度等技术在钢铁的表面镀一层金属而形成的。镀层分为阳极镀层和阴极镀层两种，镀层电位比基层金属的电位更负，属于阳极镀层，主要原理是牺牲阳极的阴极保护法。这种发法对金属表面不光滑的金属特别适用。另一种镀层电位比被镀层电位高的属于阴性镀层。这种镀层对被镀金属的要求较高，需要其完整，不然容易加快金属的腐蚀。2.防腐绝缘保护层将防腐蚀涂料均匀的涂于金属管道外表面，隔绝腐蚀电池的电路，以保护管道的腐蚀。这种方法一般用于大型埋地管道（输油管道、输气管道、钢管外壁等）3.管道内涂层由于输油管道的内壁腐蚀也是不容忽视的，因此在其内壁涂层是一种有效的方法。内壁涂层常用的涂料有：环氧树脂防腐漆、分权改性的环氧树脂漆、聚氨基甲酸酯防腐漆、环氧聚氨酯漆等。在这些防腐漆中一般还添加有特殊填料。4.外加电流的阴极保护法利用外部电流取得阴极极化电流防止金属遭腐蚀的方法。5.牺牲阳极保护用比保护金属电位更负的金属材料与其相连，防止金属腐蚀的方法。特点是不用外加电流但阳极必须是电位更负的有色金属。6.缓蚀剂向腐蚀介质中添加少量就能使腐蚀速率降低甚至抑制的物质。腐蚀剂应用方便，见效快、经济效果好。7.电偶效应的抑制由于当两种不同金属浸在电解质溶液也中时电位不同产生电位差。如果两者接触，电位低的金属中电子就要向高电位金属流动。因此在较低电位的阳极金属表面发生氧化反应，在电位较高的阴极金属表面发生还原反应。这一过程中，阳极金属就要腐蚀就要加速，这一现象称为电偶效应。 管道建设中应避免使用复合型材料，如果必须用复合型材料则应使用电位相差较小的材料 统所用的焊接、铆钉、螺栓和螺母等料的电极电位要比被保护金属的高注意阳极面积不能太小,不能将面积小的极与面积大的阴极材料相接触接触的金属之间要电气绝缘或者选择绝性粘合剂进行粘合可在阴极表面进行涂敷,但不能涂敷阳极。果涂敷阳极一旦出现针孔阳极面积就变得很小,就会产生集中腐蚀,使管道系统处于危险状态在进行结构设计时,选用易于更换的牺牲阳极材料电气防腐方法对各种材料和复杂结构都适用。即使在用其他方法不能充分减少异种金属接触腐蚀的场合下,电气防腐方法也有很好的效果。五、自己的设想对于石油管道的腐蚀问题，由于其主要的腐蚀原理是电化学腐蚀和局部腐蚀，所以一般的涂层防腐效果肯定是不容乐观的，石油方面的工作环境及工作性质决定了进行图层的难度大、耗资大、操作不便。对于管道外部可以用的防腐可以使用图层防腐，对管道内部而言，应该用缓蚀剂，这样操作方便，比较经济。电镀对于大规模的管道比较大，不太实用，没有较大的使用价值，但对于个别数量少，比较重要的装置，电镀却是一个不错的防腐措施。而且阳极镀层对于不光滑的表面具有很好的实用性，特别是有孔、缺陷等表面。由于外加电流的阴极保护法，具有驱动电压高，能灵活控制的特点所以比较适用于一些恶劣的腐蚀环境，及高电阻地区。总的来说，石油管道的防腐蚀是不