第五章運工程中金屬腐蝕的特點及防護方法

1、西南石油大學陳利瓊1 流流、細細菌菌土土壤壤、水水環(huán)環(huán)境境、雜雜散散電電）2 2S S、C CO O2 2O O、鹽鹽類類、H H2 2輸輸送送油油氣氣介介質(zhì)質(zhì)( (含含H H：管管外外壁壁管管內(nèi)內(nèi)壁壁：發(fā)生腐蝕發(fā)生腐蝕輸送介質(zhì)易燃易爆輸送介質(zhì)易燃易爆輸送壓力高輸送壓力高西南石油大學陳利瓊25.1.2 防護方法防護方法 針對產(chǎn)生腐蝕的原因，國內(nèi)外常采取下述防腐蝕針對產(chǎn)生腐蝕的原因，國內(nèi)外常采取下述防腐蝕措施：措施： 在特定環(huán)境下選用耐腐蝕材在特定環(huán)境下選用耐腐蝕材料在經(jīng)濟上也是合理的。在國外城市煤氣管網(wǎng)中逐步料在經(jīng)濟上也是合理的。在國外城市煤氣管網(wǎng)中逐步推廣應(yīng)用推廣應(yīng)用聚氯乙烯聚氯乙烯管。在海

2、洋油氣管道中建議采用含管。在海洋油氣管道中建議采用含銅鈦的合金鋼管等。銅鈦的合金鋼管等。 在管道內(nèi)壁噴涂環(huán)氧在管道內(nèi)壁噴涂環(huán)氧樹脂等，不僅可以防止內(nèi)壁腐蝕，還可以減少輸送介樹脂等，不僅可以防止內(nèi)壁腐蝕，還可以減少輸送介質(zhì)的摩阻。外壁涂層主要用瀝青玻璃布和環(huán)氧涂層、質(zhì)的摩阻。外壁涂層主要用瀝青玻璃布和環(huán)氧涂層、聚乙烯。聚乙烯。西南石油大學陳利瓊3 在管道上通以陰極電流防止管道在管道上通以陰極電流防止管道外壁由外壁由土壤土壤造成的腐蝕。造成的腐蝕。 由于難以做到絕對完好的表面涂層，所以管道的腐由于難以做到絕對完好的表面涂層，所以管道的腐蝕控制提倡外蝕控制提倡外涂層與陰極保護聯(lián)合涂層與陰極保護聯(lián)合應(yīng)

3、用。這樣涂層不至應(yīng)用。這樣涂層不至于太厚，保護電流也小。見表于太厚，保護電流也小。見表5l。 表表5l 不同類型覆蓋層所需的保護電流密度不同類型覆蓋層所需的保護電流密度 西南石油大學陳利瓊45.1.3 防腐絕緣層防腐絕緣層 所有埋地金屬管道表面都應(yīng)涂防腐蝕的覆蓋層，或所有埋地金屬管道表面都應(yīng)涂防腐蝕的覆蓋層，或習慣稱為防腐絕緣層，其功能在于隔絕腐蝕介質(zhì)、切斷腐習慣稱為防腐絕緣層，其功能在于隔絕腐蝕介質(zhì)、切斷腐蝕電池的外部電路，是管道防腐的第一道防線。蝕電池的外部電路，是管道防腐的第一道防線。1. .防腐絕緣層的質(zhì)量要求防腐絕緣層的質(zhì)量要求 防腐絕緣層質(zhì)量的優(yōu)劣主要取決于它的防腐絕緣層質(zhì)量的優(yōu)劣

4、主要取決于它的。要得到性能良好的覆蓋層，除選用合適的材料外，。要得到性能良好的覆蓋層，除選用合適的材料外，還需選用先進的施工工藝。其質(zhì)量必須滿足下述要求：還需選用先進的施工工藝。其質(zhì)量必須滿足下述要求： 西南石油大學陳利瓊5表表5-2 外防腐層的性能及使用條件外防腐層的性能及使用條件 2常常見見外外防防腐腐絕絕緣緣層層西南石油大學陳利瓊6 瀝青防腐層結(jié)構(gòu)或稱防腐絕緣層等級，一般瀝青防腐層結(jié)構(gòu)或稱防腐絕緣層等級，一般分為普通級、加強級和特加強三種。根據(jù)埋設(shè)處分為普通級、加強級和特加強三種。根據(jù)埋設(shè)處的土壤腐蝕性等因素來選擇，如對于穿越河流、的土壤腐蝕性等因素來選擇，如對于穿越河流、鐵路、居民區(qū)、

5、有雜散電流影響等地段，采用加鐵路、居民區(qū)、有雜散電流影響等地段，采用加強或特加強級。強或特加強級。 七十年代以來，隨著管道向極地、海洋等自七十年代以來，隨著管道向極地、海洋等自然條件嚴酷地區(qū)的發(fā)展和加熱輸送管道的增多，然條件嚴酷地區(qū)的發(fā)展和加熱輸送管道的增多，管道防腐層的選用著眼于發(fā)展復合材料或稱復合管道防腐層的選用著眼于發(fā)展復合材料或稱復合結(jié)構(gòu)，以滿足防腐、絕緣、保溫、增強和加重等結(jié)構(gòu)，以滿足防腐、絕緣、保溫、增強和加重等多功能的要求。多功能的要求。西南石油大學陳利瓊7石油瀝青防腐層石油瀝青防腐層等級與結(jié)構(gòu)等級與結(jié)構(gòu)西南石油大學陳利瓊8 （1）防腐保溫涂層）防腐保溫涂層 用于熱油管道的保溫、

6、防腐的復合結(jié)構(gòu)。常用用于熱油管道的保溫、防腐的復合結(jié)構(gòu)。常用硬質(zhì)、閉孔的聚胺酯泡沫塑料作保溫層，外面再硬質(zhì)、閉孔的聚胺酯泡沫塑料作保溫層，外面再包覆高密度聚乙烯，形成外殼。包覆高密度聚乙烯，形成外殼。 （2）水下管道防腐涂層）水下管道防腐涂層 目前在海洋管道上采用的較典型的結(jié)構(gòu)是在無目前在海洋管道上采用的較典型的結(jié)構(gòu)是在無機鋅二次處理的底漆上涂敷環(huán)氧樹脂的粘結(jié)層和機鋅二次處理的底漆上涂敷環(huán)氧樹脂的粘結(jié)層和中間加強層，最外層是聚丙烯乙烯樹脂。中間加強層，最外層是聚丙烯乙烯樹脂。西南石油大學陳利瓊9 （3）沼澤地區(qū)的地下管道）沼澤地區(qū)的地下管道 其特點是土壤含水率高，沼澤土中含有較多的礦其特點是土

7、壤含水率高，沼澤土中含有較多的礦物鹽、有機酸、堿等，還有細菌腐蝕。因季節(jié)變化土物鹽、有機酸、堿等，還有細菌腐蝕。因季節(jié)變化土壤的膨脹收縮嚴重，故對沼澤地區(qū)防腐層的化學穩(wěn)定壤的膨脹收縮嚴重，故對沼澤地區(qū)防腐層的化學穩(wěn)定性及電絕緣性要求更高。一般由三層組成，第一層保性及電絕緣性要求更高。一般由三層組成，第一層保證粘結(jié)及電絕緣性，第二層為特殊抗水層，第三層為證粘結(jié)及電絕緣性，第二層為特殊抗水層，第三層為加重管道及保證機械強度的保護層。加重管道及保證機械強度的保護層。 （4）用頂管法敷設(shè)的管道）用頂管法敷設(shè)的管道 管道的穿越管段用頂管法施工時，絕緣層必須有管道的穿越管段用頂管法施工時，絕緣層必須有較高

8、的抗剪耐磨強度。在長期使用下不修理，仍能保較高的抗剪耐磨強度。在長期使用下不修理，仍能保證可靠的抗蝕能力。證可靠的抗蝕能力。 西南石油大學陳利瓊10三層三層PEPE介紹介紹 第一層（底層）：熔結(jié)環(huán)氧（第一層（底層）：熔結(jié)環(huán)氧（FBE）厚度一般為）厚度一般為60100m。以粉末形態(tài)進行噴涂并熔融成膜。這種熱固性粉。以粉末形態(tài)進行噴涂并熔融成膜。這種熱固性粉末涂料無溶劑污染，固化迅速，具有極好的粘結(jié)性能。末涂料無溶劑污染，固化迅速，具有極好的粘結(jié)性能。 第二層（中間層）：聚烯烴共聚物。它作為膠粘劑的第二層（中間層）：聚烯烴共聚物。它作為膠粘劑的作用是連接底層與外防護層，厚度為作用是連接底層與外防護

9、層，厚度為200400m。三層。三層PE中的膠粘劑具有粘結(jié)性強、吸水率高、抗陰極剝離的優(yōu)中的膠粘劑具有粘結(jié)性強、吸水率高、抗陰極剝離的優(yōu)點，而且在施工過程中可以與防護層聚乙烯共同擠出，方點，而且在施工過程中可以與防護層聚乙烯共同擠出，方便施工。便施工。 第三層（防護層）：聚烯烴，如低密度聚乙烯、高第三層（防護層）：聚烯烴，如低密度聚乙烯、高中密度聚乙烯，或改性聚丙烯（中密度聚乙烯，或改性聚丙烯（PP）。一般厚度為）。一般厚度為1.83.7mm，或視工程的特殊要求增加厚度。，或視工程的特殊要求增加厚度。 西南石油大學陳利瓊11西南石油大學陳利瓊125.1.4 管道的陰極保護管道的陰極保護目的目的

10、：保護地下和水中的金屬構(gòu)筑物。：保護地下和水中的金屬構(gòu)筑物。原理原理：要消除金屬結(jié)構(gòu)上的陽極區(qū)，使金屬腐蝕得：要消除金屬結(jié)構(gòu)上的陽極區(qū)，使金屬腐蝕得到控制。到控制。方法方法：埋地油氣管道根據(jù)不同的環(huán)境，選用外加電：埋地油氣管道根據(jù)不同的環(huán)境，選用外加電流的陰極保護或犧牲陽極的陰極保護。流的陰極保護或犧牲陽極的陰極保護。1.陰極保護參數(shù)陰極保護參數(shù) 為使某一腐蝕過程得到抑制，外加的保護電流必須為使某一腐蝕過程得到抑制，外加的保護電流必須達到一定的數(shù)值，或使經(jīng)外電流極化后的陰極電位降到達到一定的數(shù)值，或使經(jīng)外電流極化后的陰極電位降到一定的值。故在陰極保護中常采用一定的值。故在陰極保護中常采用最小保

11、護電位或最小最小保護電位或最小保護電流密度保護電流密度作為衡量是否達到完全保護的指標。作為衡量是否達到完全保護的指標。西南石油大學陳利瓊13（1 1）最小保護電位）最小保護電位 u 為使腐蝕過程停止，金屬經(jīng)陰極極化后所必須為使腐蝕過程停止，金屬經(jīng)陰極極化后所必須達到的電位稱為最小保護電位，也就是腐蝕電達到的電位稱為最小保護電位，也就是腐蝕電池陽極的起始電位。池陽極的起始電位。u 其數(shù)值與金屬的種類、腐蝕介質(zhì)的組成、濃度其數(shù)值與金屬的種類、腐蝕介質(zhì)的組成、濃度及溫度等有關(guān)。及溫度等有關(guān)。u 根據(jù)實驗測定，碳鋼在土壤及海水中的最小保根據(jù)實驗測定，碳鋼在土壤及海水中的最小保護電位為護電位為-0.85

12、伏左右（相對飽和硫酸銅電極）。伏左右（相對飽和硫酸銅電極）。在細菌繁殖激烈的地區(qū)，為在細菌繁殖激烈的地區(qū)，為-0.95伏。按此數(shù)值伏。按此數(shù)值保護的管道，保護度一般在保護的管道，保護度一般在90以上。以上。西南石油大學陳利瓊14（2 2）最小保護電流密度最小保護電流密度 最小保護電流密度是指為最小保護電流密度是指為使金屬得到完全保護，所必需加使金屬得到完全保護，所必需加入入的最小保護電流密度。的最小保護電流密度。最小保護電流密度的數(shù)值與金屬和腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)、組成，最小保護電流密度的數(shù)值與金屬和腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)、組成，絕緣層質(zhì)量等許多因素有關(guān)。在不同條件下其數(shù)值變化很絕緣層質(zhì)量等許多因素有關(guān)。在不

13、同條件下其數(shù)值變化很大。鋼在不同介質(zhì)中的最小保護電流度見表大。鋼在不同介質(zhì)中的最小保護電流度見表53。 表表5-3 鋼在不同介質(zhì)中的最小保護電流密度鋼在不同介質(zhì)中的最小保護電流密度 西南石油大學陳利瓊15 表面狀態(tài)不同的鋼管，最小保護電流密度見表表面狀態(tài)不同的鋼管，最小保護電流密度見表54，可以看出：裸管比有絕緣層的管道需要的保護電流密度可以看出：裸管比有絕緣層的管道需要的保護電流密度大得多；土壤電阻率愈小，需要的保護電流密度愈大。大得多；土壤電阻率愈小，需要的保護電流密度愈大。 表表5-4 不同表面狀況鋼管的最小保護電流密度不同表面狀況鋼管的最小保護電流密度 西南石油大學陳利瓊16u由于在實

14、際工作中很難測定腐蝕電池的陰、由于在實際工作中很難測定腐蝕電池的陰、陽極的具體地點和面積大小，故上表所列陽極的具體地點和面積大小，故上表所列數(shù)據(jù)都是按與電解質(zhì)接觸的整個被保護金數(shù)據(jù)都是按與電解質(zhì)接觸的整個被保護金屬表面計算的，類似的試驗數(shù)據(jù)對于較小屬表面計算的，類似的試驗數(shù)據(jù)對于較小的金屬構(gòu)筑物，如油罐的罐底、平臺的樁的金屬構(gòu)筑物，如油罐的罐底、平臺的樁柱等是適用的。柱等是適用的。u對于沿途土壤電阻率和防腐層質(zhì)量變化較對于沿途土壤電阻率和防腐層質(zhì)量變化較大的長距離管道，則往往偏差較大。大的長距離管道，則往往偏差較大。u故對于管道的陰極保護，常以最小保護電故對于管道的陰極保護，常以最小保護電位和

15、最大保護電位作為衡量標準。位和最大保護電位作為衡量標準。 西南石油大學陳利瓊17（3）最大保護電位最大保護電位受析氫電位的控制受析氫電位的控制 管道通入外加電流后，其負電位提高到一定程度時，管道通入外加電流后，其負電位提高到一定程度時，土壤液中的土壤液中的H+會在陰極上還原，管道表面析出氫氣。氫會在陰極上還原，管道表面析出氫氣。氫的析出會減弱甚至破壞絕緣層的粘結(jié)力，加速絕緣層的的析出會減弱甚至破壞絕緣層的粘結(jié)力，加速絕緣層的老化。不同絕緣層的析氫電位不同。瀝青絕緣層在外加老化。不同絕緣層的析氫電位不同。瀝青絕緣層在外加電位低于電位低于-1.2伏時開始有氫氣析出，當電位達到伏時開始有氫氣析出，當

16、電位達到-1.5伏時伏時有大量氫氣析出。因此，對于瀝青絕緣層最大保護電位有大量氫氣析出。因此，對于瀝青絕緣層最大保護電位取取-1.2伏（相對硫酸鋼電板）。聚乙烯涂層的最大保護電伏（相對硫酸鋼電板）。聚乙烯涂層的最大保護電位可取位可取-1.50伏。其它防腐絕緣層，伏。其它防腐絕緣層，最大保護電位應(yīng)經(jīng)過最大保護電位應(yīng)經(jīng)過實驗確定實驗確定。如聚乙烯涂層的最大保護電位可取。如聚乙烯涂層的最大保護電位可取-1.5伏。伏。 西南石油大學陳利瓊182. 外加電流陰極保護計算外加電流陰極保護計算 投資約為管道投資的投資約為管道投資的1%左右左右設(shè)計內(nèi)容：保護長度的計算設(shè)計內(nèi)容：保護長度的計算 陰極保護站數(shù)和站

17、址確定陰極保護站數(shù)和站址確定 陰極地床陰極地床 電源設(shè)計電源設(shè)計 導線設(shè)計導線設(shè)計 絕緣法蘭絕緣法蘭 測試樁及檢查片測試樁及檢查片 西南石油大學陳利瓊19（1）管道沿線加電位與電流的）管道沿線加電位與電流的分布規(guī)律分布規(guī)律u 如圖如圖5-2所示，外加電流的所示，外加電流的電源正極接輔助陽極，負極電源正極接輔助陽極，負極接在被保護管段的中央，這接在被保護管段的中央，這一點稱為匯流點或通電點。一點稱為匯流點或通電點。u 電流自電源正極流出，經(jīng)陽電流自電源正極流出，經(jīng)陽極地床和大地流至匯流點兩極地床和大地流至匯流點兩側(cè)管道，在兩側(cè)金屬管壁中側(cè)管道，在兩側(cè)金屬管壁中流動的電流是流向匯流點的。流動的電流

18、是流向匯流點的。因此，沿線電流密度和電位因此，沿線電流密度和電位的分布是不均勻的。的分布是不均勻的。圖5-2西南石油大學陳利瓊20管道沿線電位分布基本公式推導的兩個基本假設(shè)：管道沿線電位分布基本公式推導的兩個基本假設(shè)：管道的絕緣層均勻一致，管道沿線單位面積過度電阻相等管道的絕緣層均勻一致，管道沿線單位面積過度電阻相等因土壤截面積很大，電流經(jīng)過土壤的電阻可忽略不計因土壤截面積很大，電流經(jīng)過土壤的電阻可忽略不計 設(shè)：設(shè)：RP單位面積的絕緣層電阻，單位面積的絕緣層電阻，.m2；rT單位長度金屬管道的電阻，單位長度金屬管道的電阻，/m；RT單位長度上電流從土壤流入金屬管道的過渡電阻，單位長度上電流從土

19、壤流入金屬管道的過渡電阻， .m；D管外徑，管外徑，m；則：則：RT=RP/D電流電壓分布基本公式電流電壓分布基本公式 axaxaxaxeBeAEeBeAI2211TTRra 衰減因子衰減因子西南石油大學陳利瓊21 式中系數(shù)式中系數(shù) A1、A2、B1、B2可根據(jù)邊界條件求可根據(jù)邊界條件求出。出。邊界條件邊界條件通常有通常有三種三種情況：情況： (1)無限長管段的計算：即全線只有一個陰極無限長管段的計算：即全線只有一個陰極保護站，線路上沒有用絕緣法蘭。保護站，線路上沒有用絕緣法蘭。 (2)有限長管段的計算：即全線有多個陰極保有限長管段的計算：即全線有多個陰極保護站，兩個相鄰站之間的管道由兩個站共

20、同保護。護站，兩個相鄰站之間的管道由兩個站共同保護。 (3)保護段終點有絕緣法蘭的計算：一般設(shè)有保護段終點有絕緣法蘭的計算：一般設(shè)有陰極保護的管道在進入輸油站或油庫以前須裝設(shè)陰極保護的管道在進入輸油站或油庫以前須裝設(shè)絕緣法蘭，以免保護電流向站內(nèi)或庫內(nèi)流失。絕緣法蘭，以免保護電流向站內(nèi)或庫內(nèi)流失。西南石油大學陳利瓊22（2 2）保護范圍的計算）保護范圍的計算1)1)無限長管道的計算無限長管道的計算 在匯流點處在匯流點處x=0，I=I0，E=E0，I0為管道一側(cè)的電流。為管道一側(cè)的電流。距匯流點無限遠處距匯流點無限遠處x，I=0，E=0。將此邊界條件代入。將此邊界條件代入通解式通解式(5-5)和式

21、和式(5-6)得得A1=0，B1=I0；A2=0，B2= E0。故。故無限長管道的外加電位及電流的分布方程式為：無限長管道的外加電位及電流的分布方程式為：axaxeEEeII00由以上兩式可解出沿線各處電位與電流的相互關(guān)系為由以上兩式可解出沿線各處電位與電流的相互關(guān)系為西南石油大學陳利瓊23 如前所述，由于最大保護電位是有限度的，故匯流點處的如前所述，由于最大保護電位是有限度的，故匯流點處的電位應(yīng)小于或等于最大保護電位電位應(yīng)小于或等于最大保護電位Emax，當沿線的管，當沿線的管/地電位降至地電位降至最小保護電位最小保護電位Emin處，就是保護段的末端。故一個陰極保護站處，就是保護段的末端。故一

22、個陰極保護站所可能保護的一側(cè)的最長距離，可由式（所可能保護的一側(cè)的最長距離，可由式（5-8）算出。?。┧愠觥Ｈ0=Emax，E= Emin ，x=Lmax代入，可得代入，可得 在匯流點處，在匯流點處，x=0，故匯流點一側(cè)的電流為，故匯流點一側(cè)的電流為:由式（由式（5-9）和式（）和式（5-10）可見，）可見，陰極保護管道所需保護電流陰極保護管道所需保護電流I0的大小和可保護段落長度受防的大小和可保護段落長度受防腐層電阻的影響很大。防腐層腐層電阻的影響很大。防腐層質(zhì)量好，則電能消耗少，保護質(zhì)量好，則電能消耗少，保護距離也長。距離也長。西南石油大學陳利瓊242)2)有有限長管道的計算限長管道的計

23、算 有限長管道的保護段即指兩個相鄰的陰極有限長管道的保護段即指兩個相鄰的陰極保護站之間的管段，或兩端設(shè)有絕緣接頭的管保護站之間的管段，或兩端設(shè)有絕緣接頭的管段近似按有限長考慮。其極化電位和電流的變段近似按有限長考慮。其極化電位和電流的變化受兩個站的共同作用。由于兩個站的相互影化受兩個站的共同作用。由于兩個站的相互影響，將使極化電位變化曲線抬高，因此，有限響，將使極化電位變化曲線抬高，因此，有限長管道比無限長管道的保護距離長。長管道比無限長管道的保護距離長。西南石油大學陳利瓊25有限長管道一側(cè)的保護長度有限長管道一側(cè)的保護長度 考慮到雙曲余弦函數(shù)考慮到雙曲余弦函數(shù)這項很小，可近似忽略，將上式簡化

24、為這項很小，可近似忽略，將上式簡化為alalaleeealch中)(21)(西南石油大學陳利瓊26將有限長管道與無限長管道的公式進行比較可見：將有限長管道與無限長管道的公式進行比較可見： （1）無限長管道的電位是按指數(shù)函數(shù)的規(guī)律變）無限長管道的電位是按指數(shù)函數(shù)的規(guī)律變化，而有限長管道是按雙曲函數(shù)的規(guī)律變化，故有化，而有限長管道是按雙曲函數(shù)的規(guī)律變化，故有限長管道電位和電流分布的變化較緩慢，其保護距限長管道電位和電流分布的變化較緩慢，其保護距離比無限長管道長。離比無限長管道長。 （2）有限長管道消耗的電能比無限長管道少。）有限長管道消耗的電能比無限長管道少。 管道末端有絕緣法蘭的計算與有限長管道

25、的計算管道末端有絕緣法蘭的計算與有限長管道的計算結(jié)果相近，故實際工作中都按有限長計算。結(jié)果相近，故實際工作中都按有限長計算。 西南石油大學陳利瓊27 根據(jù)上述公式，可以估算被保護管道全線所根據(jù)上述公式，可以估算被保護管道全線所需的陰極保護站的數(shù)量及其位置（通常盡可能設(shè)需的陰極保護站的數(shù)量及其位置（通常盡可能設(shè)在泵站或壓縮機站上）。但必須強調(diào)指出的是：在泵站或壓縮機站上）。但必須強調(diào)指出的是：在上述推導過程中忽略了土壤中的在上述推導過程中忽略了土壤中的IR降，并認為降，并認為沿線防腐層過渡電阻均勻一致；實際上在幾十公沿線防腐層過渡電阻均勻一致；實際上在幾十公里長的管道沿線，不僅土壤電阻率變化較大

26、，防里長的管道沿線，不僅土壤電阻率變化較大，防腐層質(zhì)量也難能一致，故在設(shè)計中要留有一定的腐層質(zhì)量也難能一致，故在設(shè)計中要留有一定的余地。余地。西南石油大學陳利瓊283、犧牲陽極保護、犧牲陽極保護（1 1）犧牲陽極的使用范圍）犧牲陽極的使用范圍 犧牲陽極是最早應(yīng)用的陰極保護方法。根據(jù)實踐經(jīng)驗一般犧牲陽極是最早應(yīng)用的陰極保護方法。根據(jù)實踐經(jīng)驗一般認為：犧牲陽極只適用于土壤電阻率較低、埋地管道防腐層電認為：犧牲陽極只適用于土壤電阻率較低、埋地管道防腐層電阻率比較高的場合，對于新建管道，防腐層電阻率小于阻率比較高的場合，對于新建管道，防腐層電阻率小于104 .m2時，不易采用犧牲陽極保護。當土壤電阻率

27、大于時，不易采用犧牲陽極保護。當土壤電阻率大于100 .m時，也時，也不易采用犧牲陽極保護。不易采用犧牲陽極保護。良好的導電性，與土壤有穩(wěn)定的接觸電阻良好的導電性，與土壤有穩(wěn)定的接觸電阻電流密度小，電流密度小，化學穩(wěn)定性好腐蝕率小化學穩(wěn)定性好腐蝕率小有一定的機械強度有一定的機械強度價格低，來源方便價格低，來源方便（2 2） 對陽極材料的要求對陽極材料的要求西南石油大學陳利瓊29（3 3）常用的犧牲陽極材料）常用的犧牲陽極材料 常用的犧牲陽極材料有鎂、鋅、鋁及其合金。在土壤環(huán)境常用的犧牲陽極材料有鎂、鋅、鋁及其合金。在土壤環(huán)境中適用的犧牲陽極只有鎂、鋅及其合金。鋁合金犧牲陽極目前只中適用的犧牲陽

28、極只有鎂、鋅及其合金。鋁合金犧牲陽極目前只限于海水或油罐底部的水層等環(huán)境中使用（主要是陽極的腐蝕產(chǎn)限于海水或油罐底部的水層等環(huán)境中使用（主要是陽極的腐蝕產(chǎn)物氫氧化鋁膠體在土壤中無法疏散，使陽極鈍化而失效物氫氧化鋁膠體在土壤中無法疏散，使陽極鈍化而失效） 。 在選擇使用何種犧牲陽極進行保護時，具體問題具體分析。在選擇使用何種犧牲陽極進行保護時，具體問題具體分析。犧牲陽極種類選擇參見下表。犧牲陽極種類選擇參見下表。西南石油大學陳利瓊30（4） 安裝方式安裝方式 長輸管道：距匯流點垂直距離一般取長輸管道：距匯流點垂直距離一般取 300500m，對電流分布影響不大。在地下管道密集的地方，可采用對電流分

29、布影響不大。在地下管道密集的地方，可采用深埋陽極裝置，即把陽極垂直埋在地下幾十米到一、二深埋陽極裝置，即把陽極垂直埋在地下幾十米到一、二百米深，以減小對其它金屬管道的干擾。百米深，以減小對其它金屬管道的干擾。（5）陽極接地裝置的計算）陽極接地裝置的計算1)接地電阻的計算接地電阻的計算 輔助陽極的接地電阻，因地床結(jié)構(gòu)不同而有所區(qū)別。輔助陽極的接地電阻，因地床結(jié)構(gòu)不同而有所區(qū)別。各種結(jié)構(gòu)的接地電阻的計算公式可參見有關(guān)手冊。這里各種結(jié)構(gòu)的接地電阻的計算公式可參見有關(guān)手冊。這里給出三種常用埋設(shè)方式的陽極接地電阻計算公式。給出三種常用埋設(shè)方式的陽極接地電阻計算公式。 西南石油大學陳利瓊31 單支立式陽極

30、接地電阻的計算單支立式陽極接地電阻的計算(ld)t由地表面到陽極中部的距離，由地表面到陽極中部的距離，m；l陽極長度，陽極長度，m；土壤電阻率，土壤電阻率，.m；填料層電阻率，填料層電阻率，.m；d陽極外徑，陽極外徑，m；da填料層直徑，填料層直徑，m。ddltltdlReaeln44ln212ln2西南石油大學陳利瓊32 單支水平式陽極接地電阻的計算單支水平式陽極接地電阻的計算(ld)dddltlRtdlRaanlnln21ln2692. 0.22t由地面到陽極中心的由地面到陽極中心的距離距離，m有填料層時計算公式有填料層時計算公式 一組垂直陽極一組垂直陽極 nRRm單根垂直陽極的接地電阻，

31、單根垂直陽極的接地電阻，垂直陽極根數(shù)垂直陽極根數(shù)屏蔽系數(shù)屏蔽系數(shù)西南石油大學陳利瓊33 使用年限使用年限 gIKGT 陽極重量陽極重量，kg陽極消耗率陽極消耗率，kg/A.a保護電流保護電流，A陽極利用系數(shù)，一般取陽極利用系數(shù)，一般取0.85西南石油大學陳利瓊344、增大保護距離的方法、增大保護距離的方法（1 1）屏幕接地屏幕接地原理：使進入管路的陽極電流受到限制原理：使進入管路的陽極電流受到限制（2 2） 電位法電位法原理：削減匯流點處的峰值電位以達到增大保護距離的目的原理：削減匯流點處的峰值電位以達到增大保護距離的目的 5、絕緣法蘭、測試樁、檢查片絕緣法蘭、測試樁、檢查片 （1 1）絕緣法

32、蘭絕緣法蘭目的：為了防止保護電流流失和對未保護的金屬管道和設(shè)目的：為了防止保護電流流失和對未保護的金屬管道和設(shè)備的干擾。備的干擾。安裝位置：站（庫）的進出口管道安裝位置：站（庫）的進出口管道 河流穿跨越段河流穿跨越段 有雜散電流地段有雜散電流地段 不同材質(zhì)、新舊管道的連接處不同材質(zhì)、新舊管道的連接處西南石油大學陳利瓊35（2 2）測試樁測試樁目的：為了監(jiān)測管道的保護情況。目的：為了監(jiān)測管道的保護情況。安裝位置：一般安裝位置：一般1公里個，可與里程樁結(jié)合公里個，可與里程樁結(jié)合 河流、鐵路穿越段兩側(cè)河流、鐵路穿越段兩側(cè) 與其它管道交匯處與其它管道交匯處（3 3）檢查片）檢查片目的：為了定量了解陰極

33、保護的保護效果。目的：為了定量了解陰極保護的保護效果。安裝位置：選擇典型地段埋設(shè)安裝位置：選擇典型地段埋設(shè)6、外加電流陰極保護的維護與管理、外加電流陰極保護的維護與管理確保電源設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)確保電源設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)經(jīng)常檢測整流器的輸出電壓和電流、匯流點電位經(jīng)常檢測整流器的輸出電壓和電流、匯流點電位定期檢測沿線管地電位的分布情況定期檢測沿線管地電位的分布情況定期檢測陽極接地電阻值定期檢測陽極接地電阻值定期檢測絕緣法蘭的絕緣性能定期檢測絕緣法蘭的絕緣性能西南石油大學陳利瓊365.2 5.2 雜散電流的腐蝕及防護雜散電流的腐蝕及防護 5.2.1 概述概述雜散電流雜散電流：指在規(guī)定的電路或意圖電路之外流

34、動的電流。：指在規(guī)定的電路或意圖電路之外流動的電流。電蝕（干擾腐蝕）電蝕（干擾腐蝕）：由雜散電流的產(chǎn)生，促使金屬構(gòu)筑：由雜散電流的產(chǎn)生，促使金屬構(gòu)筑物腐蝕等一系列過程或現(xiàn)象。物腐蝕等一系列過程或現(xiàn)象。影影響響較較小小交交流流輸輸配配線線路路及及其其系系統(tǒng)統(tǒng)交交流流電電氣氣鐵鐵路路的的影影響響和和危危害害其其對對埋埋地地管管道道造造成成最最大大代代表表以以直直流流電電氣氣化化鐵鐵路路最最具具：陰陰極極保保護護和和地地電電流流交交流流輸輸電電線線路路系系統(tǒng)統(tǒng)直直流流電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)雜雜散散電電流流來來源源楚楚交交流流腐腐蝕蝕的的機機理理尚尚不不清清西南石油大學陳利瓊37 如右圖所示，管道如右圖所示

35、，管道的陰極保護系統(tǒng)附近有的陰極保護系統(tǒng)附近有一條未受保護的電纜，一條未受保護的電纜，流人電纜的陰極保護電流人電纜的陰極保護電流在緊靠管道的部位流流在緊靠管道的部位流出，在流出的部位電纜出，在流出的部位電纜發(fā)生腐蝕。發(fā)生腐蝕。 西南石油大學陳利瓊385.2.2 直流電力系統(tǒng)引起的腐蝕直流電力系統(tǒng)引起的腐蝕1 1、直流電力系統(tǒng)中對腐蝕的影響、直流電力系統(tǒng)中對腐蝕的影響 直流電力系統(tǒng)直流電力系統(tǒng)電車、電氣化鐵路、以接地為回路的輸電電車、電氣化鐵路、以接地為回路的輸電系統(tǒng)等。系統(tǒng)等。2 2、比較、比較地下管道地下管道電位及電流電位及電流無雜散電流無雜散電流腐蝕電池的電位差零點幾伏腐蝕電池的電位差零點

36、幾伏 有雜散電流有雜散電流電位差離達電位差離達8-9v，電流可達幾百，電流可達幾百A 后果：后果： 雜散電流可影響幾十公里的范圍雜散電流可影響幾十公里的范圍 大大加快了腐蝕穿孔的速度：壁厚大大加快了腐蝕穿孔的速度：壁厚78mm的管的管 道，投產(chǎn)四五個月后發(fā)生腐蝕穿孔。道，投產(chǎn)四五個月后發(fā)生腐蝕穿孔。西南石油大學陳利瓊39 電流從供電所的發(fā)電機流經(jīng)輸出饋電線、電車、軌道，電流從供電所的發(fā)電機流經(jīng)輸出饋電線、電車、軌道，經(jīng)負極母線（回歸線）返回發(fā)電機。在鐵軌連接不好、經(jīng)負極母線（回歸線）返回發(fā)電機。在鐵軌連接不好、接頭電阻大處，部分電流將由軌道絕緣不良處向大地漫接頭電阻大處，部分電流將由軌道絕緣不

37、良處向大地漫流，流人管道后又返回鐵軌。雜散電流的這一流動過程流，流人管道后又返回鐵軌。雜散電流的這一流動過程形成了兩個由外加電位差而建立的腐蝕電池，使鐵軌及形成了兩個由外加電位差而建立的腐蝕電池，使鐵軌及金屬管道均受腐蝕，金屬管道均受腐蝕，西南石油大學陳利瓊403 3、防止腐蝕的措施、防止腐蝕的措施 排流保護：用絕緣的金屬電排流保護：用絕緣的金屬電 將被保護管道與排流設(shè)備連接，將被保護管道與排流設(shè)備連接，將雜散電流到器鐵軌或回歸線上將雜散電流到器鐵軌或回歸線上 。方法：方法： 簡單排流保護：極性不變簡單排流保護：極性不變 極性排流保護：極性可變，在電路中接入二極管，便電極性排流保護：極性可變，

38、在電路中接入二極管，便電流流軌道軌道 接地式排流：將管路與埋地陽極陽極相連（更換陽極）接地式排流：將管路與埋地陽極陽極相連（更換陽極） 強制排流：在管道與接地陽極或鐵軌間接恒電位儀，在強制排流：在管道與接地陽極或鐵軌間接恒電位儀，在外加電位差下強制排流外加電位差下強制排流注意：由于雜散電流對管道影響時，電位變化注意：由于雜散電流對管道影響時，電位變化 度較大，所度較大，所以地下管道采用排流保護的管段，一般不采用陰極保護以地下管道采用排流保護的管段，一般不采用陰極保護西南石油大學陳利瓊41如圖（如圖（a a），把管道與電鐵變電所中的負極或回），把管道與電鐵變電所中的負極或回歸線（鐵軌），用導線直

39、接連接起來。這種方法歸線（鐵軌），用導線直接連接起來。這種方法無需排流設(shè)備，最為簡單，造價低，排流效果好。無需排流設(shè)備，最為簡單，造價低，排流效果好。但是當管道對地電位低于鐵軌對地電位時，鐵軌但是當管道對地電位低于鐵軌對地電位時，鐵軌電流將流人管道內(nèi)（稱作逆流）。電流將流人管道內(nèi)（稱作逆流）。 為了防止逆流，使雜散電流只能由管道流人鐵軌，為了防止逆流，使雜散電流只能由管道流人鐵軌，必須在排流線中設(shè)置單向?qū)ǖ亩O管整流器、必須在排流線中設(shè)置單向?qū)ǖ亩O管整流器、逆電壓繼電器等裝置，這種裝置稱排流器。逆電壓繼電器等裝置，這種裝置稱排流器。 直接排流直接排流西南石油大學陳利瓊42強制排流接地排流

40、在管道和鐵軌的電氣在管道和鐵軌的電氣接線中加人直流電流，接線中加人直流電流，促進排流促進排流 管道中的電流流人接地管道中的電流流人接地極，散流于大地，然后極，散流于大地，然后再經(jīng)大地流回鐵軌再經(jīng)大地流回鐵軌 西南石油大學陳利瓊433、排出電流計算、排出電流計算 4321RRRRVI管道與鐵軌間電位差，管道與鐵軌間電位差，V V排流導線電阻，排流導線電阻，排流器內(nèi)阻，排流器內(nèi)阻， 管道接地過渡電阻，管道接地過渡電阻，鐵軌接地電阻，鐵軌接地電阻，其中：其中： 4443332121rRrRr3 3管道縱向電阻，管道縱向電阻，3 3管道泄漏電阻，管道泄漏電阻，r4 4鐵軌縱向電阻，鐵軌縱向電阻，4 4

41、鐵軌泄漏電阻，鐵軌泄漏電阻，西南石油大學陳利瓊445.2.3 陰極保護的干擾腐蝕陰極保護的干擾腐蝕 金金屬屬構(gòu)筑物的陰極保護系統(tǒng)，其保護電流流入大地，引構(gòu)筑物的陰極保護系統(tǒng)，其保護電流流入大地，引起土壤電位改變，使附近的金屬構(gòu)筑物受到地電流的電解起土壤電位改變，使附近的金屬構(gòu)筑物受到地電流的電解腐蝕，這種腐蝕稱為干擾腐蝕。腐蝕，這種腐蝕稱為干擾腐蝕。1 1、分類、分類（1 1）陽極干擾）陽極干擾 在陽極地床附近的土壤將形成正電位區(qū)，在陽極地床附近的土壤將形成正電位區(qū)，電流從靠近陽極地床部分流入而從管道另一部分流出，在電流從靠近陽極地床部分流入而從管道另一部分流出，在流出地方發(fā)生腐蝕。這種情況稱

42、為陽極干擾。流出地方發(fā)生腐蝕。這種情況稱為陽極干擾。（2 2）陰極干擾）陰極干擾 陰極保護的管路，附近的土壤電位較低，陰極保護的管路，附近的土壤電位較低，若有其它金屬管路經(jīng)過這個區(qū)域時，則有電流從遠端流入若有其它金屬管路經(jīng)過這個區(qū)域時，則有電流從遠端流入金屬管路，而從靠近陰極保護管路的地方流出，流出的地金屬管路，而從靠近陰極保護管路的地方流出，流出的地方發(fā)生腐蝕，稱為陰極干擾。方發(fā)生腐蝕，稱為陰極干擾。 陰極干擾影響的范圍較小，通常局限于管路交叉處。陰極干擾影響的范圍較小，通常局限于管路交叉處。西南石油大學陳利瓊45（3 3）合成干擾）合成干擾 在城鎮(zhèn)或工礦區(qū)，長輸管路常常經(jīng)過在城鎮(zhèn)或工礦區(qū)，

43、長輸管路常常經(jīng)過陰極保護系統(tǒng)的陽極地床后又經(jīng)過陰極區(qū)域，在這種陰極保護系統(tǒng)的陽極地床后又經(jīng)過陰極區(qū)域，在這種情況下其干擾腐蝕由兩方面合成。在陽極區(qū)獲得電流情況下其干擾腐蝕由兩方面合成。在陽極區(qū)獲得電流又在交叉處陰極吸引下泄放電流引起腐蝕，從而構(gòu)成又在交叉處陰極吸引下泄放電流引起腐蝕，從而構(gòu)成合成形式的干擾腐蝕。合成形式的干擾腐蝕。 （4 4）誘導干擾）誘導干擾 土壤中電流以某一金屬構(gòu)筑物作媒介土壤中電流以某一金屬構(gòu)筑物作媒介所引起的腐蝕稱誘導干擾蝕。如地下金屬管路經(jīng)過某所引起的腐蝕稱誘導干擾蝕。如地下金屬管路經(jīng)過某陰極站的陽極地床附近而不靠近陰極，但是它靠近另陰極站的陽極地床附近而不靠近陰極，

44、但是它靠近另一條地下管路（或其它金屬構(gòu)筑物）此管路恰好又與一條地下管路（或其它金屬構(gòu)筑物）此管路恰好又與被保護管路交叉，在這樣情況下，將有電流從陽極區(qū)被保護管路交叉，在這樣情況下，將有電流從陽極區(qū)附近進入靠近的管路經(jīng)交叉管道最后在陰極區(qū)流出。附近進入靠近的管路經(jīng)交叉管道最后在陰極區(qū)流出。在這兩條管路流出電流的部位遭到腐蝕。在這兩條管路流出電流的部位遭到腐蝕。西南石油大學陳利瓊46（5 5）接頭干擾接頭干擾 接頭處由于電位不平衡而引起的腐蝕。接頭處由于電位不平衡而引起的腐蝕。例如油氣田回注水管道，在絕緣法蘭兩端管路內(nèi)壁上引起例如油氣田回注水管道，在絕緣法蘭兩端管路內(nèi)壁上引起的腐蝕稱接頭干擾蝕。的

45、腐蝕稱接頭干擾蝕。 干擾腐蝕形式見圖干擾腐蝕形式見圖5 51717。 圖圖517干撫腐蝕示意圖干撫腐蝕示意圖a.陽極干撫陽極干撫 b.陰極干撫陰極干撫 c.合成干擾合成干擾 d.誘導干擾誘導干擾 e.接頭干擾接頭干擾 西南石油大學陳利瓊472.2.對陰極保護干擾腐蝕，可采取下述防護方法對陰極保護干擾腐蝕，可采取下述防護方法（1 1）提高防腐絕緣層的質(zhì)量。）提高防腐絕緣層的質(zhì)量。（2 2）設(shè)計時應(yīng)使未保護管道盡可能遠離用極保護系統(tǒng)。）設(shè)計時應(yīng)使未保護管道盡可能遠離用極保護系統(tǒng)。（3 3）對于陽極干擾腐蝕，可以在距陽極較遠有電流從管）對于陽極干擾腐蝕，可以在距陽極較遠有電流從管道流出的部位安裝一個

46、犧牲陽極，使干擾電流經(jīng)犧牲陽道流出的部位安裝一個犧牲陽極，使干擾電流經(jīng)犧牲陽極流入地下。極流入地下。（4 4）采用）采用“均壓線均壓線”方法，即將未保護管道與陰極保護方法，即將未保護管道與陰極保護道用導線連接起來，同時進行陰極保護。其連接點最好道用導線連接起來，同時進行陰極保護。其連接點最好放在腐蝕最強的地方，在接頭的連線中附加一電阻器。放在腐蝕最強的地方，在接頭的連線中附加一電阻器。以便調(diào)節(jié)未保護管道受保護的程度。對于平行管道，可以便調(diào)節(jié)未保護管道受保護的程度。對于平行管道，可采取一個陰極站綜合保護在管道沿線每隔采取一個陰極站綜合保護在管道沿線每隔500500米左右進一米左右進一均壓線，保持

47、各處電位平衡。但要注意防止在切斷電源均壓線，保持各處電位平衡。但要注意防止在切斷電源時在平行管道之間由于自然電位不同而形成腐蝕電池。時在平行管道之間由于自然電位不同而形成腐蝕電池。西南石油大學陳利瓊485.3 5.3 集輸系統(tǒng)腐蝕集輸系統(tǒng)腐蝕 5.3.1 油田金屬腐蝕與防護油田金屬腐蝕與防護1 1、油田金屬腐蝕概況、油田金屬腐蝕概況 由由1987年石油天然氣總公司對國內(nèi)年石油天然氣總公司對國內(nèi)9個油田金屬腐蝕個油田金屬腐蝕情況調(diào)查得知，每年因腐蝕所造成的直接經(jīng)濟損失達情況調(diào)查得知，每年因腐蝕所造成的直接經(jīng)濟損失達3895萬元（未包括勝利油田）。萬元（未包括勝利油田）。 據(jù)勝利油田生產(chǎn)資料統(tǒng)計，

48、據(jù)勝利油田生產(chǎn)資料統(tǒng)計，19821988年全油田集結(jié)年全油田集結(jié)系統(tǒng)因腐蝕穿孔而更換系統(tǒng)因腐蝕穿孔而更換1533次，少產(chǎn)次，少產(chǎn)1.25105t原油，原油，1988年注水管道破漏年注水管道破漏202次，減少注水量次，減少注水量7.15105m3；7年中因腐蝕報廢污水站年中因腐蝕報廢污水站6座，近座，近12年內(nèi)還有年內(nèi)還有8座污水站也座污水站也需報廢或大修。需報廢或大修。 西南石油大學陳利瓊49 中原油田自中原油田自1979年開發(fā)以來，腐蝕不但給油田生年開發(fā)以來，腐蝕不但給油田生產(chǎn)造成了嚴重危害，使油田蒙受了巨大的經(jīng)濟損失，同產(chǎn)造成了嚴重危害，使油田蒙受了巨大的經(jīng)濟損失，同時也造成了不同程度的環(huán)

49、境污染。文一聯(lián)污水處理站運時也造成了不同程度的環(huán)境污染。文一聯(lián)污水處理站運行僅五年多時間，就全站腐蝕報廢折除。到行僅五年多時間，就全站腐蝕報廢折除。到90年底，全年底，全油田已有油田已有400km管線需更新，急需更換的達管線需更新，急需更換的達150km以上。以上。鋼質(zhì)容器腐蝕報廢的鋼質(zhì)容器腐蝕報廢的9座，腐蝕更新的座，腐蝕更新的20座。僅用鋼質(zhì)座。僅用鋼質(zhì)管道、容器、油管、地面設(shè)施等腐蝕損失約管道、容器、油管、地面設(shè)施等腐蝕損失約4億元。億元。 玉門油田腐蝕狀況調(diào)查表明，玉門油田腐蝕狀況調(diào)查表明，1989年前因腐蝕報廢年前因腐蝕報廢的管線達的管線達322.23km，腐蝕報廢的油水罐，腐蝕報廢

50、的油水罐130座。僅座。僅1989年因腐蝕穿孔年因腐蝕穿孔3631次，更新改造條輸管線次，更新改造條輸管線97.33km其費其費用為用為180.99萬元。萬元。西南石油大學陳利瓊502、腐蝕原因分析、腐蝕原因分析 輸送介質(zhì)中含輸送介質(zhì)中含O2、H2S、CO2、礦物鹽和硫酸鹽還原菌、礦物鹽和硫酸鹽還原菌等等等等，造成化學、電化學和生物共同作用引起的腐蝕。腐，造成化學、電化學和生物共同作用引起的腐蝕。腐蝕形態(tài)有均勻腐蝕、孔使、應(yīng)力腐蝕等。蝕形態(tài)有均勻腐蝕、孔使、應(yīng)力腐蝕等。油水大循環(huán)造成了嚴重的系統(tǒng)設(shè)備、管線內(nèi)腐蝕。油水大循環(huán)造成了嚴重的系統(tǒng)設(shè)備、管線內(nèi)腐蝕。在大在大循環(huán)中，油田水和注入水一般都是

51、礦化度高、水溫高、導循環(huán)中，油田水和注入水一般都是礦化度高、水溫高、導電性強，并經(jīng)有一定量的硫化氫和二氧化碳。在清水和污電性強，并經(jīng)有一定量的硫化氫和二氧化碳。在清水和污水混注時有適合還原生長的條件，在水處理過程中還進人水混注時有適合還原生長的條件，在水處理過程中還進人一定數(shù)量的氧。由于這些原因，使油田水的腐蝕非常嚴重一定數(shù)量的氧。由于這些原因，使油田水的腐蝕非常嚴重 鋼質(zhì)管道內(nèi)防腐補口鋼質(zhì)管道內(nèi)防腐補口管接頭焊接時高溫影響使涂層失效，管接頭焊接時高溫影響使涂層失效，造成在內(nèi)譯注處集中腐蝕。對焊接接頭涂層的內(nèi)、外補口造成在內(nèi)譯注處集中腐蝕。對焊接接頭涂層的內(nèi)、外補口處理，外涂層補口較易進行、管

52、內(nèi)壁補口技術(shù)則是國內(nèi)外處理，外涂層補口較易進行、管內(nèi)壁補口技術(shù)則是國內(nèi)外公認的技術(shù)難題。公認的技術(shù)難題。西南石油大學陳利瓊51 埋地硬質(zhì)聚胺脂泡沫埋地硬質(zhì)聚胺脂泡沫“黃夾克黃夾克”保溫管腐蝕保溫管腐蝕 在防腐廠內(nèi)預制發(fā)泡成型時原料配比和料溫控制不在防腐廠內(nèi)預制發(fā)泡成型時原料配比和料溫控制不當，造成保溫層發(fā)泡不充分、不閉合，管端無防水密封。當，造成保溫層發(fā)泡不充分、不閉合，管端無防水密封?，F(xiàn)場焊縫補口時，保溫層被劃傷或老化龜裂，使水滲透現(xiàn)場焊縫補口時，保溫層被劃傷或老化龜裂，使水滲透到泡沫內(nèi)與阻燃劑反應(yīng)析出紀離子腐蝕管外壁。到泡沫內(nèi)與阻燃劑反應(yīng)析出紀離子腐蝕管外壁。 雜散電流影響雜散電流影響 各

53、種鋼質(zhì)污水罐、含水油罐、容器和設(shè)備由于工業(yè)各種鋼質(zhì)污水罐、含水油罐、容器和設(shè)備由于工業(yè)大氣、潮濕環(huán)境引起的外壁腐蝕和嚴重的內(nèi)腐蝕，使設(shè)大氣、潮濕環(huán)境引起的外壁腐蝕和嚴重的內(nèi)腐蝕，使設(shè)備壽命大大縮短甚至整個站場系統(tǒng)報廢重建。備壽命大大縮短甚至整個站場系統(tǒng)報廢重建。西南石油大學陳利瓊523、防腐蝕對策、防腐蝕對策（1）采取注入水質(zhì)密閉、脫氧、殺菌、緩蝕和內(nèi)防）采取注入水質(zhì)密閉、脫氧、殺菌、緩蝕和內(nèi)防隊襯里綜合治理的技術(shù)措施，防止注水和污水系統(tǒng)管隊襯里綜合治理的技術(shù)措施，防止注水和污水系統(tǒng)管線、設(shè)備的內(nèi)腐蝕。線、設(shè)備的內(nèi)腐蝕。（2）采用區(qū)域性電法保護技術(shù)，防止井下和管網(wǎng)、）采用區(qū)域性電法保護技術(shù)，防

54、止井下和管網(wǎng)、儲罐底板的外壁腐蝕。儲罐底板的外壁腐蝕。（3）加強管道內(nèi)涂層補口及內(nèi)涂層質(zhì)量檢測、補涂）加強管道內(nèi)涂層補口及內(nèi)涂層質(zhì)量檢測、補涂機具的研制，提高補口技術(shù)水平。機具的研制，提高補口技術(shù)水平。（4）加強新型價廉的保溫防腐材料研究，改進聚胺）加強新型價廉的保溫防腐材料研究，改進聚胺脂泡沫黃夾克防腐保溫層質(zhì)量和補口技術(shù)。脂泡沫黃夾克防腐保溫層質(zhì)量和補口技術(shù)。西南石油大學陳利瓊53（5）對系統(tǒng)進行綜合性考慮。加強防腐涂料名蝕劑、電）對系統(tǒng)進行綜合性考慮。加強防腐涂料名蝕劑、電化學保護、機泵閥門的耐腐蝕材質(zhì)研究。推廣應(yīng)用聚乙化學保護、機泵閥門的耐腐蝕材質(zhì)研究。推廣應(yīng)用聚乙烯、復合玻璃鱗片、環(huán)

55、氧煤瀝青粉末等新涂層。烯、復合玻璃鱗片、環(huán)氧煤瀝青粉末等新涂層。 （6）玻璃鋼管道應(yīng)用）玻璃鋼管道應(yīng)用 玻璃鋼管道在勝利油田首次應(yīng)用是玻璃鋼管道在勝利油田首次應(yīng)用是1986年，在辛三年，在辛三站采出水處理中得到應(yīng)用。不飽和聚植樹脂固化成型的站采出水處理中得到應(yīng)用。不飽和聚植樹脂固化成型的玻璃鋼，可完全防止污水和鹽、堿、土壤對管道內(nèi)、外玻璃鋼，可完全防止污水和鹽、堿、土壤對管道內(nèi)、外留的腐蝕。玻璃鋼管道管壁平滑、阻力小，重量輕，雖留的腐蝕。玻璃鋼管道管壁平滑、阻力小，重量輕，雖然一次性投資大一些但使用時間長，經(jīng)濟上是合算的。然一次性投資大一些但使用時間長，經(jīng)濟上是合算的。因此在現(xiàn)河污水站方案設(shè)計

56、時，考慮到污水的礦化度高、因此在現(xiàn)河污水站方案設(shè)計時，考慮到污水的礦化度高、腐蝕性強，進行技術(shù)經(jīng)濟對比后，決定全流程上選用玻腐蝕性強，進行技術(shù)經(jīng)濟對比后，決定全流程上選用玻璃鋼管道。璃鋼管道。西南石油大學陳利瓊54 中原油田為了延長注水系統(tǒng)站內(nèi)管網(wǎng)中原油田為了延長注水系統(tǒng)站內(nèi)管網(wǎng)和容器內(nèi)部構(gòu)件使用壽命，站內(nèi)應(yīng)用了玻和容器內(nèi)部構(gòu)件使用壽命，站內(nèi)應(yīng)用了玻璃鋼管道，現(xiàn)在污水處理站內(nèi)管網(wǎng)已推廣璃鋼管道，現(xiàn)在污水處理站內(nèi)管網(wǎng)已推廣應(yīng)用。新建過濾罐操作間全部應(yīng)用玻璃鋼。應(yīng)用。新建過濾罐操作間全部應(yīng)用玻璃鋼。文國第一中心污水站開始已將收油罐、斜文國第一中心污水站開始已將收油罐、斜板沉降罐及沖洗罐、洗井水回收

57、罐和過濾板沉降罐及沖洗罐、洗井水回收罐和過濾等容器的內(nèi)部構(gòu)件全部換成玻璃鋼。等容器的內(nèi)部構(gòu)件全部換成玻璃鋼。西南石油大學陳利瓊555.3.2 氣田金屬腐蝕與防護氣田金屬腐蝕與防護 天然氣從井口采出經(jīng)分離、計量，集中起天然氣從井口采出經(jīng)分離、計量，集中起來輸送到天然氣處理廠，含來輸送到天然氣處理廠，含CO2和和H2S少的天然少的天然氣也有直接進入輸氣干線的情況。在集輸過程氣也有直接進入輸氣干線的情況。在集輸過程中管線設(shè)備受到濕天然氣的電化學腐蝕和外壁中管線設(shè)備受到濕天然氣的電化學腐蝕和外壁土壤腐蝕、大氣腐蝕，其中最危險的是土壤腐蝕、大氣腐蝕，其中最危險的是H2S腐腐蝕，其次是蝕，其次是CO2腐蝕

58、。腐蝕。 西南石油大學陳利瓊561、含硫天然氣的腐蝕與防護、含硫天然氣的腐蝕與防護 含硫天然氣在鉆采、輸氣及凈化過程中對鋼材的腐蝕含硫天然氣在鉆采、輸氣及凈化過程中對鋼材的腐蝕主要有主要有電化學腐蝕、氫致開裂（電化學腐蝕、氫致開裂（Hydrogen Induce Cracking，簡寫，簡寫HIC）和硫化物應(yīng)力腐蝕破裂（）和硫化物應(yīng)力腐蝕破裂（Sulfide Stress Corrosion Cracking，簡寫，簡寫SSCC）。四川開發(fā)的氣。四川開發(fā)的氣田中含硫氣田占有相當比例。在含硫氣田開發(fā)中，腐蝕會田中含硫氣田占有相當比例。在含硫氣田開發(fā)中，腐蝕會造成油套管斷裂、井口裝置失靈、集輸管線

59、爆破等嚴重事造成油套管斷裂、井口裝置失靈、集輸管線爆破等嚴重事故，不僅影響天然氣生產(chǎn)、經(jīng)濟損失，而且嚴重威脅著人故，不僅影響天然氣生產(chǎn)、經(jīng)濟損失，而且嚴重威脅著人員的生命安全。員的生命安全。西南石油大學陳利瓊57（1 1）含硫天然氣腐蝕的主要類型）含硫天然氣腐蝕的主要類型拉應(yīng)力作用拉應(yīng)力作用金屬任性降低變脆金屬任性降低變脆脫層脫層鼓泡的金屬發(fā)生龜裂或鼓泡的金屬發(fā)生龜裂或壁厚的減薄壁厚的減薄硫化物應(yīng)力腐蝕開裂硫化物應(yīng)力腐蝕開裂脆脆 氫氫氫鼓泡氫鼓泡電化學失重腐蝕電化學失重腐蝕HEent,EmbrittlemHydrogen HIB,Blistering InduceHydrogen 的主要類型的

60、主要類型含硫天然氣腐蝕含硫天然氣腐蝕西南石油大學陳利瓊58（2 2）硫化氫腐蝕）硫化氫腐蝕腐蝕機理 在硫化氫溶液中，含有在硫化氫溶液中，含有H+、HS-、S2-和和H2S分分子，它對金屬的腐蝕是子，它對金屬的腐蝕是H+、S2-和和H2S在陰極、陽極的去在陰極、陽極的去極化過程，其中極化過程，其中H2S隨條件不同影響也不同。隨條件不同影響也不同。H2S易溶于水，并立即逐步電離：易溶于水，并立即逐步電離：鐵在鐵在H2S溶液中腐蝕時，其反應(yīng)為溶液中腐蝕時，其反應(yīng)為西南石油大學陳利瓊59陽極反應(yīng)的腐蝕產(chǎn)物為陽極反應(yīng)的腐蝕產(chǎn)物為總反應(yīng)總反應(yīng)腐蝕產(chǎn)物還有其他的硫化鐵，如腐蝕產(chǎn)物還有其他的硫化鐵，如FeS2