天然氣集輸系統(tǒng)腐蝕原因及防護(hù)措施

天然氣集輸系統(tǒng)腐蝕原因及防護(hù)措施第一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第一部分：腐蝕概述第二部分：集輸管網(wǎng)的腐蝕與陰極保護(hù)第三部分：集輸管網(wǎng)的日常管理與維護(hù)第四部分：氣井油管腐蝕與建議措施第二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日1腐蝕現(xiàn)象及危害2腐蝕的定義和分類

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腐蝕科學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容

腐蝕概述第三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日腐蝕現(xiàn)象及危害腐蝕現(xiàn)象人們對(duì)腐蝕的認(rèn)識(shí)：最早是從腐蝕產(chǎn)物感性地認(rèn)識(shí)到腐蝕的存在。從棕黃色的“鐵銹”[Fe2O3·nH2O]及“銅綠”[Cu2(OH)2CO3,堿式碳酸銅]分別認(rèn)識(shí)了鐵與銅的腐蝕。第四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日碼頭上浮船及錨鏈的腐蝕第五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日水中打撈的摩托車的銹蝕狀況第六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日某居民樓水管腐蝕狀況第七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日管道內(nèi)的腐蝕狀況第八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日管道內(nèi)壁腐蝕第九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日下水道局部腐蝕狀況第十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日酸雨腐蝕的文物雕像表面第十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日硫酸車翻倒，300米路面遭到腐蝕第十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日使用5年的燃?xì)庠罨鹱旆旁谀蠘O已差不多90年食品罐頭第十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日腐蝕危害（簡(jiǎn)單的說(shuō)一下）一些局部腐蝕，如孔蝕、應(yīng)力腐蝕、破裂等，常常是突發(fā)性的，可能引起事故，造成意外的危險(xiǎn)。

腐蝕還對(duì)環(huán)境產(chǎn)生很大的影響：設(shè)備和管道因腐蝕而泄漏，有毒有害物料進(jìn)入大氣、土壤和水源，既污染了環(huán)境又造成生產(chǎn)原料浪費(fèi)。為了減輕腐蝕，保護(hù)設(shè)備，使用某些涂料和緩蝕劑（如水處理中的鉻酸鹽、聚磷酸鹽），這對(duì)環(huán)境有害。當(dāng)腐蝕導(dǎo)致失火、爆炸、橋梁坍塌、飛機(jī)墜毀、核反應(yīng)堆泄漏等重大事故，其后果更是災(zāi)難性的。第十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日警示：

重慶晚報(bào)2004年4月16日70萬(wàn)噸廢鐵銹透龍水鎮(zhèn)第十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)?bào)道：

大足縣龍水鎮(zhèn)號(hào)稱全國(guó)最大的廢舊金屬交易中心，全國(guó)各地的生銹廢鐵源源不斷涌到這里，年交易量達(dá)70多萬(wàn)噸，相關(guān)交易額14億元。

生銹廢鐵在創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也給龍水發(fā)展環(huán)境帶來(lái)巨大難題——老百姓不愿在鎮(zhèn)里購(gòu)房安家，投資者不愿在此投資。

走進(jìn)龍水鎮(zhèn)廢舊金屬交易市場(chǎng)，記者首先感到鐵銹的無(wú)孔不入。各種各樣的銹蝕廢鐵雜亂堆在一個(gè)個(gè)門面前，有的彎曲如麻花，有的像稻草。

地上淌著鐵銹染黃的臟水，空氣中彌漫著濃烈的銹腥味道，經(jīng)營(yíng)者衣服上，也沾滿鐵銹痕跡。

更多的鐵銹沒(méi)有飄在空中，而是侵入到地下。10多名經(jīng)營(yíng)戶因?yàn)閾?dān)心鐵銹污染了自來(lái)水，自己花錢打了井，然后用水泥把井口封死，只留一個(gè)抽水的洞口。但，從這些井里抽上來(lái)的水依然有一股淡淡的腥味。環(huán)保專家為此擔(dān)心，井水重金屬超標(biāo)。第十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日阻礙新技術(shù)的發(fā)展一項(xiàng)新技術(shù)、新產(chǎn)品的產(chǎn)生過(guò)程，往往會(huì)遇到需要克服的腐蝕問(wèn)題，只有解決了這些問(wèn)題，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工業(yè)才得以發(fā)展。比如，不銹鋼的發(fā)明和應(yīng)用大大促進(jìn)了硝酸和合成氨工業(yè)的發(fā)展。第十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日自然資源的巨大消耗地球上只有一層薄薄的外殼儲(chǔ)藏著可用的礦藏，金屬礦的貯量是有限的，腐蝕使金屬變成了無(wú)用的、無(wú)法回收的散碎的氧化物等。

例如，每年花費(fèi)大量資源和能源生產(chǎn)的鋼鐵，有40%左右被腐蝕，而腐蝕后完全變成鐵銹不能再利用的約為10%。按次計(jì)算，我國(guó)每年腐蝕掉的不能回收利用的鋼鐵達(dá)1000多萬(wàn)噸，大致相當(dāng)于寶山鋼鐵廠一年的產(chǎn)量。因而會(huì)加速自然資源的損耗，這是不可逆轉(zhuǎn)的。第十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日腐蝕的定義：材料腐蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)作用而破壞的現(xiàn)象?；蛘撸翰牧细g是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)作用而破壞的現(xiàn)象。第十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日一腐蝕類型1.依據(jù)環(huán)境介質(zhì)劃分（1）自然環(huán)境腐蝕（2）工業(yè)環(huán)境腐蝕兩者還可以根據(jù)具體介質(zhì)特性在細(xì)分，比如，自然環(huán)境腐蝕可分為大氣、土壤、海水腐蝕三種。第二十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日2.依據(jù)受腐蝕材料的類型劃分（1）金屬腐蝕（2）非金屬材料腐蝕3.依據(jù)腐蝕機(jī)理劃分（1）化學(xué)腐蝕（2）電化學(xué)腐蝕(常見(jiàn)的：析氫腐蝕和吸氧腐蝕）第二十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第二十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日1.按腐蝕形態(tài)分類(1)全面腐蝕

腐蝕分布在整個(gè)金屬表面上，可以是均勻的，也可以是不均勻的。如碳鋼在強(qiáng)酸中發(fā)生的腐蝕即屬此例。均勻腐蝕的危害性相對(duì)較小，因?yàn)槿糁懒烁g的速度，即可推知材料的使用壽命，并在設(shè)計(jì)時(shí)將此因素考慮進(jìn)去。第二十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日（2）局部腐蝕(LocalizedCorrosion）腐蝕主要集中在金屬表面某一區(qū)域，而表面的其他部分幾乎未被破壞。常見(jiàn)的幾種局部腐蝕如圖1所示：第二十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日常見(jiàn)的局部腐蝕有幾種：小孔腐蝕，電偶腐蝕，氫脆，應(yīng)力腐蝕破裂晶間腐蝕等，碳鋼在氯離子存在的情況下發(fā)生的點(diǎn)蝕是比較典型的局部腐蝕。第二十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日附：由于腐蝕電位不同，造成同一介質(zhì)中異種金屬接觸處的局部腐蝕，就是電偶腐蝕（galvaniccorrosion），亦稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕。氫脆：在高溫、高壓下分子氫部分分解成原子氫，或者在濕酸性腐蝕環(huán)境中經(jīng)過(guò)電化學(xué)反應(yīng)生成氫原子，這些氫原子滲透到鋼內(nèi)部后，使鋼晶粒間原子結(jié)合力降低，表現(xiàn)為鋼材的延伸率、斷面收縮率降低，強(qiáng)度也發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫氫脆。氫脆也可以算是腐蝕的一種。氫在常溫常壓下不會(huì)對(duì)鋼產(chǎn)生明顯的腐蝕，但當(dāng)溫度超過(guò)300℃和壓力高于30MPa時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氫脆這種腐蝕缺陷，尤其是在高溫條件下。

第二十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日重點(diǎn)金屬腐蝕1、化學(xué)腐蝕

2、電化學(xué)腐蝕（形成原電池）：析氫腐蝕和吸氧腐蝕

一般情況下，金屬的電化學(xué)腐蝕更為普遍第二十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

A、

金屬的化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。

特點(diǎn)：反應(yīng)簡(jiǎn)單、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)。B、電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。第二十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日原電池：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置。即：是利用兩個(gè)電極之間金屬性質(zhì)的不同,產(chǎn)生電勢(shì)差,從而使電子的流動(dòng),產(chǎn)生電流.又稱非蓄電池，是電化電池的一種，其電化反應(yīng)不能逆轉(zhuǎn)，即是只能將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。第二十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日電解質(zhì)與非電解質(zhì)1、電解質(zhì)：定義：溶于水或融化狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物。物質(zhì)種類：酸、堿和大多數(shù)的鹽能否導(dǎo)電：能例如：硫酸、氫氧化鈉、氯化鈉、鹽酸、2、非電解質(zhì)：溶于水或融化狀態(tài)下不能導(dǎo)電的化合物。種類：大多數(shù)有機(jī)化合物。能否導(dǎo)電：不能例如：酒精、蔗糖二氧化碳，氨等。

第三十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖第三十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日4.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正極C(+)2H2O+2e－

=H2↑+2OH－

O2+2H2O+4e=4OH-總反應(yīng):Fe+2H2O==Fe(OH)2+H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系第三十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日原理：形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。1、犧牲陽(yáng)極保護(hù)法二、金屬的電化學(xué)保護(hù)相互關(guān)系：往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕要比化學(xué)腐蝕普遍得多。第三十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日所謂犧牲陽(yáng)極，就是用電位更負(fù)的金屬（如鋅、鐵、鋁等）作為輔助陽(yáng)極，與被保護(hù)的地下管路連接，形成一個(gè)新的腐蝕電池，使原來(lái)存在于管路上的腐蝕電池的電流方向改變。由于管路上原來(lái)的陰極和陽(yáng)極的電位相對(duì)于外加的輔助陽(yáng)極來(lái)說(shuō)更正一些，所以整條管路（或部分管段）變?yōu)殛帢O，輔助陽(yáng)極成為新陽(yáng)極，電流從新陽(yáng)極流出，經(jīng)土壤流入地下管路，再經(jīng)導(dǎo)線流向輔助陽(yáng)極，這樣，后者代替了管路受腐蝕，因此，稱其為犧牲陽(yáng)極。第三十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法示意圖第三十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第三十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日犧牲陽(yáng)極保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)1）構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工、管理簡(jiǎn)單方便，保護(hù)作用可靠。2）不需要外加電源。3）對(duì)管路附近未受到保護(hù)的地下金屬構(gòu)筑物的影響小。

犧牲陽(yáng)極保護(hù)的缺點(diǎn)1）保護(hù)距離短，由于電位差的限制，最大保護(hù)距離只有幾公里，當(dāng)土壤電阻率較高時(shí)，保護(hù)距離更短。2）陽(yáng)極消耗量大，有色金屬消耗大。因此，犧牲陽(yáng)極保護(hù)使用于管路附近沒(méi)有電源、土壤腐蝕性強(qiáng)、電阻率低、不變維護(hù)管理、要求保護(hù)作用必須十分可靠及附近地下金屬構(gòu)筑物很多的個(gè)別地段。

第三十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日2、外加電流法

將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。即：將被保護(hù)金屬作為電解池的陰極，另一導(dǎo)電物質(zhì)作為陽(yáng)極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。第三十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第三十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日管路的外加電流陰極保護(hù)就是在金屬管路上通以電流，使之陰極化，電位向負(fù)移。這樣，在管路上的原腐蝕電池的陰極和陽(yáng)極之間的電位差就逐漸減小，腐蝕速度下降。如果把金屬管路極化到與原腐蝕電池的初始電位相等，則管路就得到了完全保護(hù)。第四十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日外加電流陰極保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)

能供給較大的保護(hù)電流，保護(hù)距離長(zhǎng)，保護(hù)的電壓和電流可以大幅度調(diào)節(jié)，適用范圍廣。對(duì)于苛求的腐蝕條件、高電阻率的土壤環(huán)境、較大管徑的管道等，均可先用外加電流進(jìn)行防腐。外加電流陰極保護(hù)的缺點(diǎn)

1）需要外加電源。

2）建設(shè)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用比較高。

3）對(duì)鄰近的地下金屬構(gòu)筑物有干擾。第四十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

在化學(xué)、電化學(xué)腐蝕中，根據(jù)介質(zhì)的不同可分為：1氣體腐蝕2非電解液中腐蝕3大氣腐蝕4土壤腐蝕5電解液中腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

在上述五種介質(zhì)中，還會(huì)有其它因素影響到腐蝕的發(fā)生，形成如下五種其他因素作用下的腐蝕類型：第四十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

在氣體、液體、土壤等五種介質(zhì)中，在外部電流、應(yīng)力、生物作用等因素影響下的腐蝕：6外部電流腐蝕7接觸腐蝕8應(yīng)力腐蝕9摩擦腐蝕10生物腐蝕第四十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日一、管網(wǎng)的腐蝕機(jī)理：在油氣田的開發(fā)生產(chǎn)中，地面集輸系統(tǒng)及各種工藝設(shè)備都會(huì)遭受嚴(yán)重的腐蝕，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，中原油田在1993年做過(guò)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)系統(tǒng)的平均腐蝕速率高達(dá)1.5-3mm/a，點(diǎn)蝕速率高達(dá)5-15mm/a。生產(chǎn)系統(tǒng)、管線、容器腐蝕穿孔8345次，更換管道590多公里，直接經(jīng)濟(jì)損失7000多萬(wàn)元，間接經(jīng)濟(jì)損失近2億元。就天然氣集輸管網(wǎng)而言，主要是因?yàn)榉栏瘜拥钠茡p、老化失效等原因造成管道與腐蝕介質(zhì)接觸，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生腐蝕第二部分：集輸管網(wǎng)的腐蝕與陰極保護(hù)第四十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第四十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日腐蝕過(guò)程：主要是以析氫反應(yīng)和吸氧反應(yīng)為主

2H++2e→H2↑O2+2H2O+4e→4OH-Fe–3e→Fe3+第四十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日一、管道防腐方法1.1外壁腐蝕方法及材料：（1）選用耐腐蝕材料制管（抗腐蝕鋼材）（2）金屬防腐層（鍍鋅、噴鋁）（3）涂層{油漆、有機(jī)化合物（瀝青、塑料、樹脂等）、無(wú)機(jī)化合物（水泥、石棉、法瑯等）（4）改善環(huán)境（埋地改成架空）（5）電法保護(hù){陰極保護(hù)（外加電流、犧牲陽(yáng)極）電蝕防止法（排流保護(hù)等）第四十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日1.2外壁腐蝕方法：A、防腐絕緣層：將防腐涂料均勻致密地涂在除了銹的金屬管道表面，使其與各種腐蝕介質(zhì)隔絕，切斷電化學(xué)腐蝕電路，從而達(dá)到防腐的目的。常用的十大材料：瀝青、煤焦油瓷漆、聚乙烯、環(huán)氧樹脂、焦油環(huán)氧、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和丁基橡膠。第四十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日B、防腐蝕涂層用無(wú)機(jī)或有機(jī)膠體混合物溶液或粉末，通過(guò)涂敷或其他方法覆蓋在設(shè)備及管線的表面，經(jīng)過(guò)固化，在設(shè)備及管線表面形成一層保護(hù)薄膜，使金屬設(shè)備及管線表面免受外界環(huán)境的腐蝕。一般選用紅丹防繡底漆、磷化底漆、面漆用磁漆調(diào)和漆等C、陰極保護(hù)（犧牲陽(yáng)極和外加電流）第四十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日2、內(nèi)壁腐蝕方法及材料：（1）選用耐腐蝕材料制管（塑料襯里等）（2）涂層（塑料、樹脂等）（3）緩蝕劑（4）脫出介質(zhì)中的有害物2.2內(nèi)壁防腐方法：A、內(nèi)涂層防腐（材料：聚乙烯、環(huán)氧樹脂、燒結(jié)酚醛、燒結(jié)聚乙烯、環(huán)氧酚醛）B、緩蝕劑防腐C、脫出輸送介質(zhì)中的有害物。第五十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

二、金屬的保護(hù)方法常用的防止金屬腐蝕的方法有：

1、正確的選擇金屬材料。

如大氣腐蝕嚴(yán)重的地區(qū)選擇低合金鋼，酸性環(huán)境嚴(yán)重地區(qū)選擇經(jīng)過(guò)特殊處理的碳素鋼、低合金鋼，奧氏體不銹鋼等

2、合理的使用覆蓋層：如對(duì)管道進(jìn)行瀝青防腐，工藝設(shè)備涂刷防腐涂料、設(shè)備進(jìn)行內(nèi)襯處理、采用三層PE防腐等。

3、對(duì)腐蝕介質(zhì)進(jìn)行處理：

脫除水中的氧氣、天然氣的脫硫裝置等

4、添加緩蝕劑：如現(xiàn)在我們廠使用的氣井環(huán)蝕劑

5、陰極保護(hù)：

可分為犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)，或外加電流陰極保護(hù)第五十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日三、陰極保護(hù)

陰極保護(hù)是目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的經(jīng)濟(jì)有效的防腐蝕措施。分為牲陽(yáng)極陰極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù),在研究和實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩中電位不同的金屬連接在一起的時(shí)候，放置于同種介質(zhì)中，電位較低的金屬發(fā)生的腐蝕速度加快，而電位較高的金屬得到了保護(hù)。在鋼制管道或設(shè)備上常用的犧牲陽(yáng)極有：鎂陽(yáng)極、鋁陽(yáng)極、鋅陽(yáng)極等。由于犧牲陽(yáng)極在反應(yīng)中逐漸被消耗，金屬離子不斷的溶解在周圍的介質(zhì)中，當(dāng)在土壤中使用時(shí)必須有降低阻抗的填料包。并按照設(shè)計(jì)壽命對(duì)犧牲陽(yáng)極進(jìn)行更換。第五十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日陰極保護(hù)的原理：向被保護(hù)的金屬通入陰極電流，消除金屬因成分不同造成的電位差，使腐蝕電流降為零，從而保護(hù)金屬免遭電化學(xué)腐蝕第五十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第五十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：施工成本低，日常維護(hù)方便，對(duì)保護(hù)范圍內(nèi)的管道或容器能起到較好的保護(hù)作用。缺點(diǎn)是：犧牲陽(yáng)極的保護(hù)范圍比較小，不適合長(zhǎng)距離管道的保護(hù)。犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)提供的電流比較少，不需要外加電源，適合管道比較集中，管道距離不長(zhǎng)的區(qū)域，如我廠的集氣站、配氣站。我廠對(duì)柳屯配氣站的管網(wǎng)進(jìn)行了犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)，全站共埋設(shè)犧牲陽(yáng)極67塊，埋設(shè)電位測(cè)試樁18個(gè)，通過(guò)測(cè)量各處的保護(hù)電位都在之間，取得了比較理想的保護(hù)效果。建議在各集配氣站對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行陰極保護(hù)，減緩由于防腐層破損、失效等因素帶來(lái)的管道腐蝕。第五十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日外加電流陰極保護(hù)保護(hù)原理圖第五十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

外加電流陰極保護(hù)：采用對(duì)保護(hù)部分施加電流，使金屬表面帶有富裕的電子，在反應(yīng)過(guò)程中，被保護(hù)部分不失去電子，從而得到保護(hù)優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行成本低，系統(tǒng)可使用時(shí)間長(zhǎng)。比較適合于長(zhǎng)距離管線的防腐。缺點(diǎn)：一次性投入比較大。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和研究，鋼制埋地管道的自然電位在之間，在鋼制埋地管道上外加300mv的保護(hù)電位就可以達(dá)到理想的保護(hù)效果，即外加電流后，管道的對(duì)地電位達(dá)到，就有比較好的保護(hù)效果。第五十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第五十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第二部分：集輸管網(wǎng)的日常管理與維護(hù)加強(qiáng)施工監(jiān)督，確保施工質(zhì)量。增強(qiáng)管道保護(hù)，杜絕二次破壞。強(qiáng)化日常管理，排除事故隱患。選用合理工藝，從源頭防止腐蝕發(fā)生。第五十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日加強(qiáng)施工監(jiān)督，確保施工質(zhì)量。施工監(jiān)督是確保工程質(zhì)量的一項(xiàng)重要手段，只有做好現(xiàn)場(chǎng)施工的監(jiān)督工作，才能確保工程的整體質(zhì)量。在多次對(duì)管道維修的現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)看，在管道的接頭處、管道下部的吊裝處（鋼絲繩勒過(guò)的痕跡）和管道在施工時(shí)的人為破壞處容易發(fā)生防腐層破損（如挖坑的民工在管道上磕鍬留下的痕跡，運(yùn)輸過(guò)程中的碰傷等），進(jìn)而引起管道的腐蝕。接頭處的防腐層是現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)完成的，在施工時(shí)，表面除銹的工序在不加以嚴(yán)格管理的情況下往往達(dá)不到要求，如果表面除銹不干凈，該處在三年內(nèi)的反銹率能達(dá)到60%以上，能使防腐層與管道剝離，起不到防腐作用。第六十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第六十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

再如在維修作業(yè)時(shí)，新防腐層與原防腐層的搭接處，瀝青防腐要求搭接處施工時(shí)要將原防腐層鏟出一個(gè)寬5厘米的斜坡，并用噴燈將周圍的瀝青加熱融化后才能進(jìn)行防腐層搭接，如果不對(duì)原防腐層瀝青進(jìn)行加熱至融化，新鋪的瀝青與原瀝青沾不到一起，等冷卻后，就會(huì)出現(xiàn)一道裂縫，還是避免不了今后的腐蝕。大家可能都有這種經(jīng)驗(yàn)：一個(gè)地方防腐層壞了，修補(bǔ)后沒(méi)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間還壞，壞了再補(bǔ)，補(bǔ)了還壞，實(shí)際上就是當(dāng)時(shí)施工時(shí)沒(méi)有把握好質(zhì)量關(guān)。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)督，這些情況是完全可以避免的。第六十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

在中開線大修工程中發(fā)現(xiàn)，外層包敷聚氯乙烯工業(yè)膜的瀝青管道能比較有效的防止土壤中的水分的侵蝕，增加防腐層的有效使用壽命，建議今后管道建設(shè)中采用。第六十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

增強(qiáng)管道保護(hù)，杜絕二次破壞。二次破壞可以分兩中情況：一是，附近建設(shè)施工對(duì)管道防腐層的破壞。二是，由于在管道上耕作或種植深根莖植物對(duì)管道產(chǎn)生的破壞。第六十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

如去年濮柳干返630管線在金堤河跨越處東側(cè)出現(xiàn)較嚴(yán)重腐蝕，管線開挖15米，可見(jiàn)腐蝕點(diǎn)17處，較均勻分布，其中有3處因?yàn)楦g已經(jīng)泄露。腐蝕部位集中在管道北側(cè)中間部位與529管線臨近處，與529管道相距僅27cm。管道上方和南側(cè)基本無(wú)腐蝕情況，對(duì)防腐層進(jìn)行檢測(cè)，防腐層瀝青良好，有較好的粘結(jié)力和柔韌度，將表層瀝青剝離，在管道上附著有底漆，滿足防腐要求。腐蝕點(diǎn)附近的防腐層出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的老化現(xiàn)象，防腐層容易剝離，瀝青呈脆、硬狀。絕大面積防腐層能耐16000V電火花檢測(cè)無(wú)泄露。對(duì)17處腐蝕點(diǎn)嚴(yán)重處進(jìn)行厚度檢測(cè)，原管道厚度為8mm。嚴(yán)重處腐蝕坑剩余厚度僅為2mm、4mm、1mm和5mm。第六十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日由腐蝕的現(xiàn)場(chǎng)情況判斷，基本屬于二次施工破壞。原因如下：1、630管道的上方和南側(cè)的防腐層完好，排除由于地下腐蝕環(huán)境惡劣對(duì)防腐層的破壞原因。2、對(duì)防腐層良好處的瀝青剝離，管道的金屬集體無(wú)腐蝕現(xiàn)象，清除地漆后有明顯的金屬光澤，排除管道本身和防腐層質(zhì)量因素的影響。3、腐蝕坑集中在與529管道臨近的北側(cè)，與529管道相距僅27cm，而529管道防腐層較好，可以判斷630管道為先建管道，529為后建管道。在開挖529管道的管溝時(shí)，對(duì)當(dāng)時(shí)臨近的630管道的防腐層產(chǎn)生了破壞，在管溝回填時(shí)沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)。4、由北側(cè)的腐蝕坑呈均勻狀分布，間距1米左右?？梢酝茢喈?dāng)時(shí)施工時(shí)管溝的開挖工具為挖土機(jī)，在管道開挖過(guò)程中對(duì)630管道的防腐層進(jìn)行了破壞，經(jīng)過(guò)了十多年的自然腐蝕，產(chǎn)生了現(xiàn)在的狀況。建議新建管道與已建管道的地下埋深距離應(yīng)保持1米以上。

第六十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

深根莖的植物對(duì)管道防腐層的破壞是嚴(yán)重的，在中開線大修過(guò)程中段寨下沉段經(jīng)過(guò)一個(gè)水坑，里面長(zhǎng)滿蘆葦，開挖后發(fā)現(xiàn)管道的防腐層內(nèi)以近布滿了蘆葦根，部分防腐層剝離，根本起不到防腐效果。第六十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第六十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

強(qiáng)化日常管理，排除事故隱患。我廠對(duì)管道的普查、維修每年都有計(jì)劃，對(duì)管道的普查是從2月上旬開始實(shí)施，4月上旬結(jié)束。利用兩個(gè)月時(shí)間檢測(cè)維修全廠三分之一的管線，每年都利用這個(gè)時(shí)間檢測(cè)維修管線（這個(gè)時(shí)間雨水少、水位低、質(zhì)量有保證，維修隊(duì)伍這個(gè)時(shí)間工作量少），三年全廠輸氣管線檢測(cè)維修一遍。應(yīng)該嚴(yán)格的按照計(jì)劃的要求進(jìn)行實(shí)施，發(fā)現(xiàn)管線拱起，防腐層破損等運(yùn)行隱患應(yīng)該及時(shí)的排除，可以有效的防止由于管線埋深淺，農(nóng)民耕作對(duì)管道防腐層的破壞，和由于防腐層破損引起的管道腐蝕進(jìn)而發(fā)生穿孔的現(xiàn)象。第六十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

選用合理工藝，從源頭防止腐蝕發(fā)生。一是選用合理的現(xiàn)場(chǎng)維修工藝。如在管道防腐層大段破損修復(fù)過(guò)程中，不宜采用瀝青修補(bǔ)，宜采用冷纏膠帶進(jìn)行防腐。原因是：瀝青在現(xiàn)場(chǎng)防腐時(shí)溫度比較高，能達(dá)到230度以上，容易產(chǎn)生人員燙傷事故。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)防腐的瀝青是流體，在纏繞瀝青玻璃絲布后，瀝青會(huì)順著玻璃絲布下淌，產(chǎn)生上薄下厚的缺陷，嚴(yán)重時(shí)管道下部的瀝青在固化前由于重力下墜，使防腐層與管道剝離，不能保證施工質(zhì)量。利用冷纏膠帶雖然成本高，但是施工方便，人工纏繞比較均勻，能保證施工質(zhì)量。

建議在今后的現(xiàn)場(chǎng)防腐修補(bǔ)施工中采用冷纏膠帶。第七十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第七十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

二是選擇合適的施工材料。中開線全線為φ377瀝青防腐管道，近年來(lái)在中開站南100米處管線由于腐蝕，多次穿孔，雖經(jīng)焊補(bǔ)、防腐處理，但每年都會(huì)有新的腐蝕出現(xiàn)，不能解決根本問(wèn)題，腐蝕呈局部點(diǎn)蝕坑狀，為較典型的氯離子腐蝕，在管線南側(cè)15米左右有一口注水井，在注水施工過(guò)程中，高氯離子鹽水滲入土壤，使土壤中氯離子增高，氯離子具有較高的滲透性，瀝青防腐層結(jié)構(gòu)較松散，抗?jié)B透能力較低，氯離子滲透入防腐層后使瀝青層失效，從而對(duì)管道基體進(jìn)行了腐蝕。因此應(yīng)采用結(jié)構(gòu)致密，抗?jié)B能力強(qiáng)的防腐層進(jìn)行防腐。如玻璃鋼防腐，它在油田酸堿儲(chǔ)罐的內(nèi)防腐上有很成功的應(yīng)用，結(jié)構(gòu)致密，有很強(qiáng)的抗?jié)B透性，同時(shí)玻璃鋼有較強(qiáng)的抗酸堿和氯離子腐蝕的能力。建議對(duì)該段管線的防腐層進(jìn)行更換

第七十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第七十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第三部分：氣井油管腐蝕機(jī)理與預(yù)防措施

一、氣井中的電化學(xué)腐蝕在氣井中主要是存在電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕的基礎(chǔ)是電子轉(zhuǎn)移，即由內(nèi)部的離子交換引起的，實(shí)質(zhì)上是形成了像電池一樣的導(dǎo)電系統(tǒng)，在天然氣采集系統(tǒng)中，干燥的CO2或H2S在理論上是不腐蝕的，但是它們?nèi)芙馀c氣井產(chǎn)出液后生成微酸，電離出H+，與金屬表面發(fā)生腐蝕。反應(yīng)機(jī)理如下：

CO2溶與水：CO2+H2O→H2CO3

碳酸電離：H2CO3→2H++CO32-

在陽(yáng)極：Fe-2e→Fe2+

在陰極：2H++2e→H2

腐蝕產(chǎn)物：Fe2++CO32-→FeCO3

特別是當(dāng)CO2的分壓達(dá)到0.1Mpa時(shí)，碳鋼的坑蝕比較嚴(yán)重，而且CO2在溫度60~70度之間腐蝕最為嚴(yán)重，是常溫下的10倍以上。按照溫度梯度計(jì)算，在地下2000米左右溫度達(dá)到60~70度之間，因此該段的油管遭受腐蝕比較嚴(yán)重。第七十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日H2S氣體溶于水可以產(chǎn)生腐蝕，對(duì)高溫的油套管易產(chǎn)生氫脆，其反應(yīng)機(jī)理如下：

H2S→2H++S2-

在陽(yáng)極：Fe-2e→Fe2+

在陰極：2H++2e→H2Fe與H2S的總腐蝕過(guò)程為：

xFe+yH2S→FexSy+yH2H2S對(duì)鋼材腐蝕理論研究比較多，目前普遍認(rèn)為H2S在水溶液中發(fā)生電離生成H+，由于HS-、S2-以及FeS的存在加速了H+放氫，并加速H+吸附在金屬表面續(xù)而進(jìn)入金屬晶格內(nèi)，遇到金屬內(nèi)的雜質(zhì)，晶間空隙或者缺陷時(shí)，原子氫在這些部位積聚，結(jié)合成分子氫，體積增大許多倍，在金屬內(nèi)部產(chǎn)生極大的應(yīng)力，致使強(qiáng)度高或者硬度大的鋼材產(chǎn)生晶格變形，使鋼材變脆產(chǎn)生微裂紋，即產(chǎn)生氫脆。第七十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

溶解氧引起的腐蝕：在氣井腐蝕的過(guò)程中，腐蝕最突出的另一個(gè)因素是溶于水中的氧氣，氧具有很強(qiáng)的腐蝕性，即使是濃度很低，也可以引起嚴(yán)重的腐蝕，由于水會(huì)發(fā)生下列電離。

H2O→H++OH-

此時(shí)，如果鋼鐵表面的電位不同，H+就向著帶有負(fù)電荷的鐵移動(dòng)，在表面與電子結(jié)合，形成氫膜

H++e→H

另一方面，溶于水中的Fe2+與水中剩下來(lái)的OH-結(jié)合，生成氫氧化亞鐵：

Fe2++2OH-→Fe（OH）2第七十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

當(dāng)在鐵的表面上形成氫膜時(shí)，就象電鍍層似的能阻止鐵進(jìn)一步離子化，而水中生成的氫氧化亞鐵是堿性的，這樣在鐵的周圍穩(wěn)定下來(lái)，控制住了鐵的繼續(xù)離子化。但是如果氧繼續(xù)存在，這層氫膜就與氧結(jié)合，還原成水。這樣鐵的表面又暴露在水中，鐵的離子化又重新開始。同時(shí)一部分溶解氧與Fe（OH）2結(jié)合，生成較疏松的氫氧化亞鐵沉淀，使堿性消失，鐵再次處于易溶解狀態(tài)。溶解氧除了腐蝕作用外，還對(duì)其它的腐蝕因素的腐蝕作用有推波助瀾的作用，例如，在含氧和無(wú)氧的情況下，含二氧化碳的水對(duì)鋼鐵的腐蝕程度就有很大的區(qū)別。

第七十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日二、沖刷腐蝕，在油管接頭處氣體產(chǎn)生渦流。流體在流動(dòng)時(shí)對(duì)直管道的沖刷腐蝕不是很嚴(yán)重，主要作用在管道的拐彎處或變徑處，它的主要危害是將因電化學(xué)腐蝕而產(chǎn)生的比較疏松的薄膜剝離并帶走，原本微堿性的腐蝕產(chǎn)物覆蓋在金屬表面，有阻礙進(jìn)一步發(fā)生腐蝕的效果，被流動(dòng)的氣