管线腐蚀原因及处理

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污水处理场管线腐蚀原因分析及对策

污水处理场管线腐蚀原因分析及对策

佛山中油高富石油有限公司
效应,使腐蚀得以继续进行。大气中的SO2、SO3和 CO2溶于雨水或潮湿的空气中生成硫酸和碳酸,附 着在动设备、金属框架表面。由于酸液的作用,使 涂层腐蚀遭到破坏。涂层如果是低分子量聚合物, 则气孔率较大,水分子比较容易通过涂层表面到达 涂层与基体之间的界面,使涂层的结合强度下降, 进而使涂层剥离或鼓包。涂层下的金属腐蚀是由电 化学作用引起的。在阴极,氧有去极化的作用,反 应如下:02+H2+2e=20H一;因此,涂层下泡内溶液 呈碱性,也叫碱性泡,这时阴极部位的pH值可高达 13以上。界面一旦形成高碱性状态,
1、污水水质特性与温度、压力 污水处理场处理介质是生产系统产生的污水,其中 含有较多的硫化物和氯离子等腐蚀杂质,工作温度 为常温或稍高于常温,工作温度一般≤35℃,压力 一般为常压,最高压力≤0.6Mpa,因此选材主要考 虑耐腐蚀为主,压力等级在取1.0Mpa即可。
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漏点
漏点
一号集泥池排泥管
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漏点
漏点
漏点
一级气浮入口管
中间水池水管
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2、广东酸雨较多,西江水位较高,公司地下管道 有相当一大部分浸泡在非常潮湿的土壤中。土质 一般呈中性或碱性。金属在土壤的腐蚀与电解液 中腐蚀本质是一样的。大多数的金属在土壤中的 腐蚀属于氧去极化腐蚀。
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① 阳极过程 阳极过程:碳钢进行溶解并放出电子 nH20+Fe=Fe2++nH20+2e 铁离子与氢氧根离子进一步生成氢氧化亚铁 Fe2++20H-=Fe(OH)2 氢氧化亚铁在氧和水的作用下,生成氢氧化铁。 2Fe(OH)2+1/202+H20=2Fe(OH)3 氢氧化铁的溶解度很小,但比较疏松地覆盖在钢 铁表面,使上述过程可以继续进行。

油田地面管线腐蚀穿孔原因分析与处理方法

油田地面管线腐蚀穿孔原因分析与处理方法

油田地面管线腐蚀穿孔原因分析与处理方法摘要:由于我国石油产业的迅速发展,地下油气管道已被越来越多地用于贮存运输。

但是,由于长期的服役以及外部环境的腐蚀,导致了地下管道存在着许多问题,在这些情况下,管道的腐蚀、穿孔尤为严重。

这些现象不但会给油田的正常开采带来很大的影响,也会给周围的环境带来很大的负面影响。

为此,从腐蚀、穿孔等角度,对管道故障产生的原因进行了分析,并提出了切实可行的解决方案。

关键词:油田地面管线;腐蚀穿孔原因分析;处理方法引言腐蚀是一种物质由于受到环境的影响而引起的破坏。

对于石油工程来说,管线腐蚀是一个由来已久的问题,会影响到其的正常运行,如果对机电安装项目的管理与控制工作不重视,这将导致巨大的资源浪费,带来巨大的经济损失。

在油田生产中,如何降低地表管道的穿孔腐蚀是一个十分重要的课题。

在实际操作中,为了有效地降低腐蚀时间,必须增强对这一问题成因的认识,并据此制订出相应的预防措施,因此,应加强对引起地下管线腐蚀的主控因素的把握,研究出降低地下管线腐蚀的对策,以提高油田的经济效益。

一、油田地面管线穿孔腐蚀类型(一)电化学腐蚀这种腐蚀现象多发生在地面管道中,具有腐蚀性,由此造成的管线腐蚀,在油田开采过程中,会产生大量的废水,每天的废水量很大,占到了油田中的85%,因此,油田废水是管道中共同的组成成分。

而且,污水的成分比较复杂,里面包含了很多的化学物质和溶解性气体,此外,还会出现具有强烈腐蚀性的硫化物,从而加剧了输油管线的内部腐蚀问题。

(二)微生物腐蚀油井中的氯离子含量很高,特别是在靠近海洋的近海油田,使土壤含盐量很高,含盐量很高,主要是氯化物,将会造成地面管道的腐蚀状况。

在一些油气田中,管道电阻率很低,在海岸附近的油气田中,每一套电阻率仅为25欧姆,可以看出,相对于一些陆上油田,由于土壤具有极强的腐蚀性,所以这种管道在土壤中会受到更大的腐蚀。

(三)流体冲刷腐蚀石油管线中的污水具有高流速,且含有从油田开采出来的流体,流体具有盐分难溶性、含大量泥沙等特点,在输送过程中会对管线产生一定的破坏。

管线腐蚀原因及处理之欧阳体创编

管线腐蚀原因及处理之欧阳体创编

一、金属腐蚀原理(一)金属的腐蚀;金属的腐蚀是指金属在周围介质作用下,由于化学变化、电化学变化或物理溶解作用而产生的破坏。

(二)金属腐蚀的分类1.据金属被破坏的基本特征分类根据金属被破坏的基本特征可把腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类:(1)全面腐蚀:腐蚀分布在整个金属表面上,可以是均匀的,也可以是不均匀的。

如碳钢在强酸中发生的腐蚀即属此例。

均匀腐蚀的危险性相对较小,因为若知道了腐蚀的速度,即可推知材料的使用寿命,并在设计时将此因素考虑在内。

(2)局部腐蚀:腐蚀主要集中在金属表面某一区域,而表面的其他部分几乎未被破坏。

例如点蚀、孔蚀、垢下腐蚀等。

垢下腐蚀形成的垢下沟槽、块状的腐蚀,个易被发现,往往是在清垢后或腐蚀穿孔后才知道。

局部腐蚀的危害性极大,管线、容器在使用较短的时间内造成腐蚀穿孔,致使原油泄漏,影响油田正常生产。

2.据腐蚀环境分类按照腐蚀环境分类,可分为化学介质腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀。

这种分类方法有助于按金属材料所处的环境去认识腐蚀。

3.据腐蚀过程的特点分类按照腐蚀过程的特点分类,金属的腐蚀也可按化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀3 种机理分类。

(1)金属的化学腐蚀:金属的化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。

在化学腐蚀过程中,电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的,因而没有电流产生。

但单纯化学腐蚀的例子是很少见的。

很多金属与空气中的氧作用,在金属表面形成一层氧化物薄膜。

表面膜的性质(如完整性、可塑性、与金属的附着力等)对于化学腐蚀速率有直接影响。

它作为保护层而具有保护作用,首先必须是紧密的、完整的。

以金属在空气中被氧化为例,只有当生成的氧化物膜把金属表面全部遮盖,即氧化物的体积大于所消耗的金属的体积时,才能保护金属不至于进一步被氧化。

否则,氧化膜就不能够盖没整个金属表面,就会成为多孔疏松的膜。

(2)金属的电化学腐蚀:金属与电解质溶液作用所发生的腐蚀,是由于金属表面发生原电池作用而引起的,这一类腐蚀叫做电化学腐蚀。

管线外防腐层破损原因及修复技术

管线外防腐层破损原因及修复技术

管线外防腐层破损原因及修复技术管线外防腐层是保护管道的重要层,它能够防止管道受到腐蚀、磨损和机械损害,延长管道的使用寿命。

管线外防腐层破损却是一个常见的问题,因为管道运行环境复杂多变,破损原因多种多样。

为了保障管道的正常运行和安全,及时修复管线外防腐层就显得十分重要。

本文将分析管线外防腐层破损的原因,并介绍一些修复技术。

一、管线外防腐层破损原因1. 腐蚀腐蚀是管线外防腐层破损的主要原因之一。

管道长期处于恶劣环境中,比如潮湿、盐碱地带、酸碱环境等,容易受到腐蚀。

腐蚀不仅会损坏防腐层,也会损害管道本身的材质,导致管道渗漏、爆裂等问题。

2. 磨损管道在运行过程中会受到外界环境的影响,比如砂石的冲刷、机械设备的碰撞等,会导致管道防腐层的磨损。

磨损严重的管道会逐渐失去防腐作用,从而加速管道的老化损坏。

3. 温度变化管道在运行过程中,由于介质温度的变化,管道表面的温度也会发生变化,频繁的温度变化会导致管道外防腐层出现龟裂、剥落等现象。

4. 裂纹管道在运行中可能会出现裂纹,裂纹会导致管道外防腐层的损坏,进而影响管道的使用寿命和安全性。

5. 不良施工管道外防腐层在施工过程中,如果材料质量不过关、施工工艺不合理等原因,会导致管道外防腐层破损。

不良施工会直接影响到管道的使用寿命和安全性。

1. 补漆修复法补漆修复法是一种简单有效的修复技术,适用于管道外防腐层小面积损坏的情况。

首先需要将损坏部分的防腐漆清理干净,然后使用专用的防腐漆进行补漆修复。

这种修复技术操作简单,成本低廉,但只适用于小范围的修复。

2. 缠绕修复法缠绕修复法是指将聚酯带或玻璃钢带缠绕在损坏部分的管道上,然后涂上特制的环氧树脂胶水进行固化。

这种修复技术可以有效修复管道的防腐层破损,且具有耐腐蚀、耐磨损的特性,适用于各种管道的修复。

3. 喷涂修复法喷涂修复法是一种自动化程度高的修复技术,使用专用的设备将防腐涂料喷涂在管道表面,形成均匀的防腐层。

这种修复技术适用于管道大面积的防腐层修复,能够保证管道的防腐效果和美观度。

管线外防腐层破损原因及修复技术

管线外防腐层破损原因及修复技术

管线外防腐层破损原因及修复技术
管线的外防腐层是为了保护管道,延长其使用寿命而设置的一层防护层。

在使用过程中,外防腐层有可能出现破损,导致管道受到腐蚀,进而影响管道的正常运行。

本文将介绍管线外防腐层破损的原因以及修复技术。

管线外防腐层破损的原因主要有以下几点:
1.机械损伤:在施工、运输和安装过程中,管道可能会受到外力的作用,导致外防腐层破损。

管道被重物碰撞、划伤等。

2.化学腐蚀:一些腐蚀性物质如果和管道表面接触,会导致外防腐层破损。

化学品泄漏、腐蚀性土壤等都会对外防腐层产生损害。

3.电化学腐蚀:当管道与其他金属物或电解质接触时,会产生电化学反应,从而导致电流流过管道,引起外防腐层的破损。

针对不同的破损情况,可以采取不同的修复技术。

下面将介绍几种常见的修复技术:
1.喷涂修复技术:对于较小的破损区域,可以采用喷涂修复技术。

对破损区域进行清理和打磨,然后使用特殊的喷涂设备将修复剂喷涂在破损区域上。

修复剂可以填充破损处的孔洞,形成一层保护层。

3.环氧灌注修复技术:对于管道内壁的腐蚀和破损,可以采用环氧灌注修复技术。

通过清理和打磨管道内壁,去除腐蚀和破损的部分。

然后,将环氧树脂灌注至管道内壁,形成一层坚固的修复层。

4.局部更换修复技术:对于严重破损的管道,可能需要进行局部更换修复。

这种修复方式需要先将破损的部分切除,并通过焊接或其他连接方式将新的管道连接起来。

管线外防腐层破损会对管道的运行安全和寿命产生不利影响,因此及时发现和修复破损的部位是非常重要的。

通过采用适当的修复技术,可以保护管道不受腐蚀,延长其使用寿命。

输气管线腐蚀原因分析及处理措施

输气管线腐蚀原因分析及处理措施
关键词 : 输 气; 管线 ; 腐蚀 ; 储 运
腐蚀 不仅影 响到油 气储存 系统 安全 , 还是 其使 用寿命长短 的重要影 响 因素。钢 质储罐遭 受内 、 外环境 介质的 腐蚀 。内腐 蚀是 由储 存油 、 气、 水等介 质 、 罐 内积 水及罐 内空 间部 分带来水 汽凝结现象, 水汽作用下易产生腐蚀。储罐腐蚀会带来环境污 染问题, 造成产品的损失, 将带来很高的维修费用、 土壤净化费 用和 巨大的环 保处罚 。据美 国国家输 送安全 局统计 , 美国 4 5 % 管道损坏是 由外壁腐蚀引起的。我国的地下油气管道投产 l 一 2 a 后 即发生腐蚀穿 孔的情况 已屡见不鲜 】 。
输气管线腐蚀原因分析及处理措施
孟祥吉( 中石油 山东天然气管道有限公司, 山东 淄博 2 5 5 2 0 0 )
摘要 : 腐蚀 是影 响管道 系统可 靠性 及其使 用寿命 的关键 因 的 管道沿线 , 在数 十年 的运 行 中 , 防 腐层总是难 免有破 损 , 失效 素。 管线腐 蚀会 造成 穿孔 , 导致 管道 内油 、 气、 水等 泄露 问题 。 处 。对 管线外 防腐 层 的基本要 求是 : 能很 好地 与金 属粘结 ; 通 造成重 大经济损 失 , 同时, 也会 给事后 维修 工作 带来 困难 。 造 成 电性 能好 ; 具 有防水性 , 化学 结构较 为稳定 ; 具有 良好的耐 土壤 维修 材料 、 人 员等成 本投入 的加 大, 严重 的可能 引发 火灾 。 影 响 性 ; 有 充足的韧性 和机械 强度 ; 耐 阴级 剥离性 能好 , 能有效地 抗 到社 会安 全 。本 文结合输 气管道 中管壁 的腐蚀机理 问题 , 对 防 击微生 物以防腐蚀 , 且破损后 易于修复 , 维修成本低廉嘲 。 腐的 处理 措施进行 了初 步探 讨 , 以便 为我 国天然 气事业的发展 做 好 外防 护层 是油 气 田所 有埋 地金 属 管道施 工 的关键 所 奠定 了一 定的理论基础 。 在, 外 防腐层 一般分为 普通级和加 强级 , 根据 工程需要 , 有些防

油田埋地管线腐蚀穿孔原因与预防措施

油田埋地管线腐蚀穿孔原因与预防措施

油田埋地管线腐蚀穿孔原因与预防措施摘要在油田生产过程中,我们的井、站、间的各种管线经常会遇到管线穿孔的问题,穿孔不仅造成浪费并污染环境,而且也造成明显的经济损失,通过分析发现管线穿孔的主要原因是防腐层老化、应力破坏、吸潮起泡、阴极剥离和防腐层施工质量及性能差,以及在其它施工过程中开工破土,管线受到外力拉伸,造成管线变形、断裂、防腐层破裂,脱壳失了去保护作用,降低了管线的使用寿命。

主题词管线腐蚀防腐层穿孔因素集输管线是油田的命脉,安全无泄漏是我们不懈的追求,为了减少管线的腐蚀穿孔,防腐层作为管线的绝缘屏障,将被保护体与腐蚀环境隔离,从而达到抑制管线腐蚀的目的,确保管线长期安全运行。

1、管线防腐层失效的因素:1.1管线防腐层老化,失去保护作用。

油水井管线的防腐层长期处于潮湿的环境中,其大分子降解时发生水解反应,高分子材料在较高的温度下易断链,使其粘结性越来越差,防腐层的粘接力和粘接强度在抵抗高剪切力的条件下,也受机械损坏,高剪切应力来源于粘土,这一机械损坏还会因高温而加剧,粘性土壤主要由于受冷热气流循环而引起的土壤的胀缩,土壤与管道产生位移而造成防腐层褶皱。

1.2地下管线吸收潮气造成防腐层起泡失效地下水透过有机覆盖层处于低劣的湿态附着状态,此Fe2+时水溶解在水中的腐蚀剂直接与钢管接触,当腐蚀进行时,产生的Fe2+、OH造成覆盖层下的渗透压池,因此形成泡而膨胀,剥开覆盖层,暴露出裸钢腐蚀的痕迹。

1.3阴极剥离造成防腐层起泡失效由于阴极保护不当引起的保护的电位过负,保护电流增大,产生H2从而起泡,防腐层与钢管的表面粘接较差,因此更容易导致防腐层的剥离。

1.4防腐层本身质量原因钢管在涂敷前的表面处理工序,若达不到有关规范所要求的等级,将引起管道防腐层剥离,防腐层与钢管的表面粘接不良容易而引发管线腐蚀穿孔。

1.5在施工时而造成的防腐层损坏管线在出厂前质量都是符合要求,而在施工现场,受作业环境的影响,焊接接头的防腐质量却不易保障,覆盖层与钢管表面污垢处理不干净,粘接力较差,防腐层与钢管极易造成脱壳,失去保护作用。

石油油气管线 腐蚀防腐措施

石油油气管线 腐蚀防腐措施

石油油气管线腐蚀防腐措施1、选用耐腐蚀性好的管材使用抗腐蚀合金管材的防腐蚀效果好,管线寿命长,但合金钢管材的价格高,而油气管线长,覆盖面广,由此一来将大大增加成本,因此耐腐蚀性管材应选择性使用,可在腐蚀环境恶劣的管线区段重点使用。

2、添加缓蚀剂(电火花检测仪)在腐蚀环境中加入少量缓蚀剂,能和金属表面发生物理化学作用,形成保护层,从而显著降低金属的腐蚀。

添加缓蚀剂不需要改变金属挂件的性质,具有经济、适应性强和效率高等优点。

对于油管内表面腐蚀,可在不更换现有管材的情况下使用专用缓蚀剂来控制腐蚀。

3、涂层保护(涂层测厚仪)通过相应的工艺处理,在金属表面形成抑制腐蚀的覆盖层,可直接将金属与腐蚀介质分离开,从而达到防腐的效果。

大气腐蚀广泛存在油气输送管线中,是一种常见的腐蚀失效形式。

科电公司专业生产电火花检漏仪DJ-6系列能够检测耐腐蚀、透气性和渗水性有要求,附着力要求良好。

管道防腐测的快速检测技术,防腐层腐蚀状况尤其是对防腐层破损点的精确定位并及时修补,是管道业主最为关心的问题。

有电压法和电源法两个原理。

燃料油管线的腐蚀原因及其防腐对策一、油气田的腐蚀原因地下燃料油输送管道所采用的材质大多为A3钢和16MN钢等钢质管道。

造成这些地下钢质管道腐蚀的原因主要有以下3种。

电化学腐蚀。

钢质管埋人地下之后, 处于土壤、地下水的环境作用之下。

土壤具有多孔性,极易吸收地下水, 有时, 即便肉眼看上去是干燥的情况也还会有水以分子状态吸附在土壤的孔隙或表面而地下水中有溶解氧的存在, 当溶解氧与管壁窦属作用时, 铁便由原子态变成离子态, 氧在获取了铁释放出来的电子后, 在水的作用下生成了氢氧根。

在地下水及其溶解氧的不断作用下, 铁不断地溶解, 由此造成管壁局部减薄, 发展成为蚀坑, 这种腐蚀过程的不断发生与发展, 最终在管壁上形成一系列不同深度的蚀坑, 导致管道腐蚀漏油事故的发生。

杂散电流腐蚀。

沿规定回路以外流动的电流称杂散电流。

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油田管道腐蚀的原因及解决办法一、金属腐蚀原理(一)金属的腐蚀;金属的腐蚀是指金属在周围介质作用下,由于化学变化、电化学变化或物理溶解作用而产生的破坏。

(二)金属腐蚀的分类1.据金属被破坏的基本特征分类根据金属被破坏的基本特征可把腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类:(1)全面腐蚀:腐蚀分布在整个金属表面上,可以是均匀的,也可以是不均匀的。

如碳钢在强酸中发生的腐蚀即属此例。

均匀腐蚀的危险性相对较小,因为若知道了腐蚀的速度,即可推知材料的使用寿命,并在设计时将此因素考虑在内。

(2)局部腐蚀:腐蚀主要集中在金属表面某一区域,而表面的其他部分几乎未被破坏。

例如点蚀、孔蚀、垢下腐蚀等。

垢下腐蚀形成的垢下沟槽、块状的腐蚀,个易被发现,往往是在清垢后或腐蚀穿孔后才知道。

局部腐蚀的危害性极大,管线、容器在使用较短的时间内造成腐蚀穿孔,致使原油泄漏,影响油田正常生产。

2.据腐蚀环境分类按照腐蚀环境分类,可分为化学介质腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀。

这种分类方法有助于按金属材料所处的环境去认识腐蚀。

3.据腐蚀过程的特点分类按照腐蚀过程的特点分类,金属的腐蚀也可按化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀3 种机理分类。

(1)金属的化学腐蚀:金属的化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。

在化学腐蚀过程中,电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的,因而没有电流产生。

但单纯化学腐蚀的例子是很少见的。

很多金属与空气中的氧作用,在金属表面形成一层氧化物薄膜。

表面膜的性质(如完整性、可塑性、与金属的附着力等)对于化学腐蚀速率有直接影响。

它作为保护层而具有保护作用,首先必须是紧密的、完整的。

以金属在空气中被氧化为例,只有当生成的氧化物膜把金属表面全部遮盖,即氧化物的体积大于所消耗的金属的体积时,才能保护金属不至于进一步被氧化。

否则,氧化膜就不能够盖没整个金属表面,就会成为多孔疏松的膜。

(2)金属的电化学腐蚀:金属与电解质溶液作用所发生的腐蚀,是由于金属表面发生原电池作用而引起的,这一类腐蚀叫做电化学腐蚀。

采油工程中的腐蚀过程通常是电化学腐蚀。

电化学腐蚀过程由下列三个环节组成:①在阳极,金属溶解,变成金属离子进入溶液中:Me→Men++ne (阳极过程)②电子从阳极流向阴极;③在阴极,电子被溶液中能够吸收电子的物质(D)所接受:e-+D→[D·e-](阴极过程)在阴极附近能够与电子结合的物质很多,但在大多数情况下,是溶液中的H+和O2。

H-与电子结合形成H2,O2在溶液中与电子结合生成OH-:2H++2e→H2O2+2H2O+4e→4OH-(在中性或碱性液中)O2+4H++4e→2H2O (在酸性介质中)以上三个环节是相互联系的,三者缺一不可,如果其中一个环节停止进行,则整个腐蚀过程也就停止。

金属电化学腐蚀的产生,是由于金属与电解质溶液接触时形成了腐蚀原电池所致。

(3)物理腐蚀是指金属由于单纯的物理溶解作用所引起的破坏,如许多金属在高温熔盐、熔碱及液态金属中可发生物理腐蚀。

(三)金属腐蚀速度的表示方法金属遭受腐蚀后.其质量、厚度、机械性能、组织结构、电极过程都会发生变化,这些物理性能和力学性能的变化率可用来表示金属腐蚀的程度。

在均匀腐蚀的情况下通常采用质量指标、深度指标和电流指标来表示。

1.质量指标这种指标就是把金属因腐蚀而发生的质量变化,换算成相当于单位金属表面积于单位时间内的质量变化的数值。

所谓质量的变化,在失重时是指腐蚀前的质量与消除了腐蚀产物后的质量之间的差值;在增重时系指腐蚀后带有腐蚀产物时的质量与腐蚀前的质量之差,可根据腐蚀产物容易去除或完全牢固地附着在试件表面的情况来选取失重或增重表示法:(2)金属腐蚀速度的深度指标此指标表示单位时间内金属的厚度因腐蚀而减少的量。

在衡量不同密度的各种金属的腐蚀程度时,这个指标很方便,与质量指标间有以下换算关系:vL=v·8.76/ρ(3-9)式中vL———腐蚀的深度指标,mm/a;ρ———被腐蚀金属的密度,g/cm3。

除上述单位以外,在不少文献中也经常用mdd 即mg/(dm2·d),ipy (in/a),mpy (mil/a)等作为质量指标和深度指标的单位,之间可以相互换算。

根据金属年腐蚀深度的不同,管道及储罐的介质腐蚀性评价标准及大气腐蚀性评价按SY/T0087—95 进行。

3.金属腐蚀速度的电流指标此指标是以金属电化学腐蚀过程的阳极电流密度的大小来衡量金属的电化学腐蚀速度。

可通过法拉第定律把电流指标和质量指标联系起来,两者关系为:ia=v×n×26.8×10-4/A (3-10)式中ia———腐蚀的阳极电流密度,A/cm2;v———金属腐蚀的速度,g/(m2·h);n———阳极反应中化合价的变化值;A———参加阳极反应的金属的原子质量,g。

二、油气田腐蚀环境金属腐蚀是金属与周围环境的作用而引起的破坏。

影响金属腐蚀行为的因素很多,它既与金属自身的因素有关,又与腐蚀环境相连。

了解这些因素,可以帮助我们去解决油气田生产中的腐蚀问题,弄清影响腐蚀的主要因素,从而采取有效的防腐措施,做好油气田防腐工作。

(一)金属材料的影响1.金属的化学稳定性金属耐腐蚀性的好坏,首先与其本性有关。

各种金属的热力学稳定性,可近似地用其标准平衡电位来评定。

电位越正,金属的稳定性越高,金属越耐腐蚀。

反之,金属离子化倾向越高,金属就越易腐蚀。

但是也有些金属如Al 等,虽然活性大,由于其表面易生成保护膜,所以具有良好的耐蚀性能。

金属的电极电位和其耐蚀性只是在一定程度上近似地反映其对应关系,并不存在严格的规律。

2.金属成分的影响由于纯金属的各种性能不能满足工业需要,因此在实际应用中多采用它们的合金。

合金又分单相合金和多相合金。

(1)单相合金:单相固溶体合金,由于组织均一,具有较高的化学稳定性,因而耐腐蚀性就较高,如不锈钢等。

单相合金的腐蚀速度与稳定的贵金属组分的加入量有一特殊的规律叫“n/8”(原子分数)定律(n 为正整数,一般为1,2,4,6,…),也就是当贵金属(或化学稳定性较高的金属)组分的含量占合金的12.5%,25%,50%,…时,合金的耐腐性才突然提高。

(2)两相或多相合金:由于各相的化学稳定性不同,在与电解质溶液接触时,在合金表面上形成许多腐蚀微电池,所以比单相合金容易遭受腐蚀。

但也有耐蚀性很高的多相合金,如硅铸铁、硅铅合金等。

合金的腐蚀速度与以下三点有关:当合金各组分存在较大电位差时,合金就易腐蚀;若合金中阳极以夹杂物形式存在且面积较小时,阳极首先溶解,使合金成为单相,对腐蚀不产生明显的影响;若合金中阴极相以夹杂物形式存在,阳极作为合金的基底将遭受腐蚀,且阴极夹杂物分散性越大,腐蚀就越强烈。

3.金属表面状态的影响表面光滑的金属材料表面易极化,形成保护膜。

而加工精糙不光滑的金属表面容易腐蚀,如金属的擦伤、缝隙、穴寓等部位都是天然的腐蚀源。

粗糙的表而易凝聚水滴,造成大气腐蚀,而深洼部分则易造成氧浓差电池而受腐蚀。

总之,金属工件加工表面应光洁。

4.金相组织与热处理的影响金属的耐蚀性能取决于金属及合金的化学组分,而金相组织与金属的化学组合密切相关,但当合金的成分一定时,随加热和冷却能进行物理转变的合金,其金相组织就与热处理有密切关系,随温度变化产生不同的金相组织,而后者的变化又影响了金属的耐腐蚀性。

5.变形及应力的影响金属在加工过程中变形,产生很大的内应力,其中拉应力能引起金属晶格扭曲而降低金属电位,使腐蚀过程加速,而压应力则可降低腐蚀破裂的倾向。

(二)油田水腐蚀水是石油的天然伴生物。

水对金属设备和管道会产生腐蚀。

尤其是含有大量杂质的油田水对金属会产生严重的腐蚀。

油田水中的溶解盐类对金属腐蚀有很大影响,其中最主要的是氯化物。

另一类最常见的引起金属腐蚀的物质是水中溶解的氧气、二氧化碳、硫化氢等气体。

此外,油田水中存有的硫酸盐还原菌等微生物也会对金属产生严重腐蚀。

下面针对油田水各种因素对腐蚀的影响分别作一介绍。

1.溶解氧的影响油田水中的溶解氧在浓度小于1mg/L 的情况下也能引起碳钢的腐蚀。

在油田产出水中本来不含有氧,但在后来的处理过程中,与空气接触而含氧。

浅井中的清水也含有少量的氧。

氧气在水中的溶解度是压力、温度和氯化物含量的函数。

氧气在盐水中的溶解度小于在淡水中的溶解度。

碳钢在室温下的纯水中腐蚀速度小于0.04mm/a,只有轻微的腐蚀。

如果水被空气中的氧饱和后,腐蚀速度增加很快,其初始腐蚀速度可达0.45mm/a。

几天之后,形成的锈层起了氧扩散势垒的作用,碳钢的腐蚀速度逐步下降,自然腐蚀速度约为0.1mm/a。

这类腐蚀往往是较均匀的主要腐蚀。

而碳钢在含盐量较高的水中发生的腐蚀将出现局部腐蚀,腐蚀速度可高达3~5mm/a。

碳钢在水中的腐蚀,氧浓度和氧扩散势垒控制了整个腐蚀反应的速度。

光洁的碳钢表面,氧扩散势垒小,因而起始腐蚀速度较高。

随着腐蚀过程的进行,腐蚀产物的生成,扩散势垒产生,腐蚀速度则逐步下降,最后达到基本恒定的腐蚀速度。

油田水中的溶解氧是碳钢产生腐蚀的因素,但不是惟一的因素,还有许多其他因素也影响腐蚀速度,因此必须综合考虑油田水水质对腐蚀的影响。

值得注意的是:必须依靠氧化剂钝化的金属以及必须依靠氧化剂起缓蚀效果的缓蚀剂,溶解氧则是一种防腐剂而不是腐蚀剂。

2.二氧化碳的影响在大多数天然水中都含有溶解的CO2气体,它的主要来源是水体或土壤中的有机物质进行生物氧化时的分解产物。

空气中CO2也可溶入水中,不过空气中的CO2所占比例只有0.04%质量分数,所以水中可溶的CO2量只有0.5%mg/L。

地层深处水中有时含有大量CO2,它是由地球的地质化学过程产生的。

CO2和所有的气体一样,它在水中的溶解度与压力、温度以及水的组成有关。

某油井在不同深度处CO2的溶解度;CO2分压对水的pH 值的影响;温度对含有CO2水的pH 值的影响。

CO2溶解度随压力的增加而增加,随温度的升高而降低。

当水中有游离CO2存在时,水呈酸性反应,即CO2+H2O===H++HCO-3,由于水中H+离子的量增多,就会产生氢去极化腐蚀。

所以游离CO2腐蚀,从腐蚀电化学的观点看,就是含有酸性物质而引起的氢去极化腐蚀。

此时腐蚀过程的阴极反应为:2H++2eH2CO2溶于水呈弱酸性,因为弱酸只有一部分电离,所以随着腐蚀过程的进行,消耗掉的氢离子会被弱酸的继续电离所补充。

阳极反应:FeFe2+2e。

钢材受游离CO2腐蚀而生成的腐蚀产物都是易溶的,在金属表面不易形成保护膜。

游离CO2腐蚀受温度的影响较大,因为当温度升高时,碳酸的电离度增大,所以升高温度会大大促进腐蚀。

游离CO2腐蚀受压力的影响也较大,腐蚀速度随CO2分压的增大而增加。

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