《油气田阴极保护简介.ppt

目录 前言 腐蚀原理 阴极保护 油气田的阴极保护 阴极保护设计要点 腐蚀调查 参比电极： 参比电极，是测量电解质中的金属表面电位的一种重要的装置。 对参比电极的要求：必须是稳定的，并且数据具有重现性。 电化学腐蚀 电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质发生电化学作用而产生的破坏。任何一种按电化学机理进行的腐蚀反应至少包含一个阳极反应和一个阴极反应,并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流联系在一起。阳极反应是金属离子从金属转移到介质中和放出电子的过程,即阳极氧化过程。阴极反应是介质中氧化剂组分吸收来自阳极的电子对还原过程。 电化学腐蚀是最普遍、最常见的腐蚀，金属在各种电解质水溶液、大气、土壤和海水的腐蚀都是电化学腐蚀，要比化学、物理腐蚀强烈的多，金属的破坏大多数是电化学腐蚀所致。 极化和极化曲线 自然电位：在没有外电流作用时，金属上的电极电位，也叫开路电位。 极化是由于外电流的通过而导致电位偏离电极开路电位的现象。 极化电位：在外电流作用时，金属的电极电位偏离自然电位，这时的电位叫极化电位 极化曲线如图： 高阻率介质或劣质涂层中牺牲阳极 外加电流保护系统按阳极地床分类 深井阳极地床（指阳极顶端距地面距离大于15米。） 浅埋阳极地床（要求阳极与保护物间无其它金属结构物、阳极地床土壤电阻率较低。） 检查片腐蚀状况 我国制定的阴极保护相关标准 a、GB/T21448-2008 《埋地钢制管道阴极保护技术规范》 b、GB/T21246-2007 《埋地钢制管道阴极保护参数测量方法》 C、GB/T21447-2008 《钢制管道外腐蚀控制规范》 d、SY/T0086-2003 《阴极保护管道的电绝缘标准》 e、SY/T0029-1998 《埋地钢质检查片腐蚀速率测试方法》 f、SY/T0017-2006 《埋地钢质管道直流排流阴极保护设计规范》 g、SY/T0032-2000 《埋地钢质管道交流排流阴极保护设计规范》 h、GB/T50393-2008 《钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范》 i、SY/T0087-2006 《钢质管道及储罐腐蚀评价标准》等 过路套管内管道保护方法 管道阴极保护的要点 油气田的管道都由油气井到计量站或集输站，再向外输送。油气井站、计量站、集输站内各种管道、各种设备、接地网、站房基础甚至有些废旧管道。这些对阴极保护电流都起到吸收和屏蔽的作用。一般对进出站管道都要安装绝缘接头。否则对管道保护是非常不利的，甚至可导致阴极保护失败。 集输站阴极保护简介 2.原油储罐的阴极保护 原油储罐阴极保护主要是：与储罐基础沥青沙相接触的外底板；储罐内壁阴极保护主要是底板及油水分界线以下约1~2米内壁圈板。 储罐内壁保护主要采用是牺牲阳极保护。 储罐外地板阴极保护要根据情况对已建罐只有采用外加电流保护，对新建罐可采用外加电流也可采用牺牲阳极保护。 新建储罐外壁柔性阳极地床 柔性阳极 原油储罐牺牲阳极计算方法 1、保护面积: 2、保护电流密度:i =10~30mA/m2 3、需要保护的总电流 I=i×S 4、每只牺牲阳极发生电流值可按下式进行计算： 式中：If--每块牺牲阳极发生电流量，mA/块； ΔE--阴阳极间有效电位差，ΔE=0.3V； R--牺牲阳极接地电阻，Ω； S--牺牲阳极当量长度，S=（L+B）/2（L为阳极纵向接水长度B为阳极横向接水宽度cm）； ρ--腐蚀介质电阻率Ω . cm;； 5、牺牲阳极有效保护年限可根据下式进行估算： 式中：Y—牺牲阳极有效保护年限，a； W—每只牺牲阳极净重，kg/支； u—阳极有效利用系数，u=0.75； Im—有效保护期内每只牺牲阳极平均发生电流，mA/支，Im=0.7If; 6、牺牲阳极用量为： 　　　N =1.1I/If 1.1—为设计余量 铝阳极的化学成分 3.油气水井套管阴极保护 油气水井套管的腐蚀因素 油气田地处戈壁区，地表土壤干燥，地下深度 10 米以下即为丰富的含水层，油田产出水中所含的金属离子如Ca2+、Mg2+离子的浓度相对较高；Cl-、HCO3-和SO42-离子的浓度也很高。 油气田地处高原，砂层地表土壤电阻率高，但低洼和含水层土壤电阻低，从而造成特殊的腐蚀环境。 油气水井深大部在2000米左右，而井套管外水泥仅封固至油气层段上300米左右。大部分的套管处于强腐蚀介质中。 套管腐蚀主要发生在900米以上至井口一段，少数穿孔发生在1000-1200米处，其腐蚀为电化学腐蚀。 油气水井套管阴极保护的方法 新