第四章海洋及滩涂油气田的腐蚀与防护2016.ppt

第三节 海洋及滩涂石油平台的腐蚀防护 表面处理方法和等级要求是由所选防腐层决定的。 例如：海洋及滩涂石油平台所处的环境腐蚀性很强，而且投资巨大使用寿命长，维修又很困难，因此，要求所选用的防腐层也必须具有与平台使用条件相匹配的防护性能和使用寿命。一般来说，这样的防腐层都要求有较高等级的基底表面质量。 ××轻外壳 管系紧固件 非耐压壳体 舵板冲刷腐蚀 ××上层建筑 海洋环境材料腐蚀危害 海洋环境材料腐蚀危害 ××船底海生物污损情况 ××螺旋桨污损情况 海洋环境材料腐蚀危害 第二节 钢铁在海洋及滩涂环境中的腐蚀 根据环境介质的差异以及钢铁在这些介质中受到的腐蚀作用的不同，一般将海洋腐蚀环境划分为海洋大气区，飞溅区、潮差区、全浸区和海泥区五个区域。 海洋大气区 潮差区 海水全浸区 海底泥土区 浪花飞溅区 海洋的腐蚀环境大致可分 为以下几类： 1.大气区 2.飞溅区 3.潮差区 4.全浸区 5.海泥区 滩涂一般指高潮时淹没，低潮时露出的海陆交界地带，除了没有全浸区以外，就腐蚀而言，其最重要的特征是海泥区周期性地暴露于大气 ，同时，受陆地环境因素影响，钢铁所受到的腐蚀以及相对应的防护措施，与低潮线以外的海洋环境，会有所不同。 第二节 钢铁在海洋及滩涂环境中的腐蚀 一、海洋环境中普通碳钢的腐蚀 （1）海洋大气区 海洋大气不仅湿度大，容易在物体表面形成水膜，而且其中含有一定数量的盐分，使钢铁表面凝结的水膜和溶解在其中的盐分组成导电性良好的液膜，提供了电化学腐蚀的条件。因此，海洋大气中钢铁的腐蚀速度，比内陆大气中要高4-5倍。 影响海洋大气中钢铁腐蚀的主要因素是大气中盐分的含量和大气的温度、湿度。日晒雨淋和微生物活动也是影响腐蚀的重要因素。 碳钢在海洋大气区的腐蚀机理 大气中水蒸气在毛细管作用、吸附作用、化学凝结作用的影响下容易附着在钢铁表面形成一层肉眼看不见的水膜，水膜中溶解有CO2、SO2和一些其他盐分，成为导电性很强的电解质溶液。 研究结果表明钢在相对湿度大于70%时腐蚀严重。 碳钢在海洋大气区的腐蚀机理 钢铁的主体元素铁和微量元素碳的标准电极电位不同，形成原电池，铁作为阳极被氧化而失去电子，变成铁锈。其反应如下式所示： 阳极反应：Fe → Fe2+ + 2e- 阴极反应：2H2O + O2 + 4e- → 4OH- 海洋大气环境中的钢铁，白天经日光照射，水分蒸发提高了表面盐度，晚间又形成潮湿表面，这种干湿循环使得腐蚀速度大大加快。 碳钢在海洋大气区的腐蚀机理 另外，氯离子有穿透作用，它能加速钢铁的点蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀。钢铁表面就难以形成保护性的长期稳定致密的锈层，腐蚀率急剧上升。 （2）飞溅区 飞溅区位于高潮位上方，因经常受海浪溅泼而得名，也叫浪花飞溅区。 飞溅区范围的大小，因不同海域海况条件的不同有很大的差异。飞溅区中钢铁构件的表面经常是潮湿的，而且它又与空气接触，供氧充足，因此这里便成为海洋石油开发设施腐蚀最严重的区域。 （2）飞溅区 影响飞溅区腐蚀的因素有阳光、漂浮物等。 当海浪拍击结构物时，混在海水中的气泡与结构物表面撞击而破裂，形成“空泡”现象，对结构物表面有极大的破坏作用。 碳钢在浪花飞溅区的腐蚀机理 在飞溅区海水膜润湿时间长、干湿交替频率高、海盐粒子的大量积聚、飞溅的海水粒子冲击以及风浪影响造成的供氧充分是主要外部因素。 其内在因素是飞溅区中的钢铁在腐蚀过程中由于表面锈层自身氧化剂的作用而使阴极电流变大。 飞溅区的表面锈层在湿润过程中作为一种强氧化剂在起作用，而在干燥过程中，由于氧化作用，锈层自身的Fe2+又被氧化为Fe3+。 （3）潮差区 高潮位和低潮位之间的区域称为潮差区。位于潮差区的海上结构物构件，经常出没于潮水，和饱和了空气的海水接触，会受到严重的腐蚀。 碳钢在潮差区的腐蚀机理 由于水下部位和潮差部位之间形成了宏观电池。潮差部位由于供氧充分形成宏观电池的阴极区，水下部分成为宏观电池的阳极区，阳极区向阴极区提供保护电流，使潮差区腐蚀减轻。 海洋生物能够栖居