第四章油气管道的.ppt

第四章油气管道的腐蚀与防护;第一节 油气管道的腐蚀;1、油气管道腐蚀类型;按腐蚀破坏特征划分;按腐蚀环境划分;2、长输管道大气腐蚀、海水腐蚀;三、土壤腐蚀;四、应力腐蚀;应力腐蚀特点;腐蚀疲劳;磨损腐蚀： 腐蚀介质与金属构件表面有高速相对运动下造成的破坏。 硫化物应力腐蚀 油气管道中含有H2S介质腐蚀现象 输气管道硫化物应力开裂 影响因素： 钢材硬度、金相组织、有害杂质、 H2S浓度 ;五、杂散电流腐蚀;第二节 油气管道腐蚀控制;二、管道外防腐方法 防腐绝缘层 石油沥青、煤焦油瓷漆、环氧涂层、聚乙烯材料 管道阴极保护 牺牲阳极法、外加电流法 排流保护 直接排流法、接二极管、强制排流;三、输气管道內腐蚀防护 选用耐蚀材料、净化流体介质、加入缓蚀剂、內腐蚀涂层 四、强化油气管道腐蚀监控和管理 进行腐蚀在线监测、数据处理、腐蚀预测及风险评价;第三节 油气管道外防腐蚀技术;二、油气管道防腐层的维护 防腐层损伤及失效原因 类型选择不当、施工质量差、外力破坏、自然老化、阴极保护参数不适当 防腐层维护 监测、管理、维修;三、管道阴极防护 阴极保护的原理 　　由外电路向金属通入电子，以供去极化剂还原反应所需，从而使金属氧化反应受到抑制。当金属氧化反应速度降低到零时，金属表面只发生去极化剂阴极反应。 ;阴极保护效应 　　金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时，电位负移，金属阳极氧化反应过电位减小，反应速度减小，这种金属腐蚀速度减小的现象，称为阴极保护效应。 阴极保护 　　利用阴极保护效应减轻金属设备腐蚀的防护方法叫做阴极保护。 ;阴极保护两种方法1、外加电流阴极保护 2、牺牲阳极的阴极保护 ;外加电流阴极保护示意图;两种阴极保护的比较 　　牺牲阳极保护法安装简单，不需要直流电源，对周围设备的干扰小。但牺牲阳极消耗大，难以调节在最佳保护电位，且提供的电流较小。 　　外加电流阴极保护法不消耗有色金属，提供较大的保护电流，易于监测和控制，但需要直流电源，经常对保护系统进行检查和管理，由于电流流过的范???宽，对周围其它金属设备产生杂散电流腐蚀。 ;阴极保护主要参数;四、外加电流阴极保护主要设施;五、阴极保护系统故障原因;第四节 油气管道內腐蚀与防腐;二、含H2S、CO2输气管道內腐蚀;三、防止输气管道內腐蚀措施; 四、常用缓蚀剂 (1) 钝化剂 　　钝化剂属于阳极型缓蚀剂，能促使金属表面转变为钝态，生成保护性的氧化物膜，使金属腐蚀速度大大降低。钝化剂本身就具有氧化性，如铬酸盐、亚硝酸盐 ，氧也是一种钝化剂 。 　　钝化剂的缓蚀率很高，但用量必须足够。否则，导致腐蚀加速或发生孔蚀。评价钝化剂性能的重要指标是“临界致钝浓度” 。临界致钝浓度愈小，钝化剂性能愈好。 ;(2) 阴极型缓蚀剂 　　阴极型缓蚀剂的作用在于增大腐蚀电池的阴极极化，使阴极反应速度降低，从而减小金属的腐蚀。 　　有的阴极型缓蚀剂能减小氢离子还原反应的交换电流密度，使析氢反应变得困难 。如硫化物、砷化物等。这类化合物可能导致金属的氢损伤(氢鼓泡、氢脆等) 。 　　有些阴极型缓蚀剂能够在腐蚀电池的阴极区形成沉淀膜，使阴极区面积减小，阴极极化增强。如Zn2+(ZnSO4) 。;3)沉淀型缓蚀剂 　　沉淀型缓蚀剂是指通过金属表面形成沉淀膜来发挥作用的一类缓蚀剂。 　　聚磷酸盐是重要的一类。目前应用较多的三聚磷酸钠(Na5P3O10)、六偏磷酸钠(Na6P6O18)。沉淀型缓蚀剂常称为“安全缓蚀剂”，用量不足不会增加金属的腐蚀。 　　沉淀型缓蚀剂的保护效果一般不如钝化剂。另外，有可能造成热交换器表面结垢，影响传热。;(4) 有机缓蚀剂 　　有机缓蚀剂的缓蚀作用大多是通过在金属表面形成吸附膜来实现。有机缓蚀剂大多含氮或硫，或者二者都有如硫醇、硫醚 、胺类和有机胺的盐类 、硫脲及其衍生物等。;(5) 气相缓蚀剂(VPI) 　　气相缓蚀剂主要用于减轻金属设备和部件的大气腐蚀。其作用机理是汽化以后，和空气中的湿气一起凝结在金属表面，形成液膜。 　　为了使气相缓蚀剂能有效发挥作用，使用空间应当是封闭的，如包装箱、仓库。气相缓蚀剂应当有比较大的蒸汽压，容易挥发充满金属设备所在空间。 ; 缓蚀剂的协同效应 　　几种物质分别单独加入介质中时效果不大，而将它们按某种配方复合加入，则可能产生很高的缓蚀效率。这种现象称为缓蚀剂的协同效应(或协同作用)。相反，复合加入时缓蚀效果反而降低，称为负协同效应。协同效应不是简单的加和，而是相互促进。 　　利用缓蚀剂的协同效应已经开发出许多高效的复合缓蚀剂，??后仍然是缓蚀剂发展的方向之一。 ; 缓蚀剂应用的几个问题 (1) 要根据腐蚀体系的具体情况选