石油管道的腐蚀及防腐专题.doc

专 题 班级：装控091 姓名：和仕强 学号：0904310107 联系方式 石油管道的腐蚀及防腐 摘要: 分析了不同溶质水溶液对石油管道腐蚀的过程、机理。在此基础上, 提出了石油管道的防腐措施, 并提出未来非金属材料在高温高压条件下的防腐应用这一研究方向。 Summary: analysis of different water-solute solution for petroleum pipeline corrosion processes, mechanisms. On that basis, recommended oil pipeline anticorrosion measures, and corrosion protection of non-metallic materials under high temperature and high pressure conditions in the future application of this research direction. 关键词: 石油管道 腐蚀 防腐 Keywords: corrosion of oil pipeline anticorrosion 一、石油管道腐蚀概况 随着中国油田开发进入中后期，作为油田主要设施的管道、储罐的腐蚀问题便日益突出起来。管道和储罐的腐蚀不仅给油气工业带来巨大的经济损失，而且会造成重大人身伤亡事故和严重的环境污染。2004年9月对中国第二大油田胜利油田的调查发现，11个采油厂8000余口井，井管总长度1583 X 1041TI，平均腐蚀速度达1．5mm／a，平均穿孔率达2．4次／a，在部分严重区域，管线更换周期不足3年，最短的仅3～4个月，所报废的井管中有90％以上是因腐蚀而造成的，直接经济损失达3×108元，由于更换管线影响作业，影响生产，导致间接经济损失达10×108元左右。中原油田生产系统遭腐蚀，每年穿孔8300余次，更换管道数量8．7km／a，直接和间接经济损失达2X 108余元。中原油田胡状油田1988年11月投产至1993年2月间穿子L 780余次，跑油超过1 X 104t，被迫停井50多次，影响产量约4000t，腐蚀严重地制约了油田的发展，降低了经济效益。腐蚀除造成上述严重后果之外，还往往造成地下水资源破坏、生态环境破坏，以及天然资源浪费等严重的环境污染。 据2005年相关资料显示，国际上一些国家的腐蚀损失一般占该国国民生产总值(GDP)的2．5％～4％，中国每年30％的钢材因腐蚀而损失，因腐蚀所损失的钢材相当于中国首钢集团一年的钢产量。此外，因腐蚀产物引起结垢，每年多消耗1750 X104t标准煤。但同时这些损失又是可防可控的，只要采取现代防腐蚀技术、材料和设施，至少可以减少20 ％～30％腐蚀损失， 金属由于腐蚀破坏所造成的直接经济损失是很可观的, 有人估计世界上每年的冶金产品的1/ 3 将由于腐蚀而报废. 在石油工业中腐蚀现象是严重的。据报导,美国石油工业中由于腐蚀造成的直接经济损失每年超过5 亿美元。在我国, 随着石油工业的迅速发展, 采油工程炼油厂、石油化工厂不断增多, 因此, 防腐蚀问题也提到了议事日程上。为了能采取有效的防腐措施,首先必须了解腐蚀的成因及腐蚀过程, 以油田设备腐蚀为例进行分析。 二、腐蚀及其成因 腐蚀是由于金属材料表面和环境介质发生化学和电化学作用, 引起材料的变质和破坏。油田的钢制设备与油田水接触便会产生电化学作用, 使钢材失去原有的性质, 形成某种化合物, 这就是油田设备的被腐蚀。腐蚀的成因是复杂的, 是多种因素相互影响、相互制约的结果。对于低温腐蚀来讲, 水是最基本的元素,不含溶解物的纯水, 对钢铁的腐蚀性非常轻微, 当水中溶解了二氧化碳、氧、硫化氢、盐类等杂质时, 腐蚀速度将显著增强, 不同的pH 值、温度和流速对腐蚀也有明显的影响。 2.1溶解氧: 油田中产生腐蚀最麻烦的是水中的溶解氧, 氧对腐蚀的影响有两方面的作用: 2.1.1 吸氧腐蚀。碳钢中杂质为阴极, 铁为阳极, 油田水为电解液, 因此便形成了腐蚀电池。电子从阳极流向阴极, 使铁失去电子, 油田水中溶解氧获得电子, 从而使铁成为氢氧化铁, 使钢材被腐蚀, 即 Fe- 2e= Fe2+ O2+ 2H2O+ 4e= 4OH- Fe2+ + 2OH- = Fe( OH) 2 4Fe( OH) 2+ O2+ 2H2O= 4Fe( OH) 3 ( 疏松棕红色) 如果此反应氧被消耗且氢氧化铁附在金属表面形成一层膜, 会限制腐蚀作用的蔓延, 降低腐蚀速度。但是由于油田水中的氧