金属腐蚀与防护论文腐蚀与防护 论文.doc

金属腐蚀与防护论文腐蚀与防护论文
基于金属埋地管道的腐蚀因素分析与防护
摘要:分析了金属埋地管道的腐蚀因素,即环境、腐蚀防护效果、钢管材质及制造工艺、应力水平,管道的腐蚀破坏是由上述诸因素相互影响的结果,进而找到行之有效的防腐方法,可减少因腐蚀给油田安全生产带来的损失。
关键词:管道金属腐蚀与防护


埋地管道所处的环境是引起腐蚀的外因,这些因素包括管道所承受的压力、环境温度、介质类型、介质流速、土壤类型、土壤电阻率、土壤含水量(湿度)、pH值、硫化物含量、氧化还原电位、杂散电流及干扰电流、微生物、植物根系等。主要发生的腐蚀类型有化学腐蚀、电化学腐蚀、细菌腐蚀等。
(1)化学腐蚀。指金属表面与周围介质发生化学作用而引起的破坏。化学腐蚀又可分为气体腐蚀和在非电解质溶液中的腐蚀。截至2007年10月某作业区发生穿孔的管线共有310条,其中掺水管线240条,%,集油管线42条,注水管线21条,清水管线9条。由于掺水管线中的输送介质含有气、油、水,掺水温度又较高,并含有易使管道发生腐蚀的H2S,SO2,CO2等物质,所以掺水管道的腐蚀较其它管线的腐蚀要严重。
(2)电化学腐蚀。是指金属表面与离子导电的介质因发生电化学作用而产生的破坏。管道主要腐蚀是电化学腐蚀。可分为原电池腐蚀和电解腐蚀。原电池腐蚀可分为新旧管线连接、不同金属成分连接、产生微电池、金属物理状态不均匀、由金属表面差异和氧浓度差等引起的。
(3)细菌腐蚀。细菌本身并不侵蚀钢管,但随着它们的生长繁殖,消耗了有机质,最终构成管道严重腐蚀的化学环境而腐蚀管道。细菌腐蚀受土壤含水量、土壤呈中性或酸性、有机质的类型和丰富程度、不可缺少的化学盐类及管道周围的土壤温度等许多因素的影响。其中,当土壤pH值在5-9,温度在25-30℃时最有利于细菌的繁殖。-,细菌活动最激烈,当pH值在9以上时,硫酸盐还原菌的活动受到抑制。

腐蚀防护是控制管道是否会发生腐蚀破坏的关键因素。目前管道腐蚀防护采用了双重措施,即防腐覆盖层与阴极保护(外加电流或牺牲阳极、排流)。防腐覆盖层能抵御现场环境腐蚀,保证与钢管牢固粘结,尽可能不出现阴极剥离。一旦发生局部剥离,就必须保证阴极保护电流的畅通,达到防护效果。

钢管的材质与制造因素是管道腐蚀的内因,特别是钢材的化学组分与微晶结构,非金属组分含量高,如S、P易发生腐蚀,C、Si易造成脆性开裂。微晶细度等级低,裂纹沿晶粒扩展,易发生开裂,加入微量镍、铜、铬可提高抗腐蚀性。在钢管制造过程中,表面存在缺陷如划痕、凹坑、微裂等,也易造成腐蚀开裂。

管道操作运行时,输送压力与压力波动是应力腐蚀开裂的重要因素之一。过高的压力使管壁产生过大的使用应力,易使腐蚀裂纹扩展;压力循环波动也易使裂纹扩展。当裂纹扩展达到临界状态时,管道就会发生断裂破坏,甚至引起爆炸(如输气管道)。


根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。例如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。