天然气集输系统腐蚀原因及防护措施课件

天然气集输系统腐蚀原因及防护措施,天然气集输系统腐蚀原因及防护措施,1,腐蚀现象及危害,2,腐蚀的定义和分类,3,腐蚀,科学的任务和内容,腐蚀概述,1 腐蚀现象及危害2 腐蚀的定义和分类 3 腐蚀科学的任务和,腐蚀现象及危害,腐蚀现象,人们对腐蚀的认识：,最早是从腐蚀产物感性地认识到腐蚀的存在。,从棕黄色的,“,铁锈,”,Fe,2,O,3,nH,2,O及,“,铜绿,”,Cu2(OH)2CO3,碱式碳酸铜 分别认识了铁与铜的腐蚀。,腐蚀现象及危害,码头上浮船及锚链的腐蚀,码头上浮船及锚链的腐蚀,水中打捞的摩托车的锈蚀状况,水中打捞的摩托车的锈蚀状况,某居民楼水管腐蚀状况,某居民楼水管腐蚀状况,管道内的腐蚀状况,管道内的腐蚀状况,管道内壁腐蚀,管道内壁腐蚀,下水道局部腐蚀状况,下水道局部腐蚀状况,酸雨腐蚀的文物雕像表面,酸雨腐蚀的文物雕像表面,硫酸车翻倒，300米路面遭到腐蚀,硫酸车翻倒，300米路面遭到腐蚀,使用5年的燃气灶火嘴,放在南极已差不多90年食品罐头,使用5年的燃气灶火嘴放在南极已差不多90年食品罐头,腐蚀危害（简单的说一下）,一些局部腐蚀，如孔蚀、应力腐蚀、破裂等，常常是突发性的，可能引起事故，造成意外的危险。,腐蚀还对环境产生很大的影响：设备和管道因腐蚀而泄漏，有毒有害物料进入大气、土壤和水源，既污染了环境又造成生产原料浪费。为了减轻腐蚀，保护设备，使用某些涂料和缓蚀剂（如水处理中的铬酸盐、聚磷酸盐），这对环境有害。当腐蚀导致失火、爆炸、桥梁坍塌、飞机坠毁、核反应堆泄漏等重大事故，其后果更是灾难性的。,腐蚀危害（简单的说一下）,警示：,重庆晚报 2004年4月16日,70万吨废铁锈透龙水镇,警示：重庆晚报 2004年4月16日70万吨废铁锈透龙水,报道：,大足县龙水镇号称全国最大的废旧金属交易中心，全国各地的生锈废铁源源不断涌到这里，年交易量达70多万吨，相关交易额14亿元。,生锈废铁在创造巨大经济效益的同时，也给龙水发展环境带来巨大难题,老百姓不愿在镇里购房安家，投资者不愿在此投资。,走进龙水镇废旧金属交易市场，记者首先感到铁锈的无孔不入。各种各样的锈蚀废铁杂乱堆在一个个门面前，有的弯曲如麻花，有的像稻草。,地上淌着铁锈染黄的脏水，空气中弥漫着浓烈的锈腥味道，经营者衣服上，也沾满铁锈痕迹。,更多的铁锈没有飘在空中，而是侵入到地下。10多名经营户因为担心铁锈污染了自来水，自己花钱打了井，然后用水泥把井口封死，只留一个抽水的洞口。但，从这些井里抽上来的水依然有一股淡淡的腥味。环保专家为此担心，井水重金属超标。,报道：,阻碍新技术的发展,一项新技术、新产品的产生过程，往往会遇到需要克服的腐蚀问题，只有解决了这些问题，新技术、新产品、新工业才得以发展。,比如，不锈钢的发明和应用大大促进了硝酸和合成氨工业的发展。,阻碍新技术的发展,自然资源的巨大消耗,地球上只有一层薄薄的外壳储藏着可用的矿藏，金属矿的贮量是有限的，腐蚀使金属变成了无用的、无法回收的散碎的氧化物等。,例如，每年花费大量资源和能源生产的钢铁，有40%左右被腐蚀，而腐蚀后完全变成铁锈不能再利用的约为10%。按次计算，我国每年腐蚀掉的不能回收利用的钢铁达1000多万吨，大致相当于宝山钢铁厂一年的产量。因而会加速自然资源的损耗，这是不可逆转的。,自然资源的巨大消耗,腐蚀的定义,：,材料腐蚀是材料受环境介质的化学作用而破坏的现象。,或者：,材料腐蚀是材料受环境介质的化学或电化学作用而破坏的现象。,腐蚀的定义：,一 腐蚀类型,1.依据环境介质划分,（1）自然环境腐蚀,（2）工业环境腐蚀,两者还可以根据具体介质特性在细分，比如，自然环境腐蚀可分为大气、土壤、海水腐蚀三种。,一 腐蚀类型,2.依据受腐蚀材料的类型划分,（1）金属腐蚀,（2）非金属材料腐蚀,3.依据腐蚀机理划分,（1）化学腐蚀,（2）电化学腐蚀(常见的：析氢腐蚀和吸氧腐蚀）,2.依据受腐蚀材料的类型划分,天然气集输系统腐蚀原因及防护措施课件,1.按腐蚀形态分类,(1)全面腐蚀,腐蚀分布在整个金属表面上，可以是均匀的，也可以是不均匀的。如碳钢在强酸中发生的腐蚀即属此例。均匀腐蚀的危害性相对较小，因为若知道了腐蚀的速度，即可推知材料的使用寿命，并在设计时将此因素考虑进去。,1.按腐蚀形态分类腐蚀分布在整个金属表面上，可以是均匀的，也,（2）局部腐蚀(Localized,Corrosion）,腐蚀主要集中在金属表面某一区域，而表面的其他部分几乎未被破坏。常见的几种局部腐蚀如图1所示：,（2）局部腐蚀(Localized,常见的局部腐蚀有几种：小孔腐蚀，电偶腐蚀，氢脆，应力腐蚀破裂 晶间腐蚀等，碳钢在氯离子存在的情况下发生的点蚀是比较典型的局部腐蚀。,常见的局部腐蚀有几种：小孔腐蚀，电偶腐蚀，氢脆，应力腐蚀破裂,附：,由于腐蚀电位不同，造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀，就是电偶腐蚀（galvanic corrosion），亦称,接触腐蚀,或双金属腐蚀。,氢脆：在高温、高压下分子氢部分分解成原子氢，或者在湿酸性腐蚀环境中经过电化学反应生成氢原子，这些氢原子渗透到钢内部后，使钢晶粒间原子结合力降低，表现为钢材的延伸率、断面收缩率降低，强度也发生变化，这种现象叫氢脆。氢脆也可以算是腐蚀的一种。氢在常温常压下不会对钢产生明显的腐蚀，但当温度超过300和压力高于30MPa时，会产生氢脆这种腐蚀缺陷，尤其是在高温条件下。,附：由于腐蚀电位不同，造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀,重点,金属腐蚀,1、化学腐蚀,2、电化学腐蚀（形成原电池）：析氢腐蚀和吸氧腐蚀,一般情况下，金属的,电化学腐蚀,更为普遍,重点金属腐蚀,A、,金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。,特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。,B、电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。,A、金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反,原电池：将化学能直接转变成电能的装置。,即：是利用两个电极之间金属性质的不同,产生电势差,从而使电子的流动,产生电流.又称非蓄电池，是电化电池的一种，其电化反应不能逆转，即是只能将化学能转换为电能。,原电池：将化学能直接转变成电能的装置。,电解质与非电解质,1、电解质：定义：溶于水或融化状态下能导电的化合物。,物质种类：酸、碱和大多数的盐,能否导电：能,例如：硫酸、氢氧化钠、氯化钠、盐酸、,2、非电解质：溶于水或融化状态下不能导电的化合物。,种类：大多数有机化合物。,能否导电：不能,例如：酒精、蔗糖 二氧化碳，氨 等。,电解质与非电解质1、电解质：定义：溶于水或融化状态下能导电的,钢铁的,析氢腐蚀,示意,图,钢铁的,吸氧腐蚀,示意,图,钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图,4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,Fe,2,O,3,n,H,2,O,（,铁锈,）,通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,条件,水膜呈,酸性,。,水膜呈,中性,或,酸性很弱,。,电极反应,负极Fe(-),Fe-2e=Fe,2+,2Fe-4e=2Fe,2+,正极C(+),2H,2,O,+2e,=H,2,+2OH,O,2,+2H,2,O+4e=4OH,-,总反应:,Fe+2 H,2,O,=Fe(OH),2,+H,2,2Fe+2H,2,O+O,2,=2 Fe(OH),2,4Fe(OH),2,+2H,2,O+O,2,=4Fe(OH),3,联系,4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁,原理：,形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。,1、牺牲阳极保护法,二、金属的电化学保护,相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。,原理：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保,所谓牺牲阳极，就是用电位更负的金属（如锌、铁、铝等）作为辅助阳极，与被保护的地下管路连接，形成一个新的腐蚀电池，使原来存在于管路上的腐蚀电池的电流方向改变。由于管路上原来的阴极和阳极的电位相对于外加的辅助阳极来说更正一些，所以整条管路（或部分管段）变为阴极，辅助阳极成为新阳极，电流从新阳极流出，经土壤流入地下管路，再经导线流向辅助阳极，这样，后者代替了管路受腐蚀，因此，称其为牺牲阳极。,所谓牺牲阳极，就是用电位更负的金属（如锌、铁、铝等）作为辅助,牺牲阳极,的,阴极保护法,示意图,牺牲阳极的阴极保护法示意图,天然气集输系统腐蚀原因及防护措施课件,牺牲阳极保护的优点,1）构造简单，施工、管理简单方便，保护作用可靠。,2）不需要外加电源。,3）对管路附近未受到保护的地下金属构筑物的影响小。,牺牲阳极保护的缺点,1）保护距离短，由于电位差的限制，最大保护距离只有几公里，当土壤电阻率较高时，保护距离更短。,2）阳极消耗量大，有色金属消耗大。,因此，牺牲阳极保护使用于管路附近没有电源、土壤腐蚀性强、电阻率低、不变维护管理、要求保护作用必须十分可靠及附近地下金属构筑物很多的个别地段。,牺牲阳极保护的优点1）构造简单，施工、管理简单方便，保护作用,2、外加电流法,将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。,即：将被保护金属作为电解池的阴极，另一导电物质作为阳极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。,2、外加电流法即：将被保护金属作为电解池的阴极，,天然气集输系统腐蚀原因及防护措施课件,管路的外加电流阴极保护就是在金属管路上通以电流，使之阴极化，电位向负移。这样，在管路上的原腐蚀电池的阴极和阳极之间的电位差就逐渐减小，腐蚀速度下降。如果把金属管路极化到与原腐蚀电池的初始电位相等，则管路就得到了完全保护。,管路的外加电流阴极保护就是在金属管路上通以电流，使之阴极化，,外加电流阴极保护的优点,能供给较大的保护电流，保护距离长，保护的电压和电流可以大幅度调节，适用范围广。对于苛求的腐蚀条件、高电阻率的土壤环境、较大管径的管道等，均可先用外加电流进行防腐。,外加电流阴极保护的缺点,1）,需要外加电源。,2）建设费用和维护费用比较高。,3）对邻近的地下金属构筑物有干扰。,外加电流阴极保护的优点能供给较大的保护电流，保护距离长，保,在化学、电化学腐蚀中，根据介质的不同可分为：,1,气体腐蚀,2,非电解液中腐蚀,3,大气腐蚀,4,土壤腐蚀,5,电解液中腐蚀,化学腐蚀,电化学腐蚀,在上述五种介质中，还会有其它因素影响到腐蚀的发生，形成如下五种其他因素作用下的腐蚀类型：,在化学、电化学腐蚀中，根据介质的不同可分为：1气体,在气体、液体、土壤等五种介质中，在外部电流、应力、生物作用等因素影响下的腐蚀：,6,外部电流腐蚀,7,接触腐蚀,8,应力腐蚀,9,摩擦腐蚀,10,生物腐蚀,在气体、液体、土壤等五种介质中，在外部电流、应,一、管网的腐蚀机理：,在油气田的开发生产中，地面集输系统及各种工艺设备都会遭受严重的腐蚀，造成巨大的经济损失，中原油田在1993年做过统计，生产系统的平均腐蚀速率高达1.5-3mm/a，,点蚀速率,高达5-15mm/a。生产系统、管线、容器腐蚀穿孔8345次，更换管道590多公里，直接经济损失7000多万元，间接经济损失近2亿元。,就天然气集输管网而言，主要是因为防腐层的破损、老化失效等原因造成管道与腐蚀介质接触，发生电化学反应而产生腐蚀,第二部分：集输管网的腐蚀与阴极保护,一、管网的腐蚀机理：第二部分：集输管网的腐蚀与阴极保护,天然气集输系统腐蚀原因及防护措施课件,腐蚀过程：主要是以析氢反应和吸氧反应为主,2H,+,+2eH,2,O,2,+2H,2,O+4e4OH,-,Fe,3e Fe,3+,腐蚀过程：主要是以析氢反应和吸氧反应为主,一、管道防腐方法,1.1外壁腐蚀方法及材料：,（1）选用耐腐蚀材料制管（抗腐蚀钢材）,（2）金属防腐层（镀锌、喷铝）,（3）涂层油漆、有机化合物（沥青、塑料、树脂等）、无机化合物（水泥、石棉、法琅等）,（4）改善环境（埋地改成架空）,（5）电法保护阴极保护（外加电流、牺牲阳极）,电蚀防止法（排流保护等）,一、管道防腐方法,1.2 外壁腐蚀方法：,A、防腐绝缘层：将防腐涂料均匀致密地涂在除了锈的金属管道表面，使其与各种腐蚀介质隔绝，切断电化学腐蚀电路，从而达到防腐的目的。,常用的十大材料：沥青、煤焦油瓷漆、聚乙烯、环氧树脂、焦油环氧、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和丁基橡胶。,1.2 外壁腐蚀方法：,B、防腐蚀涂层,用无机或有机胶体混合物溶液或粉末，通过涂敷或其他方法覆盖在设备及管线的表面，经过固化，在设备及管线表面形成一层保护薄膜，使金属设备及管线表面免受外界环境的腐蚀。,一般选用红丹防绣底漆、磷化底漆、面漆用磁漆调和漆等,C、阴极保护（牺牲阳极和外加电流）,B、防腐蚀涂层,2、内壁腐蚀方法及材料：,（1）选用耐腐蚀材料制管（塑料衬里 等）,（2）涂层（塑料、树脂等）,（3）缓蚀剂,（4）脱出介质中的有害物,2.2内壁防腐方法：,A、内涂层防腐（材料：聚乙烯、环氧树脂、,烧结酚醛、烧结聚乙烯、环氧酚醛）,B、缓蚀剂防腐,C、脱出输送介质中的有害物。,2、内壁腐蚀方法及材料：,二、金属的保护方法,常用的防止金属腐蚀的方法有：,1、正确的选择金属材料。,如大气腐蚀严重的地区选择低合金钢，酸性环境严重地区选择经过特殊处理的碳素钢、低合金钢，奥氏体不锈钢等,2、合理的使用覆盖层：,如对管道进行沥青防腐，工艺设备涂刷防腐涂料、设备进行内衬处理、采用三层PE防腐等。,3、对腐蚀介质进行处理：,脱除水中的氧气、天然气的脱硫装置等,4、添加缓蚀剂：,如现在我们厂使用的气井环蚀剂,5、阴极保护：,可分为牺牲阳极阴极保护，或外加电流阴极保护,二、金属的保护方法,三、阴极保护,阴极保护是目前国内外公认的经济有效的防腐蚀措施。分为,牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护,在研究和实验中发现，当两中电位不同的金属连接在一起的时候，放置于同种介质中，电位较低的金属发生的腐蚀速度加快，而电位较高的金属得到了保护。在钢制管道或设备上常用的牺牲阳极有：镁阳极、铝阳极、锌阳极等。由于牺牲阳极在反应中逐渐被消耗，金属离子不断的溶解在周围的介质中，当在土壤中使用时必须有降低阻抗的填料包。并按照设计寿命对牺牲阳极进行更换。,三、阴极保护 阴极保护是目前国内外公认的经济有效,阴极保护的原理：向被保护的金属通入阴极电流，消除金属因成分不同造成的电位差，使腐蚀电流降为零，从而保护金属免遭电化学腐蚀,阴极保护的原理：向被保护的金属通入阴极电流，消除金属因成分不,天然气集输系统腐蚀原因及防护措施课件,牺牲阳极保护技术的优点在于,：施工成本低，日常维护方便，对保护范围内的管道或容器能起到较好的保护作用。,缺点是：牺牲阳极的保护范围比较小，不适合长距离管道的保护。,牺牲阳极保护技术提供的电流比较少，不需要外加电源，适合管道比较集中，管道距离不长的区域，如我厂的集气站、配气站。我厂对柳屯配气站的管网进行了牺牲阳极阴极保护，全站共埋设牺牲阳极67块，埋设电位测试桩18个，通过测量各处的保护电位都在-0.85-1.25V之间，取得了比较理想的保护效果。,建议在各集配气站对管网进行阴极保护，减缓由于防腐层破损、失效等因素带来的管道腐蚀。,牺牲阳极保护技术的优点在于：施工成本低，日常维护,外加电流阴极保护保护原理图,外加电流阴极保护保护原理图,外加电流阴极保护,：采用对保护部分施加电流，使金属表面带有富裕的电子，在反应过程中，被保护部分不失去电子，从而得到保护,优点：运行成本低，系统可使用时间长。比较适合于长距离管线的防腐。,缺点：一次性投入比较大。,通过实验和研究，钢制埋地管道的自然电位在-0.45-0.55V之间，在钢制埋地管道上外加300mv的保护电位就可以达到理想的保护效果，即外加电流后，管道的对地电位达到-0.85-1.25V，就有比较好的保护效果。,外加电流阴极保护：采用对保护部分施加电流，使金属表,天然气集输系统腐蚀原因及防护措施课件,第二部分：集输管网的日常管理与维护,加强施工监督，确保施工质量。,增强管道保护，杜绝二次破坏。,强化日常管理，排除事故隐患。,选用合理工艺，从源头防止腐蚀发生。,第二部分：集输管网的日常管理与维护加强施工监督，确保施工质量,加强施工监督，确保施工质量。,施工监督是确保工程质量的一项重要手段，只有做好现场施工的监督工作，才能确保工程的整体质量。在多次对管道维修的现场情况来看，在管道的接头处、管道下部的吊装处（钢丝绳勒过的痕迹）和管道在施工时的人为破坏处容易发生防腐层破损（如挖坑的民工在管道上磕锹留下的痕迹，运输过程中的碰伤等），进而引起管道的腐蚀。接头处的防腐层是现场作业完成的，在施工时，表面除锈的工序在不加以严格管理的情况下往往达不到要求，如果表面除锈不干净，该处在三年内的反锈率能达到60%以上，能使防腐层与管道剥离，起不到防腐作用。,加强施工监督，确保施工质量。施工监督是确保工程质量的一项重要,天然气集输系统腐蚀原因及防护措施课件,再如在维修作业时，新防腐层与原防腐层的搭接处，沥青防腐要求搭接处施工时要将原防腐层铲出一个宽5厘米的斜坡，并用喷灯将周围的沥青加热融化后才能进行防腐层搭接，如果不对原防腐层沥青进行加热至融化，新铺的沥青与原沥青沾不到一起，等冷却后，就会出现一道裂缝，还是避免不了今后的腐蚀。大家可能都有这种经验：一个地方防腐层坏了，修补后没过多长时间还坏，坏了再补，补了还坏，实际上就是当时施工时没有把握好质量关。加强现场施工监督，这些情况是完全可以避免的。,再如在维修作业时，新防腐层与原防腐层的搭接处，沥,在中开线大修工程中发现，外层包敷聚氯乙烯工业膜的沥青管道能比较有效的防止土壤中的水分的侵蚀，增加防腐层的有效使用寿命，建议今后管道建设中采用。,在中开线大修工程中发现，外层包敷聚氯乙烯,增强管道保护，杜绝二次破坏。,二次破坏可以分两中情况：一是，附近建设施工对管道防腐层的破坏。二是，由于在管道上耕作或种植深根茎植物对管道产生的破坏。,增强管道保护，杜绝二次破坏。,如去年濮柳干返630管线在金堤河跨越处东侧出现较严重腐蚀，管线开挖15米，可见腐蚀点17处，较均匀分布，其中有3处因为腐蚀已经泄露。腐蚀部位集中在管道北侧中间部位与529管线临近处，与529管道相距仅27cm。管道上方和南侧基本无腐蚀情况，对防腐层进行检测，防腐层沥青良好，有较好的粘结力和柔韧度，将表层沥青剥离，在管道上附着有底漆，满足防腐要求。腐蚀点附近的防腐层出现了比较严重的老化现象，防腐层容易剥离，沥青呈脆、硬状。绝大面积防腐层能耐16000V电火花检测无泄露。对17处腐蚀点严重处进行厚度检测，原管道厚度为8mm。严重处腐蚀坑剩余厚度仅为2mm、4mm、1mm和5mm。,如去年濮柳干返630管线在金堤河跨越处东侧出现较,由腐蚀的现场情况判断，基本属于二次施工破坏。原因如下：,1、630管道的上方和南侧的防腐层完好，排除由于地下腐蚀环境恶劣对防腐层的破坏原因。,2、对防腐层良好处的沥青剥离，管道的金属集体无腐蚀现象，清除地漆后有明显的金属光泽，排除管道本身和防腐层质量因素的影响。,3、腐蚀坑集中在与529管道临近的北侧，与529管道相距仅27cm，而529管道防腐层较好，可以判断630管道为先建管道，529为后建管道。在开挖529管道的管沟时，对当时临近的630管道的防腐层产生了破坏，在管沟回填时没有进行及时修补。,4、由北侧的腐蚀坑呈均匀状分布，间距1米左右。可以推断当时施工时管沟的开挖工具为挖土机，在管道开挖过程中对630管道的防腐层进行了破坏，经过了十多年的自然腐蚀，产生了现在的状况。,建议新建管道与已建管道的地下埋深距离应保持1米以上。,由腐蚀的现场情况判断，基本属于二次施工破坏。原因如下：,深根茎的植物对管道防腐层的破坏是严重的，在中开线大修过程中段寨下沉段经过一个水坑，里面长满芦苇，开挖后发现管道的防腐层内以近布满了芦苇根，部分防腐层剥离，根本起不到防腐效果。,深根茎的植物对管道防腐层的破坏是严重的，在中开线大,天然气集输系统腐蚀原因及防护措施课件,强化日常管理，排除事故隐患。,我厂对管道的普查、维修每年都有计划，对管道的普查是从2月上旬开始实施，4月上旬结束。利用两个月时间检测维修全厂三分之一的管线，每年都利用这个时间检测维修管线（这个时间雨水少、水位低、质量有保证，维修队伍这个时间工作量少），三年全厂输气管线检测维修一遍。应该严格的按照计划的要求进行实施，发现管线拱起，防腐层破损等运行隐患应该及时的排除，可以有效的防止由于管线埋深浅，农民耕作对管道防腐层的破坏，和由于防腐层破损引起的管道腐蚀进而发生穿孔的现象。,强化日常管理，排除事故隐患。,选用合理工艺，从源头防止腐蚀发生。,一是选用合理的现场维修工艺。如在管道防腐层大段破损修复过程中，不宜采用沥青修补，宜采用冷缠胶带进行防腐。原因是：沥青在现场防腐时温度比较高，能达到230度以上，容易产生人员烫伤事故。同时现场防腐的沥青是流体，在缠绕沥青玻璃丝布后，沥青会顺着玻璃丝布下淌，产生上薄下厚的缺陷，严重时管道下部的沥青在固化前由于重力下坠，使防腐层与管道剥离，不能保证施工质量。利用冷缠胶带虽然成本高，但是施工方便，人工缠绕比较均匀，能保证施工质量。,建议在今后的现场防腐修补施工中采用冷缠胶带。,选用合理工艺，从源头防止腐蚀发生。,天然气集输系统腐蚀原因及防护措施课件,二是选择合适的施工材料。,中开线全线为377沥青防腐管道，近年来在中开站南100米处管线由于腐蚀，多次穿孔，虽经焊补、防腐处理，但每年都会有新的腐蚀出现，不能解决根本问题，腐蚀呈局部点蚀坑状，为较典型的氯离子腐蚀，在管线南侧15米左右有一口注水井，在注水施工过程中，高氯离子盐水渗入土壤，使土壤中氯离子增高，氯离子具有较高的渗透性，沥青防腐层结构较松散，抗渗透能力较低，氯离子渗透入防腐层后使沥青层失效，从而对管道基体进行了腐蚀。因此应采用结构致密，抗渗能力强的防腐层进行防腐。如玻璃钢防腐，它在油田酸碱储罐的内防腐上有很成功的应用，结构致密，有很强的抗渗透性，同时玻璃钢有较强的抗酸碱和氯离子腐蚀的能力。,建议对该段管线的防腐层进行更换,二是选择合适的施工材料。,天然气集输系统腐蚀原因及防护措施课件,第三部分：气井油管腐蚀机理与预防措施,一、气井中的电化学腐蚀,在气井中主要是存在电化学腐蚀。电化学腐蚀的基础是电子转移，即由内部的离子交换引起的，实质上是形成了像电池一样的导电系统，在天然气采集系统中，干燥的CO,2,或H,2,S在理论上是不腐蚀的，但是它们溶解与气井产出液后生成微酸，电离出H,+,，与金属表面发生腐蚀。反应机理如下：,CO,2,溶与水：CO,2,+H,2,OH,2,CO,3,碳酸电离：H,2,CO,3,2H,+,+CO,3,2-,在阳极：Fe-2eFe,2+,在阴极：2H,+,+2eH,2,腐蚀产物：Fe,2+,+CO,3,2-,Fe CO,3,特别是当CO,2,的分压达到0.1Mpa时，碳钢的坑蚀比较严重，而且CO,2,在温度6070度之间腐蚀最为严重，是常温下的10倍以上。按照温度梯度计算，在地下2000米左右温度达到6070度之间，因此该段的油管遭受腐蚀比较严重。,第三部分：气井油管腐蚀机理与预防措施 一、气井,H,2,S气体溶于水可以产生腐蚀，对高温的油套管易产生氢脆，其反应机理如下：,H,2,S2H,+,+S,2-,在阳极：Fe-2eFe,2+,在阴极：2H,+,+2eH,2,Fe与H,2,S的总腐蚀过程为：,xFe+yH,2,SFexSy+y H,2,H,2,S对钢材腐蚀理论研究比较多，目前普遍认为H,2,S在水溶液中发生电离生成H+，由于HS,-,、S,2-,以及FeS的存在加速了H,+,放氢，并加速H,+,吸附在金属表面续而进入金属晶格内，遇到金属内的杂质，晶间空隙或者缺陷时，原子氢在这些部位积聚，结合成分子氢，体积增大许多倍，在金属内部产生极大的应力，致使强度高或者硬度大的钢材产生晶格变形，使钢材变脆产生微裂纹，即产生氢脆。,H2S气体溶于水可以产生腐蚀，对高温的油套管易产生,溶解氧引起的腐蚀：在气井腐蚀的过程中，腐蚀最突出的另一个因素是溶于水中的氧气，氧具有很强的腐蚀性，即使是浓度很低，也可以引起严重的腐蚀，由于水会发生下列电离。,H,2,OH,+,+OH,-,此时，如果钢铁表面的电位不同，H,+,就向着带有负电荷的铁移动，在表面与电子结合，形成氢膜,H,+,+eH,另一方面，溶于水中的Fe,2+,与水中剩下来的OH,-,结合，生成氢氧化亚铁：,Fe,2+,+2OH,-,Fe（OH）,2,溶解氧引起的腐蚀：在气井腐蚀的过程中，腐蚀最突出,当在铁的表面上形成氢膜时，就象电镀层似的能阻止铁进一步离子化，而水中生成的氢氧化亚铁是碱性的，这样在铁的周围稳定下来，控制住了铁的继续离子化。但是如果氧继续存在，这层氢膜就与氧结合，还原成水。这样铁的表面又暴露在水中，铁的离子化又重新开始。同时一部分溶解氧与Fe（OH）,2,结合，生成较疏松的氢氧化亚铁沉淀，使碱性消失，铁再次处于易溶解状态。,溶解氧除了腐蚀作用外，还对其它的腐蚀因素的腐蚀作用有推波助澜的作用，例如，在含氧和无氧的情况下，含二氧化碳的水对钢铁的腐蚀程度就有很大的区别。,当在铁的表面上形成氢膜时，就象电镀层似的能阻止铁,二、冲刷腐蚀，在油管接头处气体产生涡流。,流体在流动时对直管道的冲刷腐蚀不是很严重，主要作用在管道的拐弯处或变径处，它的主要危害是将因电化学腐蚀而产生的比较疏松的薄膜剥离并带走，原本微碱性的腐蚀产物覆盖在金属表面，有阻碍进一步发生腐蚀的效果，被流动的气体带走后，金属基体重新的暴露在腐蚀环境中，使腐蚀进一步发生。在气井生产过程中，油管接箍处管径变化，气体产生回旋，将因腐蚀产生的FeCO,3,和Fe,2,O,3,等覆着物剥离携带走，同时气体携带出地层中的砂粒，在管道变径处产生冲击，加大了剥离力度。使油管接箍处不断产生新的腐蚀。,二、冲刷腐蚀，在油管接头处气体产生涡流。,三、垢下腐蚀：,垢下腐蚀是一种综合性腐蚀，其机理是：介质中所含活性阴离子穿透垢层后吸附在金属表面，对金属表面的氧化膜产生破坏作用，破坏处成为电偶阳极，未破坏处成为阴极，于是形成电偶电池。由于阳极面积远比阴极小，故阳极电流密度很大，很快就被腐蚀成小孔，同时，腐蚀电流流向小孔周围的阴极，使这一部分受到阴极保护，继续维持着钝态，溶液中的Cl,-,随着电流的流通向小孔内迁移，使小孔内形成金属氯化物（其溶液可使小孔表面继续保持活化状态）。由于这是一个自催化的溶解过程，小孔会进一步腐蚀加深直到穿孔。在油管接箍的缝隙处，每次液体流动过后会在丝扣上产生残留。由于内部压力的轻微变化，以及气体的携带，将残留处的部分水以蒸汽的形式带走，使残留的液体的浓度不断的加大，使腐蚀情况变的更加剧烈。,三、垢下腐蚀：,62mm,73mm,89mm,35mm,建议解决办法：,现在气井内都加有缓蚀剂，能够大大的降低各种因素的腐蚀，但从宏观来看，效果还是不很理想，还不能有效的抑制腐蚀的发生。建议在加入缓蚀剂的同时，在油管接箍处的环型空间内加入环状牺牲阳极块，对接箍处进行阴极保护。,62mm73mm89mm35mm建议解决办法：,现在在部分气井中，油管接箍处的环型空间内用橡胶环填充，虽然部分的解决了气体冲刷带来的危害。但是不能从根本上解决丝扣的电化学腐蚀问题。丝扣处仍然会有液体进入，天然气中的CO,2,、H,2,S会溶解到液体里，与丝扣处的金属形成腐蚀系统，丝扣本体继续遭受腐蚀，建议在环型空间内采用牺牲阳极保护技术，将牺牲阳极块加工成现用橡胶环的形状，在作业过程中加入套管接箍内，牺牲阳极采用镁系阳极或铝系阳极，阳极与接箍良好接触，形成电偶电池，即形成阴极保护系统，产生腐蚀时，由于镁系阳极或铝系阳极的电位比较低，优先被腐蚀，Mg和Zn变成离子状态溶于介质，腐蚀电流流向接箍周围的丝扣，使接箍周围的金属变成富电子状态被钝化。不与周围介质产生电化学反应，使这一部分受到阴极保护。同时，加入牺牲阳极块后，接箍处的管道内径变为同等直径，不产生气流回旋，可以有效的防止冲刷腐蚀。随着钝化时间的增长，可以在钝化区表面形成一种较坚硬的岩盐质覆盖层，能隔离金属基体与周围介质的接触，阻止电化学反应的继续发生。,现在在部分气井中，油管接箍处的环型空间内用橡胶环,该方法的缺点是：由于接箍内的环型空间有限，加入的牺牲阳极块的数量有限，最多能保证油管接头在二到三年内不受到腐蚀。,该方法的优点是：能够防止接箍处与周围介质的电化学腐蚀，对油管的丝扣处提供良好的保护，现场操作简单，费用低。,该方法的缺点是：由于接箍内的环型空间有限，加入的牺,精品课件,！,精品课件！,精品课件,！,精品课件！,