【2017年整理】输油管线的腐蚀及阴极保护.docVIP

问题一：输油管线的腐蚀及阴极保护 答：输油管道基本上都采用碳素钢无缝钢管、直缝电阻焊钢管和螺旋焊缝钢管。输油管道的敷设一般采用地上架空或埋地两种方式。但无论采用哪种方式，当金属管道和周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起其表面锈蚀。金属管道遭到腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，影响所输油品的质量，缩短输油管道的使用寿命，严重可能造成泄露污染环境，甚至不能使用。根据金属腐蚀过程的不同点，可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 1、化学腐蚀 单纯由化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀。例如，金属裸露在空气中，与空气中中的O、H2S、SO2、C2等接触时，在金属表面上生成相应的化合物（如氧化物、硫化物、氯化物等）。通常金属在常温和干燥的空气里并不腐蚀，单在高温下就容易被氧化，生成一层氧化皮（由FeO、FeO3、Fe3O4组成），同时还会发生脱碳现象。此外，在油品中含有多种形式的有机硫化物，环烷酸，它们对金属输油管道也会产生化学腐蚀。 2、电化学腐蚀 当金属和电解质溶液接触时，由电化学作用而引起的腐蚀叫电化学腐蚀。它和化学腐蚀不同，是由于形成了原电池而引起的。金属管道与含有水分的大气，土壤、湖泊、海洋接触。这些介质中含有CO2、SO2、HCl、及灰尘都是不同浓度的电解质溶液，金属本身由于含有，由于铁元素和杂质元素的电位不同，所以当钢铁暴露于潮湿空气中时，由于表面的吸附作用，就使铁表面上覆盖一层极薄的水膜。水的电离度虽小，但能电离成H+离子和OH-离子，在酸性介质的大气环境中H+的数量由于水中溶解了CO2、SO2等气体而增加。因此，铁和杂质就好象放在含有H+、OH-、HCO32-、HSO3-等离子的溶液中一样，形成了原电池。铁为阳极，杂质为阴极。由于铁和杂质紧密的接触，电化学腐蚀作用得以不断进行。铁变成铁离子进入水膜，同时多余的电子移向杂质。水膜中的Fe2+离子和OH-离子结合，生成Fe（OH）2附着在铁表面，这样铁便很快遭受腐蚀。其反应如下： 阳极（铁） Fe= Fe2+ + 2eFe2+ +2OH- = Fe（OH）2 阴极（杂质） 2H+ + 2e =H2↑ 然后， Fe（OH2被氧气氧化为Fe（OH）3。Fe（OH）3及其脱水产物Fe2O3是红褐色铁锈的主要成分。该腐蚀实际上是在酸性较强的情况下进行的。在一般情况下，如果铁表面吸附的水膜酸性很弱或是中性溶液，则在阳极也好是铁氧化成Fe2+离子，在阴极主要是溶解在水膜中的氧得到电子： 阳极 2Fe= 2Fe2+ + 4e阴极 O2 + 2H2O + 4e = 4OH 所以介质中不仅H+离子能引起金属腐蚀，含有氧时也能腐蚀。影响金属腐蚀的因素括金属的本性和外界介质两个方面。就金属本身来说，金属越活泼就越容易失去电子而被腐蚀。外界介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都易于腐蚀。输油管道的防腐一般采用如下方法： 上管道外防腐 根据以往经验，普遍认好以红丹油性防腐漆、红丹醇酸防腐漆等作底漆。这些漆防腐性能好，与钢铁表面俯着力强。施工现场用樟丹和清油现配，掌握好比例很重要，一般按下面比例配制：樟丹56.6%，清油37.8%，另外，加汽油或煤油5.6%左右，以利调和快干。待底漆干燥后，均匀涂刷两遍面漆。面漆材料有很多种，但使用较多的为铝粉（或称银粉）漆。铝粉漆漆膜平滑、坚韧、附着力强，并有金属光泽。施工现场配制时，其配比为：铝粉：清油或清漆：溶剂汽油（重量比为1：1.5：1.5）。 2、埋地管道的防腐绝缘 内防腐 由于油品的洁净度不同，油品中扔残留一些杂质、水分、微生物，前面也提到过，因为这些残留物的存在，管道内壁也会形成原电池，造成防腐，产生的锈片将严重影响油品质量。一般内防腐采用036耐油防腐涂料。该涂料化学稳定性好，机械性能高，不污染油品，使用方便。施工中要求对底材处理，用喷丸除锈，质量应达到国标Sa2.5级（GB8923-88）。做两道036-1底漆，再涂两道036-2面漆。按规定严格控制涂漆厚度。 外防腐 埋地管道的防腐绝缘，一般分为三级：当土壤电阻率，〈20Ω时采用特加强绝缘；20Ω≤当土壤电阻率〈50Ω时采用加强绝缘；当土壤电阻率≥50Ω采用普通绝缘；施工中按国个、标除锈，采用环氧煤沥青和玻璃丝布进行防腐绝缘，其耐油性，耐细菌腐蚀性和优异的抗阴极剥离性，适用于各种环境。 、埋地管道的电化学保护 除了上述涂料防腐保护外，还可以配合牺牲阳极保护。在电化学腐蚀中，金属电位高的为阴极，电位低的为阳极，电流从高电位到低电位，低电位金属失去电子而被氧化，产生腐蚀。如找出另外一些金属的电位比管道低，这些电位较低的金属失去电子而被腐蚀。保护了埋地管道，这种做法叫牺牲阳极保护。一般采用镁阳极和锌阳极。具体做法按着〈埋地刚质管道牺牲阳