第六章管道及储罐防腐层应用技术2012.ppt

腐蚀与防护 第一节　　油田管道、储罐腐蚀的严重性 油田设施由于长期与强腐蚀介质接触，其中有许多是在高温、高压和高流速等条件下服役，其腐蚀问题显得更为突出和严重。随着世界油气工业的迅猛发展，腐蚀的危害日趋明显。腐蚀不仅造成管道、储罐、钻杆、深井泵等设施的破坏和原油泄漏等直接经济损失，而且还会引起火灾、爆炸等灾难性事，以及环境污染、停工停产等严重后果，极大地影响了油气工业的安全生产和经济效益。 第二节 影响管道、储罐腐蚀的各种因素 油田管道中，腐蚀最为严重的是“三水一热”管，即掺水管、注水管、回水管以及拌热管。另外，油井管、套管、油气输送管的腐蚀也很严重。在储罐当中，以污水罐、高含水油罐、注水罐、沉降罐、压力滤罐等腐蚀最为严重，原油罐、成品油罐的腐蚀程度次之。 由于管道和储罐所处的工作环境、介质条件、材料品种各不相同，受到的腐蚀程度也不一样，所以，对腐蚀的原因不能一概而论，只能对影响腐蚀的各种因素进行一些分析。 一、化学因素 1.溶解氧 在中性或微酸性溶液中，溶解氧是促进腐蚀的有害成分，即使是在氧浓度很低的情况下，也能引起严重的腐蚀。不论是清水还是污水中，随着溶解氧量的增加，腐蚀速度加快。当溶解氧量由0.02mg/L增加到0.065mg/L时，金属的腐增加到蚀速度将增加5倍；含氧量增加到1mg/L时，腐蚀速度将增加20倍。 油田污水中含氧量与腐蚀速度的关系如图1-1所示。溶解氧增加，腐蚀速度加快。 一、化学因素 2.二氧化碳 一、化学因素 3.硫化氢 在油气田中，硫化氢是普遍存在的，对油气设施的腐蚀很严重。通常在水中发现有悬浮的黑色微粒和闻到硫化氢特有的臭味，就意味着该水质腐蚀性较强，同时也可能存在着大量的硫酸盐还原菌。 一般情况下，在含硫石油气或含硫原油中，硫化氢与二氧化碳总是共存的。二氧化碳的存在，使钢材的吸氢量增大，从而提高了氢致开裂的敏感性。 值得注意的是，在油田污水中通常出现硫化氢、二氧化碳和溶解氧共存的情况，所造成的腐蚀则更为严重。如果水中有硫酸盐还原菌大量繁殖时，硫化氢含量就会剧增，不仅会加速金属上述两个方面的腐蚀，而且S2-与污水中的金属离子生成硫化物沉淀，很容易形成垢层，造成管线堵塞。 一、化学因素 4.氯离子 由于氯离子的极化度高，半径小，因此，具有很高的极性和穿透性，易优先吸附于金属表面，特别是在金属表面成膜有缺陷或薄弱处，或者在有缝隙的地方及应力集中的小孔处富集，造成孔蚀、垢下腐蚀和缝隙腐蚀。 5.矿化度 介质中矿化度高，其中所含的无机盐浓度大，介质的导电率高，电化学腐蚀速度加快。在高矿化度的水中，所含的钙、镁离子浓度和碳酸根离子、硅酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子的浓度也比较高，因此，容易引起垢下腐蚀。 二、物理因素 1.温度 一般地讲，金属的腐蚀速度总是随温度的升高而增加。温度升高，介质中物质的扩散系数增大，而过电位和介质的粘度均减小。扩散系数增大，意味着有更多的氢离子或溶解氧扩散到金属表面的阴极区，加快阴极去极化反应过程。根据电化学理论，界面反应速度常数和扩散系数都与温度呈指数关系，因此，温度的升高将大大加快金属的腐蚀速度。 二、物理因素 2.流速 油田上“三水一热”管线的腐蚀速度与流速的大小有着直接的关系。在起初一个阶段内，金属的腐蚀速度随液体流速的增加而增加，这是因为水的流速增加，水携带到金属表面的溶解氧量随之增加的原因。当水的流速足够高时，有足量的氧到达金属表面，使金属部分或全部钝化，这时金属的腐蚀速度将下降。如果水的流速继续增加，水对金属表面上钝化膜的冲击腐蚀将使金属的腐蚀速率重新增大。 如果水中的氯离子浓度很高，则在任何流速下，金属都不会发生钝化，因为氯离子对表面膜有很强的破坏作用。此时，金属的腐蚀速度将随流速的增加而增加。 流体对金属表面有较强的冲击作用，容易造成磨损腐蚀，尤其是在管道折弯处。另外，在流速较高的情况下，经常使离心泵的叶轮等构件发生空泡腐蚀。 二、物理因素 3.压力 油气集输管和注水管等都有一定的压力，一般注水管的压力都在10MPa以上。石油炼制设备 、化工设备、液化石油气储罐等都承受很高的压力。压力是影响应力腐蚀开裂的主要因素之一。硫化物应力腐蚀开裂（氢致开裂（氢腐蚀）等都与压力大小直接有关，压力越高，使用寿命越短。 二、物理因素 4.电偶 在石油天然气设施中，不同金属或合金材料之间的接触或连接往往是不可避免的。在液体中，可以发现电位较负的金属腐蚀速度加大，而电位较正的金属则得到了保护，这种现象就是电偶腐蚀。比如，