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腐蚀防护与阴极保护系统维护管理

CONTENTS1概述2油气田管道外腐蚀原因分析3杂散电流对管道的危害5阴极保护系统主要构成构成五、阴阴极保护极保护系统主要构成阴极保护五、阴极保护系统主要构成系统主要构成4有效的控制管道的腐蚀7阴极保护管理与维护6阴极保护系统监测

一、概述腐蚀机理化学腐1、金属腐蚀的定义自然界中，大多数金属是以化合状态存在的。通过炼制，被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态。然而，回归自然状态是金属固有本性。我们把金属与周围的电解质发生反应，从原子变成离子的过程称为腐蚀。1）广义：材料与环境间发生化学或电化学相互作用而导致材料材料与环境间发生化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象，包括：金属、非金属高分子、复合材料等（ISO8044，GB/T10123）。2）狭义：金属与环境间的物理—化学相互作用，使金属性能发生变化，导致金属、环境及其构成的技术体系功能受到损伤（ISO8044-1999，GB/T10123）。

一、概述腐蚀机理化学腐3）腐蚀机理分类：电化学腐蚀：在材料与电解质溶液环境之间进行离子和电子交换，这类腐蚀是最常见的腐蚀。化学腐蚀（纯氧化）：没有电子和离子的参与物理腐蚀：金属与周围介质发生物理溶解反应2、金属腐蚀的危害金属腐蚀广泛存在于我们生活中，国外统计表明，每年由于腐蚀而报废的金属材料，约相当于金属产量的20-40%，全世界每年因腐蚀而损耗的金属超1亿吨以上。据有关数据统计，2014年我国全行业腐蚀总成本为21278.2亿元，占GDP的3.34%（世界腐蚀组织(WCO)2010年：全球3-4%GDP/年）。管道腐蚀泄露事故给社会带来极大的危害，危及了公众安全，并造成环境污染，同时也给国民经济造成巨大损失。在管道9类危害和风险因素中前三名都是腐蚀；已报告的油气管道事故中30%都是源于腐蚀。

一、概述腐蚀机理化学腐3、电化学腐蚀分类（形态）1）均匀腐蚀（全面腐蚀）--减薄、卡滞、丧失功能2）局部腐蚀--严重破坏、产生突发事故（1）点蚀（2）晶间腐蚀（3）电偶腐蚀（4）缝隙腐蚀（5）选择性腐蚀（6）应力腐蚀（7）腐蚀疲劳（8）磨损腐蚀（9）氢损伤（10）微生物腐蚀......腐蚀环境大气腐蚀土壤腐蚀海水腐蚀碱腐蚀酸腐蚀盐腐蚀高温腐蚀......

二、油气田管道外腐蚀原因分析1、敷设环境造成的腐蚀1）由于受地理及环境的制约，形成了密集埋设，大多为同沟埋设二、三条管道、交叉点多；2）埋地管道所处的环境是引起腐蚀的外部原因之一，包括管道敷设环境、温度、土壤类型（氧浓度不同）、电阻率、含水量、pH值、硫化物含量等。例如：大港油田地区土壤电阻率10Ω·m，属严重腐蚀土壤。

二、油气田管道外腐蚀原因分析2、管线表面性质不同（如新旧管道连接）管道表面自腐蚀电位不同，会造成新管道腐蚀保护旧管道。3、人为损坏造成的腐蚀偷盗油造成管道破坏、地面占压物和任意取土造成的地面不均匀沉降，周边管道的施工作业，新建管道运输和施工过程中造成的防腐层损坏，导致管道受损、腐蚀甚至破裂。

二、油气田管道外腐蚀原因分析4、管道补口及抢险修复施工作业造成的腐蚀对管道补强修复发现，管道腐蚀在补口附近占比较高（40%）。由于大部分抢险堵漏管段没有实施规范的外防腐层修复，对管体缺陷没有进行补强修复，从而加快了抢险管段附近管道的腐蚀，导致腐蚀穿孔呈现增加的趋势。

二、油气田管道外腐蚀原因分析5、杂散电流造成的腐蚀1）阴极保护管道与未实施阴极保护管道交叉和搭接造成的电干扰；2）管道沿线的高压电力线路，电气化铁路、其它电力设施形成的杂散电流，加剧管道腐蚀。

二、油气田管道外腐蚀原因分析6、管道应力变化造成的腐蚀金属管道在拉力、压力和剪切力等外力作用下，其结构发生变化，导致局部应力集中，应力集中点处和焊口处防腐层易发生破裂进而导致腐蚀，管道腐蚀点就是应力集中点。

二、油气田管道外腐蚀原因分析根据近十几年来油田、石化厂区、城市（燃气）管道检测和补强修复数据统计，我们发现管道腐蚀有以下特性（管道外腐蚀特征及腐蚀部位）:1）管道腐蚀程度与管道使用年限没有直接关系；2）管道腐蚀点分散、局部腐蚀严重；3）管道腐蚀段长度占管道总长度比例较低。4）管道出入地、穿墙段、弯头处；5）杂散电流影响管段；6）管道防腐保温层破裂附近管段；7）管道焊口及抢险修复管段附近；8）多管道搭接附近管段。

三、杂散电流对管道的危害杂散电流是设计的或规定的回路以外流动的电流，在管道腐蚀穿孔事故中，杂散电流腐蚀占非常大的比例，杂散电流腐蚀速率是正常自然腐蚀速率的很多倍管道防腐层绝缘性越来越好，进入管道的杂散电流可以长距离传输