阴极保护在油田防腐上的应用

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1、阴极保护在油田防腐上的应用答辩人：蒲良专业：电气工程及其自动化指导老师：林骁刘智勇阴极保护在油田防腐上的应用一、油田阴极保护的背景及其意义二、阴极保护的原理及其分类三、保护方案的选择四、管道阴极保护五、大罐防腐六、结论与展望一、油田阴极保护的背景及其意义背景：原油储罐和管道的使用寿命主要受电化学腐蚀的影响，原油储罐和管道使用寿命的长短直接关系到油田工业能否长期稳定和正常生产。意义：防护原油储罐和管道使其免受电化学腐蚀，延长使用寿命。二、阴极保护的原理及其分类保护原理：阴极保护是一种用于防止金属在电介质（海水、淡水及土壤等介质）中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理是对被保护的金

2、属表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。牺牲阳极法阴极保护实体示意图强制电流阴极保护实体示意图三、保护方案的选择管线：对于长输管道在沙漠环境下土壤电阻率较高，使用牺牲阳极难以达到保护效果，选择强制电流法较好。大罐：对于储油大罐，罐内壁的腐蚀防护从安全角度考虑不宜采用强制电流阴极保护因采用牺牲阳极法，对于罐外部分应根据经济性和其它各方面因素决定是用牺牲阳极法还是强制电流法。腐蚀管道腐蚀大罐腐蚀四、管道阴极保护1、强制电流阴极保护的组成组成：①恒电位仪，②阳极地床，③参比电极，④测试桩。MAS2000的接线示意图2

3、、腐蚀调查与分析调查目的：为了分析管道现在所处的腐蚀环境状况调查分析内容：1、土壤电阻率与土壤腐蚀性关系2、管道自然电位与土壤腐蚀性关系3、管道覆盖层绝缘电阻值优劣评价等级管道腐蚀原因：管道腐蚀主要是受外界环境影响较严重，由于防腐层常年运行老化以及施工或运输、安装及补口，热应力及土壤应力、涂层的老化破坏及涂层微小针孔的存在在所难免，导致管材和土壤电位存在差异，产生电化学腐蚀。土壤电阻率与土壤腐蚀性关系对所埋管道土壤进行电阻率测试，石西区块的土壤电阻率在60~150，将测量结果与表比较可知，大多数输油输气管道所处的土壤环境为弱腐蚀等级。管道自然电位与土壤腐蚀性关系管道进行自然电位的

4、测试结果均为-0.45~-0.55V，确定地下管网处于较强腐蚀等级管道覆盖层绝缘电阻值优劣评价等级石西输油输气管线的保护覆盖层材质为黄夹克绝缘电阻为50000，绝缘等级为优秀。由上面参数分析可知，管道所处的腐蚀环境为弱腐蚀环境，且有良好的绝缘覆盖层，因此在设计强制电流阴极保护时对设备要求不高，只需要很小的保护电流及可达到保护要求。3、强制电流设计原则1、被保护管道与未保护装置之间装设绝缘接头或绝缘法兰。2、钢铁的保护电位常取-0.85V（CSE）这一准则在较强腐蚀环境，以-950mV的准则代替，为了对腐蚀防护更加可靠和有效。3、辅助阳极的设计寿命应与被保护管道相匹配，不宜小于20

5、年。4、最大保护电位的限制应根据覆盖层种类及环境来确定，以不损坏覆盖层的粘结力为准。4、阴极保护的设计步骤1、工程设计寿命：与使用年限匹配2、管道保护电位：保护电位至少为-850mV（SCE）3、最小保护电流密度：根据防腐层电阻选取，黄夹克取取104、相关工艺参数①保护长度L②保护电流I③辅助阳极组接地电阻R④辅助阳极的质量G⑤系统电源设备功率P,输出电压U,输出电流I经计算得出，此段黄夹克保护层的油线和气线阴极保护所须功率、电流、电压都很小，使用现有的设备能达到保护要求。5、管道阴极保护的运行现状阳极接地电阻4.2Ω,接地电阻偏大（相对设计电阻）结论1、阳极接地电阻大阳极接地电

6、阻过大易造成，输出电流达不到额定值，使保护距离缩短。解决办法：阳极地床需开挖,看阳极腐蚀程度,如阳极棒无过度腐蚀,就需浇水,或添加降阻剂以降低接地电阻。2、测量结果一条气线上无保护电位，不知电送哪去了。解决办法：用PCM找出莫北站阴极送电到那条管线上去了，如果接错需更改。3、个别点极化电位偏低，主要由阳极地床接地电阻偏高引起。4、管线测试桩,莫北油气线后几公里无测试桩。桩号不清楚,没有明确表明是那条管线,管线标志桩太少,标志不明显.。解决办法:用pcm寻找管线确切位置及埋设深度,对埋深不够的管段需覆土.对管线标志桩.测试桩重新埋设焊接，做到一目了然。5、经过理论设计，得出在现有的

7、设备能满足阴极保护要求，只需要对其进行适当的维护就能满足要求。五、大罐防腐一、目前现状石西油田作业区目前共有2座油水处理站：石西联合站和石南联合站；3座转油站：莫北转油站、石南31转油站和莫109转油站；1座天然气处理站：石西天然气处理站。随着使用年数的增加，储罐陆续出现了腐蚀穿孔的现象，腐蚀穿孔的储罐主要分布在石西联合站、石南联合站的沉降罐、净化油罐，因此需要通过定期清罐、定期壁厚检测以及定期巡检，发现储罐的隐患部位并及时进行维修，保证作业区各类储罐的安全生产运行。二、腐蚀原因