管道阴极保护技术201803.ppt

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1、1、金属电化学腐蚀基础知识2、阴极保护技术原理及发展简史3、阴极保护技术的分类4、阴极保护系统的基本构成5、阴极保护准则7、阴极保护系统施工与验收8、阴极保护运行维护与管理6、涂层与阴极保护的相互关系讲座内容阳极反应：Fe2eFe2++（氧化反应）（失电子）阴极反应：O2+2H2O+4e4OH-（还原反应）（得电子）总反应：2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2中性介质（水溶液、土壤）金属管壁O2O2O2O2O2+2H2O+4e4OH-2e2e阳极区（腐蚀部位）阴极区Fe2+Fe2+Fe(OH)2OH-金属管壁金属电化学腐蚀是指金属表面与离子导

2、电的电解质溶液(土壤或水溶液等)发生电化学作用而产生的破坏。1、金属电化学腐蚀基础知识Page3阳极反应：Fe2eFe2++（氧化反应）（失电子）阴极反应：O2+2H2O+4e4OH-（还原反应）（得电子）总反应：2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2腐蚀反应：金属的价态升高（失电子）（被氧化）去极化剂的价态降低（得电子）（被还原）去极化剂（O2、H+、Fe3+、Hg+等）氧化还原反应FeFe2+1s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d64s0O1s22s22p4O2-1s22s22p62eNe1s22s22

3、p6氖（0族惰性气体）1、金属电化学腐蚀基础知识Page4阳极反应：Fe2eFe2++（氧化反应）（失电子）阴极反应：O2+2H2O+4e4OH-（还原反应）（得电子）总反应：2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2（白色）次生反应：3Fe(OH)2（白色）+2OH-Fe3O4（黑褐色）+4H2O2e+2Fe3O4+2OH-+(3n-1)H2O3(Fe2O3nH2O)(红色).2e+铁矿石（赤铁矿）主要成分1、金属电化学腐蚀基础知识Page5电化学腐蚀；①有两个独立的腐蚀反应（阳极反应、阴极反应）；②同时发生在空间上彼此独立的两个区域（阳极区、阴

4、极区）；③两个独立的腐蚀反应有一个相同的腐蚀速度；④阴/阳极面积比对腐蚀穿孔速率影响巨大。①金属材料本身形成阳极区/阴极区；②被腐蚀的金属材料一定与电解质水溶液相接触；③电解质水溶液中必须含有腐蚀介质（O2、CO2、H2S、SRB）；④必须具有电子通路和离子通道（金属材料/腐蚀电解质）。本质：特点：必要条件：四者缺一，腐蚀不会发生与发展油田中各种局部腐蚀1、金属电化学腐蚀基础知识Page6阳极反应：FeFe2++2e阴极反应：O2+2H2O+4e4OH-总反应：2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2<1>O2存在时：多发生在油田埋地集输管道的外

5、壁、储罐底板外壁，含O2集输管道内壁（外部引入O2时，如回注污水含氧不合格、缓蚀剂加注不当时引入）、储罐内壁、穿越套管内管段的外壁、埋地管道水泥固定墩附近土壤侧管道的外壁、各种地下/地上管线地面交界处附近地下一侧的管道外壁等；常见，多发。油田中各种局部腐蚀1、金属电化学腐蚀基础知识Page7<2>CO2存在时：CO2+H2OH2CO3H2CO32H++CO32-阴极反应FeFe2++2e阴极反应2H++2eH2总反应Fe+H2CO3FeCO3+H2CO2水溶液对钢铁材料的腐蚀，影响因素有两个：一是受H+去极化影响，二是与产物能否成膜，膜的结构和

6、稳定性有重要关系。腐蚀形貌：产物膜局部破损处的点蚀，引发环状或台面状的蚀坑、蚀沟。油田中各种局部腐蚀1、金属电化学腐蚀基础知识Page8阳极反应：FeFe2++2e阴极反应2H++2eHad+HadH2钢铁中扩散，形成H2总反应Fe+H2SFeS+H2这种腐蚀破坏通常有两种类型<3>H2S存在时：油田中各种局部腐蚀体积腐蚀氢渗透1、金属电化学腐蚀基础知识Page9注水开发的油田集输系统中都存在SRB。SRB的繁殖可使系统中的H2S含量增加，腐蚀性增强；水质明显恶化，变黑、发臭。同时，Fe2+、S2-、OH-等腐蚀产物还会与水中成垢的离子共同沉淀

7、成污垢，造成垢下腐蚀及管道堵塞。另外，堵塞部分地层，注水压力上升，注水量减小，直接影响产量。高温型：55~60℃，中温型：30~35℃；PH值：一般在5.5~9.0，最适宜：7.0~7.5<4>硫酸盐还原菌（SRB）存在时：油田中各种局部腐蚀去极化剂：阳极反应：阴极反应：1、金属电化学腐蚀基础知识Page10防腐措施评价监测耐蚀合金防腐涂层阴极保护缓蚀剂非金属管表面技术工艺结构1、金属电化学腐蚀基础知识Page11Page12阴极保护与防腐层联合使用是埋地管道目前最为有效和经济的腐蚀控制方式。美国政府联邦规程的法规第39号192部分规定：从19

8、71年7月31日起，所有新建的埋地或浸水输配管线都必须采用防腐层并实施阴极保护，以防止管道外壁腐蚀。国务院发布的《石油、天然气管道保护条例》规定：管道