油田管道腐蝕的原因及解決辦法.pdf

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1、精品文檔油田管道腐蝕的原因及解決辦法一、金屬腐蝕原理（一）金屬的腐蝕金屬的腐蝕是指金屬在周圍介質(zhì)作用下，由于化學(xué)變化、電化學(xué)變化或物理溶解作用而產(chǎn)生的破壞。（二）金屬腐蝕的分類1．據(jù)金屬被破壞的基本特征分類根據(jù)金屬被破壞的基本特征可把腐蝕分為全面腐蝕和局部腐蝕兩大類：（1）全面腐蝕：腐蝕分布在整個(gè)金屬表面上，可以是均勻的，也可以是不均勻的。如碳鋼在強(qiáng)酸中發(fā)生的腐蝕即屬此例。均勻腐蝕的危險(xiǎn)性相對(duì)較小，因?yàn)槿糁懒烁g的速度，即可推知材料的使用壽命，并在設(shè)計(jì)時(shí)將此因素考慮在內(nèi)。（2）局部腐蝕：腐蝕主要集中在金屬

2、表面某一區(qū)域，而表面的其他部分幾乎未被破壞。例如點(diǎn)蝕、孔蝕、垢下腐蝕等。垢下腐蝕形成的垢下溝槽、塊狀的腐蝕，個(gè)易被發(fā)現(xiàn)，往往是在清垢后或腐蝕穿孔后才知道。局部腐蝕的危害性極大，管線、容器在使用較短的時(shí)間內(nèi)造成腐蝕穿孔，致使原油泄漏，影響油田正常生產(chǎn)。2．據(jù)腐蝕環(huán)境分類按照腐蝕環(huán)境分類，可分為化學(xué)介質(zhì)腐蝕、大氣腐蝕、海水腐蝕、土壤腐蝕。這種分類方法有助于按金屬材料所處的環(huán)境去認(rèn)識(shí)腐蝕。3．據(jù)腐蝕過(guò)程的特點(diǎn)分類按照腐蝕過(guò)程的特點(diǎn)分類，金屬的腐蝕也可按化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、物理腐蝕3種機(jī)理分類。（1）金屬的化學(xué)腐

3、蝕：金屬的化學(xué)腐蝕是指金屬表面與非電解質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的破壞。在化學(xué)腐蝕過(guò)程中，電子的傳遞是在金屬與氧化劑之間直接進(jìn)行的，因而沒有電流產(chǎn)生。但單純化學(xué)腐蝕的例子是很少見的。很多金屬與空氣中的氧作用，在金屬表面形成一層氧化物薄膜。表面膜的性質(zhì)（如完整性、可塑性、與金屬的附著力等）對(duì)于化學(xué)腐蝕速率有直接影響。它作為保護(hù)層而具有保護(hù)作用，首先必須是緊密的、完整的。以金屬在空氣中被氧化為例，只有當(dāng)生成的氧化物膜把金屬表面全部遮蓋，即氧化物的體積大于所消耗的金屬的體積時(shí)，才能保護(hù)金屬不至于進(jìn)一步被氧化。否則

4、，氧化膜就不能夠蓋沒整個(gè)金屬表面，就會(huì)成為多孔疏松的膜。（2）金屬的電化學(xué)腐蝕：金屬與電解質(zhì)溶液作用所發(fā)生的腐蝕，是由于金屬表面發(fā)生原電池作用而引起的，這一類腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。采油工程中的腐蝕過(guò)程通常是電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕過(guò)程由下列三個(gè)環(huán)節(jié)組成：①在陽(yáng)極，金屬溶解，變成金屬離子進(jìn)入溶液中：Me→Men＋＋ne（陽(yáng)極過(guò)程）②電子從陽(yáng)極流向陰極；③在陰極，電子被溶液中能夠吸收電子的物質(zhì)（D）所接受：e－＋D→［D·e－］（陰極過(guò)程）在陰極附近能夠與電子結(jié)合的物質(zhì)很多，但在大多數(shù)情況下，是溶液中的H＋和O2。

5、H－與電子結(jié)合形成H2，O2在溶液中與電子結(jié)合生成OH－：2H＋＋2e→H2O2＋2H2O＋4e→4OH－（在中性或堿性液中）O2＋4H＋＋4e→2H2O（在酸性介質(zhì)中）以上三個(gè)環(huán)節(jié)是相互聯(lián)系的，三者缺一不可，如果其中一個(gè)環(huán)節(jié)停止進(jìn)行，則整個(gè)腐蝕過(guò)程也就停止。金屬電化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生，是由于金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)形成了腐蝕原電池所致。1歡迎下載。精品文檔（3）物理腐蝕是指金屬由于單純的物理溶解作用所引起的破壞，如許多金屬在高溫熔鹽、熔堿及液態(tài)金屬中可發(fā)生物理腐蝕。（三）金屬腐蝕速度的表示方法金屬遭受腐蝕后．其質(zhì)

6、量、厚度、機(jī)械性能、組織結(jié)構(gòu)、電極過(guò)程都會(huì)發(fā)生變化，這些物理性能和力學(xué)性能的變化率可用來(lái)表示金屬腐蝕的程度。在均勻腐蝕的情況下通常采用質(zhì)量指標(biāo)、深度指標(biāo)和電流指標(biāo)來(lái)表示。1．質(zhì)量指標(biāo)這種指標(biāo)就是把金屬因腐蝕而發(fā)生的質(zhì)量變化，換算成相當(dāng)于單位金屬表面積于單位時(shí)間內(nèi)的質(zhì)量變化的數(shù)值。所謂質(zhì)量的變化，在失重時(shí)是指腐蝕前的質(zhì)量與消除了腐蝕產(chǎn)物后的質(zhì)量之間的差值；在增重時(shí)系指腐蝕后帶有腐蝕產(chǎn)物時(shí)的質(zhì)量與腐蝕前的質(zhì)量之差，可根據(jù)腐蝕產(chǎn)物容易去除或完全牢固地附著在試件表面的情況來(lái)選取失重或增重表示法：（2）金屬腐蝕速度的

7、深度指標(biāo)此指標(biāo)表示單位時(shí)間內(nèi)金屬的厚度因腐蝕而減少的量。在衡量不同密度的各種金屬的腐蝕程度時(shí)，這個(gè)指標(biāo)很方便，與質(zhì)量指標(biāo)間有以下?lián)Q算關(guān)系：vL＝v·8．76／ρ（3－9）式中vL———腐蝕的深度指標(biāo)，mm／a；ρ———被腐蝕金屬的密度，g／cm3。除上述單位以外，在不少文獻(xiàn)中也經(jīng)常用mdd即mg／（dm2·d），ipy（in／a），mpy（mil／a）等作為質(zhì)量指標(biāo)和深度指標(biāo)的單位，之間可以相互換算。根據(jù)金屬年腐蝕深度的不同，管道及儲(chǔ)罐的介質(zhì)腐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及大氣腐蝕性評(píng)價(jià)按SY／T0087—95進(jìn)行。3．金

8、屬腐蝕速度的電流指標(biāo)此指標(biāo)是以金屬電化學(xué)腐蝕過(guò)程的陽(yáng)極電流密度的大小來(lái)衡量金屬的電化學(xué)腐蝕速度?？赏ㄟ^(guò)法拉第定律把電流指標(biāo)和質(zhì)量指標(biāo)聯(lián)系起來(lái)，兩者關(guān)系為：ia＝v×n×26．8×10－4／A（3－10）式中ia———腐蝕的陽(yáng)極電流密度，A／cm2；v———金屬腐蝕的速度，g／（m2·h）；n———陽(yáng)極反應(yīng)中化合價(jià)的變化值；A———參加陽(yáng)極反應(yīng)的金屬的原子質(zhì)量，g。二、油氣田腐蝕環(huán)境金屬腐蝕是金屬與周圍環(huán)境的作用而