輸氣管道防腐技術(shù)ch3s

第三章金屬防腐蝕技術(shù)1

研究金屬腐蝕的主要目的在于弄清金屬腐蝕的原因、機(jī)理和影響因素，以便控制和防止金屬腐蝕。為了控制或防止金屬腐蝕而采取的各種方法，稱為防腐蝕技術(shù)。23.1.1耐蝕材料

§3.1從微觀腐蝕體系有分析防腐蝕的四種基本方法

33.1.2防蝕涂層（表面保護(hù)技術(shù)）

43.1.3緩蝕劑（環(huán)境介質(zhì)處理）53.2.1金屬材料（指合金材料）利用耐腐蝕合金是提高設(shè)備壽命的最可靠方法提高熱力學(xué)穩(wěn)定性抑制陽極過程和抑制陰極過程提高合金耐腐蝕性的發(fā)展方向§3.2耐腐蝕材料6抑制陰極過程基本原理：當(dāng)腐蝕為陰極控制，抑制陰極過程決定于陰極去極化劑還原過程的動力學(xué)?？赡芊椒ǎ簻p少合金陰極區(qū)面積合金中提高陰極過程過電位抑制陽極過程（提高合金的鈍性）合金時加入可提高陽極鈍化度的元素。73.2.2耐腐蝕非金屬材料

83.3.1覆蓋層的分類

103.3.2金屬表面預(yù)處理

必要性表面處理的好壞直接關(guān)系到防腐層與鋼管或鋼質(zhì)儲罐的粘結(jié)性。防腐層在施工中引起的起泡、翹起、返銹等現(xiàn)象，主要原因是表面處理未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)。表面處理要達(dá)到規(guī)定的除銹標(biāo)準(zhǔn)，同時金屬表面要求有一定的粗糙度（亦稱錨紋深度），這是兩個關(guān)鍵因素。常用方法手工或動力工具除銹、噴射或拋射除銹、火焰除銹及化學(xué)除銹等。111213噴砂流程圖（壓力為0.35～0.5MPa）14金屬儲罐外壁噴砂除銹15基本方法陰極保護(hù)：在金屬表面上通入足夠的陰極電流，使陽極溶解速度減小，從而防止腐蝕，該法又稱為犧牲陽極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù)（具本應(yīng)用設(shè)計(jì)過程放在管線腐蝕中）。陽極保護(hù)：在金屬表面上能入足夠的陽極電流，使金屬電位達(dá)到并保持在鈍化區(qū)內(nèi)從而防止腐蝕?！?.4電化學(xué)保護(hù)16陽極保護(hù)原理原理：使金屬的電位處于穩(wěn)定的鈍化區(qū)的防腐蝕方法方法：用外電源進(jìn)行陽極極化；在溶液中加入氧化劑，使金屬鈍化；合金的陰極改性處理，使合金電位正移到鈍化區(qū)。173.5.1概述—是一些用于腐蝕環(huán)境中抑制金屬腐蝕的添加劑。緩蝕劑是一些少量加入腐蝕介質(zhì)中就能顯著減緩或阻止金屬腐蝕的物質(zhì)，也叫腐蝕抑制劑（CorrosionInhibitor）。緩蝕劑防護(hù)金屬的優(yōu)點(diǎn)在于用量少、見效注、成本較低、使用方便。目前廣泛應(yīng)用于機(jī)械、化工、電子、能源等許多部門。§3.5緩蝕劑18緩蝕劑保護(hù)的缺點(diǎn)是：它只適用于腐蝕介質(zhì)的體積量有限的情況下，例如電鍍和噴漆前金屬的酸洗除銹、鍋爐內(nèi)壁的化學(xué)清洗、油氣井的酸化、內(nèi)燃機(jī)及工業(yè)冷卻水的防腐蝕處理和金屬產(chǎn)品的工序間防銹和產(chǎn)品包裝等；但對于鉆井平臺、碼頭、橋梁等敞開體系，則不適用。19原理：緩蝕物質(zhì)在金屬與溶液介面上產(chǎn)生了某種作用，阻滯了腐蝕過程，而并非使腐蝕體系的本質(zhì)發(fā)生改變。加入量：0.1%~1%。緩蝕劑保護(hù)有強(qiáng)烈地選擇性。203.5.2緩蝕劑的分類2122233.5.3緩蝕效率計(jì)算介質(zhì)中加緩蝕劑后的腐蝕速度加緩蝕劑時金屬腐蝕速度介質(zhì)中未加緩蝕劑時金屬腐蝕電流

緩蝕效率能達(dá)到90％以上的為良好的緩蝕劑；若達(dá)到100％，則意味著達(dá)到了完全保護(hù)。243.5.4緩蝕劑選用原則及評價方法1、選用原則應(yīng)根據(jù)所要防護(hù)的金屬及其所處的腐蝕性介質(zhì)性質(zhì)來選取不同的緩蝕劑。該緩蝕劑應(yīng)與腐蝕介質(zhì)具有較好的相溶性，且在介質(zhì)中具有一定的分散能力，才能有效到達(dá)金屬表面，發(fā)揮緩蝕功能。為做到這點(diǎn)，常在緩蝕劑中添加少量表面活性劑，或在緩蝕劑分子上聯(lián)接親水性的極性基團(tuán)。25緩蝕劑的用量要少，緩蝕效果要好，才能使緩蝕防蝕具有經(jīng)濟(jì)性。為提高緩蝕效果，往往采取多種緩蝕劑復(fù)配，這就是協(xié)同效應(yīng)。緩蝕劑除緩蝕功能外，還應(yīng)考慮到工業(yè)體系的總體效果，例如環(huán)保、阻垢、滅菌等。262、評價方法失重法失重法是最常用的、最簡單的測定緩蝕劑緩蝕效果的方法。它可通過試驗(yàn)室模擬緩蝕介質(zhì)環(huán)境和現(xiàn)場試驗(yàn)來進(jìn)行。分別測取金屬在空白條件下（未加緩蝕劑）和加人緩蝕劑后的腐蝕介質(zhì)中的腐蝕失重，從而確定其腐蝕速率，再比較緩蝕劑的緩蝕效果。也可進(jìn)行緩蝕劑配方的篩選，緩蝕劑濃度的選用，用量、失效期的測定及復(fù)配物的選擇。27電化學(xué)法采用電化學(xué)方法，可在實(shí)驗(yàn)室條件下，快速便捷地測定金屬的腐蝕速率。也可用電化學(xué)方法來評估、篩選緩蝕劑。電化學(xué)方法采用電化學(xué)極化手段，利用電化學(xué)動力學(xué)理論和測試手段，通過對緩蝕劑加人前后在腐蝕介質(zhì)中金屬表面的極化特征的研究，以及利用Tafel曲線外推法和極化電阻法對金屬腐蝕速率的測定，來評價金屬在緩蝕劑中的緩蝕性的優(yōu)劣。28光譜法和表面譜法隨著近年來物質(zhì)結(jié)構(gòu)測試儀器的普及，采用光譜法和表面譜法對添加緩蝕劑后金屬表面膜結(jié)構(gòu)的作用和研究，已成為評價緩蝕劑的現(xiàn)代化手段和技術(shù)。例如利用吸收光譜、拉曼散射光膜、X線光電子能譜和俄歇電子能譜等技術(shù)。293.5.5緩蝕劑的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用

中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會緩蝕劑專業(yè)委員會于1981年在武漢成立，掛靠華中科技大學(xué)1、緩蝕劑研究的新方法新技術(shù)①恒電位－恒電流（P－G）瞬態(tài)響應(yīng)測量技術(shù)②光電化學(xué)方法研究緩蝕劑③諧被分析法研究緩蝕劑④

載波器法研究油溶性緩蝕劑⑤穆斯?fàn)栕V方法研究緩蝕劑⑥Mott－Schottkyltulu圖方法研究緩蝕劑的電化學(xué)測試技術(shù)302、常用緩蝕劑介紹

酸性介質(zhì)緩蝕劑石油工業(yè)常遇到酸性腐蝕環(huán)境，如井下油管表面酸化處理，鍋爐的清洗除垢，集輸管道中的油氣由于含有H2S、H2O或CO2等物質(zhì)。這些成分構(gòu)成的酸性介質(zhì)環(huán)境均可對管道設(shè)備等造成極大的威脅，采用緩蝕劑防護(hù)是切實(shí)可行的防護(hù)方法。31中性介質(zhì)緩蝕劑冷卻水、鍋爐水、污水及中性鹽類水溶液（如海水等），均屬中性介質(zhì)，有機(jī)溶液也屬中性介質(zhì)。在中性介質(zhì)水溶液中的腐蝕，大部分都是由溶解氧引起的腐蝕，常采用氧化膜型和沉淀膜型緩蝕劑。常用的有鉻酸鹽類、聚磷酸鹽、硅酸鹽、鋅鹽、有機(jī)磷酸鹽、有機(jī)磷酸脂類等。323、緩蝕劑在油氣管道中的應(yīng)用

緩蝕劑在石油系統(tǒng)應(yīng)用范圍十分廣泛，如油田集輸系統(tǒng)。注水系統(tǒng)、油氣處理裝置、工業(yè)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)等。由于天然氣中含有H2S、CO2、H2O等有害成分，對管道內(nèi)壁造成了嚴(yán)重的內(nèi)腐蝕。我國輸氣干線曾多次發(fā)生管道的爆炸、泄漏事故，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此四川石油管理局十分重視在輸氣管道內(nèi)部使用的緩蝕劑的開發(fā)與應(yīng)用研究，并成功地應(yīng)用于輸氣管道的防護(hù)。33輸氣管道應(yīng)用的緩蝕劑CT2-2緩蝕劑

CT2-2型緩蝕劑屬陰極成膜型有機(jī)緩蝕劑，棕褐色粘稠狀液體，有微胺味，溶于烴類，并能分散于水和鹽水中。經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)表明，CT2-2的緩蝕率在90％以上，管道內(nèi)壁的緩蝕速率由0.78mm/a降到0.069mm/a以下。

CT2-2不僅適用于輸氣于線，還適用于天然氣井、壓氣站等；對H2S、CO2等酸性氣體腐蝕有顯著緩蝕功能。34GP-1緩蝕劑

GP-1型緩蝕劑是用于輸氣