地下金属管道腐蚀与防护重点

绪论

1，腐蚀分类：化学腐蚀、电化学腐蚀

2，电化学腐蚀的特点：（1）介质为离子导电的电解质（2）金属/电解质界面反应过程是因为电荷转移而引起的电化学反应（3）界面上的电化学过程可以分为两个相互独立的氧化和还原过程（4）电化学腐蚀过程伴随电子的流动

3，金属/电解质界面上伴随电荷转移发生的化学反应称为电极反应第一章

1，电化学腐蚀——依靠腐蚀原电池的作用而进行的腐蚀过程叫做电化学腐蚀。

2，电位—pH图（p9）

（1）m线：4H+ + 4e + O2 =2H2O n线：2H+ + 2e=H2

n线之下有H2析出，是H2稳定区；高于m线则有O2析出，是O2稳定区

（2）D到D’的发生过程

①Fe位于D点处生成铁锈的腐蚀过程

在该区域内Fe(OH)2和H2O是稳定的，因此在PH=9.6∽12.5的范围内能形成Fe(OH)2钝化膜。腐蚀体系中的电极反应为

阳极反应：Fe——Fe2++2e 2H2O=2H++2OH-

次生反应：Fe2++2OH-——Fe(OH)2

阴极反应：2H++1/2O2+2e——H2O

总反应：Fe+1/2O2+ H2O——Fe(OH)2

②当体系的电位升高至D点以上，在图的右上方D’时，随着电位上升，氧的平衡分压增加，Fe(OH)2将进一步氧化成Fe(OH)3

阳极反应：2Fe(OH)2+2H2O——2 Fe(OH)3+2H++2e

阴极反应：1/2O2+ H2O+2e——2OH-

总反应：2Fe(OH)2+1/2O2+ H2O——2 Fe(OH)3

③欲使图1-6中的B点位置移出腐蚀区，可采用的控制腐蚀措施：a：降低电极电位至非腐蚀区，即通常采用的阴极保护法；b：把Fe 的电位升高至钝化区，即采用阳极保护，或在溶液中注入缓蚀剂，使金属表面形成钝化膜；c：调整溶液PH值，在PH=9.6∽12.5的范围内能形成Fe(OH)2 或Fe(OH)3钝化膜

3，腐蚀原电池分类：微电池、宏电池

地下管道最常见的腐蚀现象——氧浓差电池

4，腐蚀原电池作用过程：①阳极过程：金属溶解，以离子形式转入溶液，并把当量电子留在金属上；②电子转移：在电路中电子由阳极流至阴极；③阴极过程：由阳极流过来的电子被溶液中能吸收电子的氧化剂D所接受，其本身被还原

5，腐蚀原电池形成条件：①有电解质溶液与金属相接触；②金属的不同部位或两种金属间存在电极电位差；③两极之间相互连通

6，腐蚀速度v-是指单位时间内单位面积上损失的质量。g/(m2h)

v-=W/St=3600IA/(SFn) S——阳极的金属表面积

凡是能降低腐蚀电流I的因素，都能减缓腐蚀

7，极化——腐蚀原电池在电路接通以后，电流流过电极时电位偏离

初始电位的现象称为电极。

阳极电位往正方向偏移，叫阳极极化；阴极电位往负方向偏移，叫阴极极化。

电极极化分类：①活化计划；②浓度极化；③电阻极化

活化极化——由于电极上电化学反应速度缓慢而引起的极化叫活性极化，（电化学极化）

过电位是相对可逆电极偏离平衡态时的电位变化值，它是与电极反应相联系的。η活化=a+[RT/(αnF)] lni=a+βlni

8，腐蚀极化图p17图1-11

E A0阳极的平衡电极电位，曲线E A0S是阳极极化曲线

E C0阴极的平衡电极电位，曲线E C0S是阴极极化曲线

两条极化曲线相交于S，横坐标I corr表示当电池的回路电阻R等于零时电池中流过的电流，也就是电池可能达到的腐蚀电流最大限度I max，此时两级电位相等。

（1）腐蚀的控制因素（定义）——腐蚀原电池的作用过程是由阳极过程、阴极过程和电子转移三步骤构成，其中阻力最大步骤对腐蚀速度起主要影响，称为腐蚀的控制因素

（2）利用腐蚀极化图，说明腐蚀过程受哪些因素控制（p17图1-12）（a）的控制因素是阳极极化性能（b）的控制因素是阴极极化性能（c）是混合控制（d）为电阻极化所控制

9，金属钝化

（1）引起金属钝化的因素：化学钝化、电化学钝化

①化学钝化——一般在强氧化剂（如硝酸、硝酸银、氯酸、重络酸钾或氧）中钝化，属于化学因素引起的钝化，叫做化学钝化

②电化学钝化——外加电流引起的阳极极化时的钝化，电极电位正移，属于电化学因素引起的钝化，叫做电化学钝化

（2）阳极钝化现象是金属钝化的主要特征之一

（3）典型的阳极极化钝化曲线（P24 图1-19）

AB——电流随电位升高而增大，处于金属活化溶解区

BC——电流急剧下降，处于不稳定状态，为活化/钝化过渡区CD——随着电位的正移电流几乎保持不变，是稳定钝化区DE——电流再次随着电位升高而增大，为过钝化区

①化学反应

AB：Fe——Fe2++2e

BC：2Fe+3H2O——Fe2O3+6H++6e

CD：Fe2+——Fe3++e 3Fe+4H2O——Fe3O4+8H++8e

DE：4OH-——O2+2H2O +4e

②钝化参数ic——越小——越易钝化；；Ec——越负——越易钝化Ip——越小——形成钝化膜越好

10，土壤腐蚀的原因：①电化学腐蚀。土壤是固态、液态、气态组成，充满着空气、水和不同盐类，土壤中有水分和能进行离子导电的盐类存在，使土壤具有电解质溶液的特征，因而金属在土壤中发生电化学腐蚀；②电解腐蚀。由于工业和民用用电有意或无意地排入或泄露至大地，土壤中有杂散电流通过地下金属构筑物，因而发生电解作用，

电解电池的阳极是遭受腐蚀的部位；③细菌腐蚀。土壤中细菌作用而引起的腐蚀

11，土壤性质对腐蚀过程的影响：①氯离子和硫酸根离子的含量愈大（高于1％）时，土壤腐蚀性就越强；②土壤结构不同直接影响土壤含水量和透气性，进而影响腐蚀过程；③土壤的含氧量

（1）矿物盐：Cl- 、SO2-4 结构：砂土、粘土含氧量

（2）不同结构的土壤交接时，土壤含氧量、湿度和氧透气性的差别，为形成宏观氧浓差电池准备了条件

（3）一般来说，土壤的含盐量越大，含水量越大，土壤电阻率愈小，土壤腐蚀性也愈强

12，土壤腐蚀的特点：①由于土壤性质及其结构的不均匀性，不仅在小块土壤内可形成腐蚀原电池，而且因不同土壤交接在埋地管道上形成的长线电流，其宏观腐蚀原电池可能达数十公里；②：除酸性土壤外，大多数土壤中裸钢腐蚀的主要形式是氧浓差电池；③：腐蚀速度比一般水溶液慢，特别是土壤电阻率的影响大，有时成为腐蚀速度的主要控制因素。

13，土壤的细菌腐蚀：厌氧性细菌——硫酸盐还原细菌

SO42-+8H——S2-+4H2O

14，影响海水腐蚀的因素:①所含盐类及其浓度；②溶解的氧量；③温度；④流速；⑤海洋生物，出现坑蚀。

（金属在海水中的腐蚀过程是受阴极反应中氧的去极化作用控制的，这是一个重要因素）

15，海水腐蚀的特点：①海水接近中性，含大量氯离子，故海水对钢铁等大多数金属的腐蚀，其阳极极化的程度很小，腐蚀速度主要由阴极反应过程中氧的去极化作用所控制；②不同金属在海水中的自然电位与其标准电极电位差异很大，电偶序也有所改变；③海水电阻率很小，故腐蚀速率一般比土壤中大得多；④注意海洋大气带和飞溅区的特点。飞溅区和潮差区；⑤不同水深处，腐蚀速率不同；⑥腐蚀疲劳，在腐蚀环境中由于交变应能力产生裂纹而引起的破坏。

飞溅区和潮差区，构筑物受浪花和海潮的冲击，不仅会发生全面腐蚀，还有坑蚀和冲蚀，需要采取特殊的防腐保护层。

16，淡水腐蚀是典型的电化学过程，与水中溶解氧量、水的硬度、含盐量、含硫量、温度、流速、pH值等因素有关

17，局部腐蚀的五个类型：①缝隙腐蚀；②点腐蚀（孔蚀）；③晶间腐蚀；④应力腐蚀；⑤腐蚀疲劳

（1）缝隙腐蚀（原理）——许多金属构件是由螺钉、焊接等方式链接，在这些连接或焊接接头缺陷处可能出现狭小的缝隙，其缝

宽足以使电解质溶液进入，使缝内金属与缝外金属构成短路原

电池，并在缝内发生强烈的腐蚀，这种腐蚀叫做缝隙腐蚀。（2）点腐蚀（孔蚀）特点：①易于生成钝化膜的金属材料表面容易发生深的点蚀；②点腐蚀发生于有特殊离子的介质中；③点腐

蚀发生在某一临界点位以上。

（3）应力腐蚀（定义）：由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用所产生的材料破坏过程称为应力腐蚀。

应力腐蚀开裂（SCC）——埋地管道腐蚀事故的主要原因

①定义：金属在应力与化学介质协同作用下引起的开裂（或断裂）现象，叫做金属应力腐蚀开裂（或断裂）

②特征：有静应力，特别是拉伸分量存在；拉应力愈大，则断裂时间愈短；腐蚀介质是特定的

③机理：阳极溶解；氢致开裂

④氢致开裂的损伤分类：氢脆（HE）；氢鼓泡(HIB)；氢致台阶式开裂（HISC）

(4)腐蚀疲劳（定义）：金属在在腐蚀的环境中与交变应力的协同作用下引起材料的破坏，叫做腐蚀疲劳。

疲劳强度（σN）：称为表现表观疲劳极限或腐蚀疲劳极限

（5）将负荷应力对失效的循环次数作图，称为S-N曲线（P35 图1-27）特征：①任何金属在任何介质中都发生腐蚀疲劳

②环境条件对材料的腐蚀疲劳有严重影响

③腐蚀疲劳与频率有关

④腐蚀疲劳的裂纹主要是穿晶

⑤对金属材料进行阳极极化可使金属裂纹扩展速率降级

18，油气管道中的H2S腐蚀

（1）两大类：电化学腐蚀、氢致开裂（HIC）

硫化物应力开裂（定义）：在拉伸应力及H2O和H2S的腐蚀介质联合作用下产生开裂，引起的脆性破坏称为硫化物应力开裂（SSC）（2）氢致开裂（定义）：按应力腐蚀的机理将阴极析氢反应的H进

入金属后对应力腐蚀开裂起决定作用或主要作用的破坏称为氢

致开裂（HIC）

腐蚀过程生成的氢原子，在硫离子的影响下，在管材热影响区的MnS 夹杂出富集，加之热影响区的金相组织硬度高，内应力大，常是裂纹的主要形核位置，形成裂纹源，产生氢致开裂（HIC）

（3）硫化物应力开裂的影响因素：①钢材的强度（硬度）；②钢材的金相组织直接影响其抗硫性能；③钢中P、S含量要很低，形

成的MnS夹杂尽可能少；④冷加工或机械损伤的影响。

（4）对于湿H2S环境，应考虑温度、PH值、H2S的浓度（或分压）、溶液中的杂质（NaCl、HCN）等因素

（5）影响氢脆发生的主要因素：①敏感的金相组织；②足够的含氢量；③足够的拉应力

19，导致管线破裂最危险的地段——延压缩机站下游30km左右20，“阴极保护屏蔽”就是指阴极保护系统中保护电流到达被保护金属表面的数量减少的任何情况。

21，造成套管内管体腐蚀的原因：①套管与管道发生短路；②套管对管道的阴极保护系统起到屏蔽作用，使穿越段的管道达不到有效保护22，套管内的防护采用的措施：①钢套管要作外壁防腐；②在环形空间注入填充物；③在套管环形空间安装牺牲阳极（棒状或带状）；④采用外加电流阴极保护；⑤新建的穿越工程尽量不采用套管

23，输气管道H2S腐蚀的控制：①选择耐蚀材料；②控制腐蚀环境，关键是脱水，脱除水、氧、硫等；③选择有效的内防腐层或缓蚀剂，

以保护模形式隔离腐蚀环境与钢管接触；④加强和完善管理体制

第二章

1，对于地下水位低，地表植被较差的地段，采用石油沥青防腐层可以获得最大的投入产出比

2，焦煤油瓷漆具有优良的防腐性能，比较经济适用，特别是适合于穿越沙漠、盐沼地等特殊环境

3，几种合成树脂防腐层：①聚烯烃胶粘带；②熔结环氧粉末；③挤出聚乙烯；④三层PE复合结构

4，沼泽地区管道的防腐层：有三层，第一层保证粘结及电绝缘性；第二层为特殊的抗水层；第三层为加重管道及保证机械强度保护层5，选择防腐层的原则：基本原则是确保管道防腐绝缘性能。在此基础上，①在多石地段或河流穿越段，应选用机械强度较高的熔解环氧、挤出聚乙烯或双层、三层聚乙烯防腐层；②在氯化物盐渍土壤地段应选用熔结环氧、挤出聚乙烯及煤焦油瓷漆等耐氯离子腐蚀的防腐层；

③在沼泽地段，应选用长期耐水耐化学和腐蚀性的挤出聚乙烯及煤焦油瓷漆防腐层；④在碳酸盐型土壤中，可选用耐CO32-腐蚀的石油沥青和聚乙烯胶粘带；⑤在输送介质温度高的条件下，优先选用熔解环氧或改性聚丙烯等耐高温材料

6，机械喷涂分类：空气喷涂、高压无空气喷涂、静电喷涂、粉末喷涂

7，喷砂除锈指用压缩空气将磨料高速喷射到金属表面，依靠磨料的冲击和研磨作用，将金属表面的铁锈和其他污物清除

8，抛丸法是利用高速旋转的叶轮，将进入叶轮腔体内的磨料在离心力作用下又开口处以45o∽50o的角度定向抛出，射向被除锈的金属面

第三章

1，阴极保护原理（P83 图3-1）

暂不考虑腐蚀电池的回路电阻，则在未通电流保护以前，腐蚀原电池的自然腐蚀电位为E，相应的最大腐蚀电流I C。通上外加电流后，由电解质流入阴极的电流量增加，由于阴极的进一步极化，其电位将降低。如流入阴极电流为I D，则其电位降至E’，此时由原来的阳极流出的腐蚀电流将由I C将至I’。I D与I’的差值就是有辅助阳极流出的外加电流量。为了使金属构筑物得到完全保护，即没有腐蚀电流从其上流出，就需进一步将阴极极化到使总电位降至等于阳极的初始电位E A o，此时外加的保护电流为I P。从图上可以看出，要达到完全保护，外加的保护电流要比原来的腐蚀电流大得多。显然，保护电流I P与最大腐蚀电流I C的差值决定于腐蚀电流的控制因素。受阴极极化控制时，二者的差值要比受阳极极化时小得多。因此，采用阴极保护的经济效果较好。

2，阴极保护法：①牺牲阳极法；②强制电流法；③排流保护

3，阴极保护参数：自然腐蚀电位；保护电位；保护电流密度；阴极

保护保护度

4，保护电位：①碳钢在土壤及海水中的最小保护电位是-0.85V（CSE）左右；②对于沥青防腐层取最大保护电位-1.20 V（CSE）；③聚乙烯防腐层的最大保护电位-1.50 V（CSE）

5，世界通用准则——-850mV（CSE）适用于各种土壤环境中钢铁构筑物的阴极保护

6，管道实施阴极保护的基本条件：①有可靠的直流电源，以保证提供充足的保护电流；②管道必须处于有电解质的环境中；③保持管道纵向电连续性；④为确保阴极保护的有效性和提高保护率，必须做好管道的电绝缘

7，设计辅助阳极地床，应考虑两个问题：①阳极材料的消耗；②阳极气体产物的逸放

一般阳极应在焦炭回填料地床工作

8，1959年，含Cr 4.5％的高硅铸铁问世，提高了材料的抗氯离子腐蚀能力。含Si量不小于14.5％，不大于18％时，能保持较低腐蚀率9，柔性阳极，特别适用于高电阻率，管道覆盖层质量劣化的场合，它可以平行管道敷设，改善沿线电流分布

10，当Mg-Mn合金作为牺牲阳极时，其电流效率的高低取决于Mg 原料纯度，越纯电流效率越高，电位也越负

11，Zn-Al-Cd溶解性能好，电流效率高，制造容易，价格低廉，得到广泛应用。在锌内添加0.3％的Al和0.06％的Cd，可使锌内Fe和Pb的允许含量分别为0.003％和0.006％

12，Mg-6Al-3Zn-0.15Mn合金阳极的开路电位为-1500nV（SCE），在实验室试验的电流效率为60％左右，表面溶解均匀，是土壤中应用最广泛的阳极材料

13，为保护牺牲阳极在土壤中性能稳定，阳极四周要填充化学填料包14，阳极形状：棒状（多用于土壤环境）、块板形、带状、镯式

15，阳极地床的埋设位置，一般距管道外壁3∽5m，最小不宜小于0.3 m，埋设深度以阳极顶部距地面不小于1 m为宜，对于北方地区，必须在冻土层以下。成组埋设时，阳极间距以2∽3 m为宜。

第五章

1，测定其对地绝缘电阻，对比该测量参数的变化，将会十分简单和实用

2，防腐层的绝缘电阻测量方法：①拭布法；②直流法

3，甲类大修——对于这种能满足技术上最低要求的防腐层更换大修，称为甲类大修。

另一类称为乙类大修，是以防腐层绝缘电阻能否适应强制阴极保护要求制定的

4，捡漏原理；当管道上施加一交变的信号电压后，如果管道具有良好的完整的防腐层时，与信号电压成一定比例的信号电流将在管壁中流动传输，而信号电压和电流又按照某一函数曲线缓慢衰减。但是如果在某处防腐层有一点破损，破损点处的管道和大地间的过渡电阻将大大减小，致使信号电流在改点大量入地，形成一个电流场。因地电

阻的存在，则在破损点周围形成按一定规律分布的场，其电位值越接近破损点越大。缓慢衰减的信号电压曲线的形状就受到破坏，在破损点处形成一个峰值，这个峰值点，就是破损点。

5，捡漏方法：

金属管道腐蚀防护基础知识

编号：SY-AQ-09483 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 金属管道腐蚀防护基础知识 Basic knowledge of metal pipeline corrosion protection

金属管道腐蚀防护基础知识 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关系更直接，显得更为突出。 1．什么叫金属腐蚀？ 金属腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学或物理作用成为金属化合物而受破坏的一种现象。 2．金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为哪几种？ 金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 3．常用的防腐措施有哪几种？ 常用的防腐措施有涂层、衬里、电法保护和缓蚀剂。 4．什么叫化学腐蚀？ 化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。化学腐蚀又可分为气体腐蚀和在非电解质溶液中的腐蚀。 5．什么叫电化学腐蚀？ 电化学腐蚀是指金属与电解质因发生电化学反应而产生破坏的

现象。 6．缝隙腐蚀是如何产生的？ 许多金属构件是由螺钉、铆、焊等方式连接的，在这些连接件或焊接接头缺陷处可能出现狭窄的缝隙，其缝宽（一般在 0.025~0.1mm）足以使电解质溶液进入，使缝内金属与缝外金属构成短路原电池，并且在缝内发生强烈的腐蚀，这种局部腐蚀称为缝隙腐蚀。 7．什么是点腐蚀？ 点腐蚀是指腐蚀集中于金属表面的局部区域范围内，并深入到金属内部的孔状腐蚀形态。 8．点蚀和坑蚀各有什么特征？ 点蚀：坑孔直径小于深度；坑蚀：坑孔直径大于深度。 9．什么是应力腐蚀，应力腐蚀按腐蚀机理可分为几种？ 由残余或外加拉应力导致的应变和腐蚀联合作用所产生的材料破坏过程称为应力腐蚀。应力腐蚀按腐蚀机理可分为：（1）阳极溶解（2）氢致开裂。

金属腐蚀与防护

第一章绪论 腐蚀：由于材料与其介质相互作用(化学与电化学)而导致的变质和破坏。 腐蚀控制的方法： 1）、改换材料 2）、表面涂漆/覆盖层 3）、改变腐蚀介质和环境 4）、合理的结构设计 5）、电化学保护 均匀腐蚀速率的评定方法： 失重法和增重法；深度法； 容量法(析氢腐蚀)；电流密度； 机械性能(晶间腐蚀)；电阻性. 第二章电化学腐蚀热力学 热力学第零定律状态函数(温度) 热力学第一定律(能量守恒定律) 状态函数(内能) 热力学第二定律状态函数(熵) 热力学第三定律绝对零度不可能达到 2.1、腐蚀的倾向性的热力学原理 腐蚀反应自发性及倾向性的判据： ?G：反应自发进行 < ?G：反应达到平衡 = ?G：反应不能自发进行 > 注：ΔG的负值的绝对值越大，该腐蚀的自发倾向性越大. 热力学上不稳定金属，也有许多在适当条件下能发生钝化而变得耐蚀. 2.2、腐蚀电池 2.2.1、电化学腐蚀现象与腐蚀电池 电化学腐蚀：即金属材料与电解质接触时，由于腐蚀电池作用而引起金属材料腐蚀破坏. 腐蚀电池(或腐蚀原电池)：即只能导致金属材料破坏而不能对外做工的短路原电 池. 注：1)、通过直接接触也能形成原电池而不一定要有导线的连接； 2)、一块金属不与其他金属接触，在电解质溶液中也会产生腐蚀电池. 丹尼尔电池：(只要有电势差存在) a)、电极反应具有热力学上的可逆性； b)、电极反应在无限接近电化学平衡条件下进行； c)、电池中进行的其它过程也必须是可逆的. 电极电势略高者为阴极 电极电势略低者为阳极 电化学不均匀性微观阴、阳极微观、亚微观腐蚀电池均匀腐蚀

2.2.2、金属腐蚀的电化学历程 腐蚀电池： 四个部分：阴极、阳极、电解质溶液、连接两极的电子导体(即电路) 三个环节：阴极过程、阳极过程、电荷转移过程(即电子流动) 1)、阳极过程氧化反应 ++ - M n M →ne 金属变为金属离子进入电解液，电子通过电路向阴极转移. 2)、阴极过程还原反应 []- -? D D ne +ne → 电解液中能接受电子的物质捕获电子生成新物质. (即去极化剂) 3)、金属的腐蚀将集中出现在阳极区，阴极区不发生可察觉的金属损失，只起到了传递电荷的作用 金属电化学腐蚀能够持续进行的条件是溶液中存在可使金属氧化的去极化剂，而且这些去极化剂的阳极还原反应的电极电位比金属阴极氧化反应的电位高2.2.3、电化学腐蚀的次生过程 难溶性产物称二次产物或次生物质由于扩散作用形成，且形成于一次产物相遇的地方 阳极——[]+n M(金属阳离子浓度) (形成致密对金属起保护作用) 阴极——pH高 2.3、腐蚀电池类型 宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池、超微观腐蚀电池 2.3.1、宏观腐蚀电池 特点：a)、阴、阳极用肉眼可看到； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、产生明显的局部腐蚀 1)、异金属(电偶)腐蚀电池——保护电位低的阴极区域 2)浓差电池由于同一金属的不同部位所接触的介质浓度不同所致 a、氧浓差电池——与富氧溶液接触的金属表面电位高而成为阳极区 eg：水线腐蚀——靠近水线的下部区域极易腐蚀 b、盐浓差电池——稀溶液中的金属电位低成为阴极区 c、温差电池——不同材料在不同温度下电位不同 eg：碳钢——高温阳极低温阴极 铜——高温阴极低温阳极 2.3.2、微观腐蚀电池 特点：a)、电极尺寸与晶粒尺寸相近(0.1mm-0.1μm)； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、引起微观局部腐蚀(如孔蚀、晶间腐蚀)

天然气管道的腐蚀与防护方法

天然气管道的腐蚀与防护方法 发表时间：2018-12-19T12:44:03.717Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第23期作者：任涛 [导读] 对天然气长输管道系统进行防护管理，防止发生腐蚀的现象，维护管道系统的安全运行 任涛 中石油渭南煤层气管输有限公司陕西 710000 摘要：对天然气长输管道系统进行防护管理，防止发生腐蚀的现象，维护管道系统的安全运行。降低事故的发生率，避免出现天然气泄漏的情况，引发严重的后果。对天然气长输管道系统实施自动监测管理，及时发现安全隐患问题，采取应急处理措施，提高管道运行的安全性。 关键词：天然气；管道；腐蚀；防护方法 参考文献 1 腐蚀机理 之所以会出现腐蚀，主要是由于金属管道和周围物质，由于化学与电化学的作用，导致管道被破坏的情况。按照其反应原理来看，目前主要有化学作用腐蚀和电化学腐蚀以及生物化学腐蚀。以下对其腐蚀机理进行分析：一是就化学作用的腐蚀机理来看，主要是因为金属管道和空气、土壤以及天然气之间出现的化学反应，使得天然气长输管道的表面物质流失，同时管壁也会变薄，在这个过程中，化学能不会转变成电能。二是就电化学的腐蚀机理来看，电化学腐蚀主要是因为金属管道的电极电位失去平衡，导致其局部形成相应的微电池，当处于电解质含量较大的溶液时，将导致金属阳离子失去，并形成阳极，当电极电位较高时，就会得到阴极电子，进而由于电化学的作用而使得管道被腐蚀。三是就生物化学腐蚀机理而言，生物化学腐蚀主要是因为硫酸盐在还原菌活动中导致管道表面腐蚀速度加快。从这三种腐蚀来看，由于此类管道中主要输送的是天然气，天然气中主要包含了硫化氢、二氧化碳、氧气、其他硫化物组合而成的腐蚀性化合物等，这也会给管道带来化学腐蚀，但是化学腐蚀的作用远比电化学腐蚀带来的影响较大，容易出现穿孔的情况，所以需要引起我们的重视。 2埋地天然气管道腐蚀原因分析 2.1内部原因 埋地天然气管道腐蚀的内部原因主要是指管道在实际输送过程中，在管道上有一些腐蚀性的物质，引起管道的腐蚀。如在天然气实际输送过程中，二氧化碳、硫化氢等化学成分物质较多，经过长时间的输送，就会导致天然气管道的腐蚀，造成穿孔等。而管道的内部腐蚀还表现出了很强的区域特性，在低洼积水、弯曲处及交汇处等，腐蚀的相对较为严重，产生这种现象的主要原因是，管道在这些位置通常承受较大的压力，在这些区域还容易产生腐蚀性物质，不仅给天然气的输送带来影响，同时也降低了管道的使用年限，增加了企业的维修成本。 2.2外部因素 第一，土壤因素。在埋地天然气管道的腐蚀因素中，土壤腐蚀是主要的作用方式，主要是因为土壤具有气、固、液三相的物质组成，土壤中存在很多的孔隙，这些孔隙中存在大量的空气及水分，其中这些水分富含较多的盐分，因而使得其呈现离子导电性，当管道材质的理化性质和土壤不均匀时，就会产生一定的腐蚀性。第二，杂散电流。杂散电流主要是指在地下流动的一种电流，如果管道的材质为金属，就会给管道带来一定的腐蚀，主要存在两种类型的杂散电流：交流型与直流型。交流型主要呈现的特点是腐蚀程度相对较小，同时腐蚀的区域较为集中；而直流型腐蚀性较强，会带来较大的破坏性。第三，冲刷腐蚀。由于管道在实际施工建设过程中，不可避免地会出现在一些低洼路段，当雨季带来时，就会在管道处出现积水，同时，一些管道还长期遭受着河流的冲刷，特别是一些处于裸露状态的管道，遭受着严重的冲刷腐蚀。此时存在两种情况，当水体的流速较慢时，此时的腐蚀性物质就会停留在管道表面上，经过长时间的腐蚀，就会造成穿孔等。如果水体的流速较快时，此时就会遭受着腐蚀和冲刷的双重作用，此时的腐蚀速度更高，更容易引起管道的穿孔等。上述几种因素都会引起埋地天然气管道的腐蚀，不仅影响了天然气的正常输送，同时还降低了管道的使用年限，增加了企业的维护成本。 3天然气管道工程的关键防腐技术介绍 3.1阴极防腐技术 阴极防腐技术的主要技术原理是通过加设电流转化天然气的电极，以阻止电化学腐蚀。首先在容易产生电化学腐蚀的管道工程处加设电流，将天然气转化为阴性极端，以防止金属电离子转移。此种防腐技术主要有两种操作手段，第一，将带有强大负电位且该负性电位远大于传输管道的金属连接到管道外部，使该金属表面处于腐蚀状态，以此保障管道工程不受腐蚀；第二，向天然气管道中引入直流电以促使腐蚀向阳极转化，以保证运输管道不发生腐蚀反应。此种阴极防腐技术绿色环保，防腐性能较强且不会影响天然气运输的质量，是当前应用较为广泛的防腐技术之一，在天然气管道工程的防护中发挥了重要作用。 3.2涂层外防腐技术 涂层外防腐技术便是这样一种通过在管道上涂抹涂料来隔断管道与氧气接触的防腐技术，下面文章根据涂料的不同来分别介绍几种常见的涂层外防腐技术。第一，无机非金属涂料。此种涂料主要表现为搪瓷、玻璃等绝缘涂料，一般来说将这些绝缘涂料涂抹在天然气管道的外层上可以阻断天然气管道与空气的化学反应、保证管道上的金属离子处于稳定状态，提高天然气管道的防腐蚀能力并延长其使用时间，此种防腐涂料在钢制天然气管道中应用尤为广泛。第二，环氧涂层。此种环氧涂层较之无机非金属涂料而言，其防腐性能更好，可以适用的天然气管道的种类也更为丰富，几乎可以应用于所有材质的管道工程的防腐，但是此种涂层的制作和调配也更为复杂。第三，改性涂层。此种改性涂层是涂层外防腐技术的所有涂料应用中最为先进的一种，此种涂料应用纳米技术临界处理有机材料和无机材料，使之应用于天然气运输管道工程中，改性涂层不仅有强大的防腐性能，能够提到天然气管道工程的防腐蚀能力，同时还有强大的防水能力，可以进一步延长管道的使用寿命。 3.3 缓蚀防腐技术 所谓缓蚀防腐技术就是在建设天然气管道工程时向管道内放置一定数量的缓蚀剂，此种缓蚀剂能够防止管道内的腐蚀反应，提高管道的防腐蚀能力。缓蚀防腐技术天然气管道工程防腐技术中的基础技术，几乎所有的管道工程都会应用这一防腐蚀技术来延长管道的使用寿

管道的腐蚀与防护方法

管道的腐蚀与防护方法集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

管道的腐蚀与防护方法一、碱线腐蚀与防护 1．概况 大庆石化总厂炼油厂输转车间81单元碱管道用于向生产装置提供浓度30%～40%的碱液，管道材质为碳钢，连接采用焊接方式，工作压力为0.6～0.7Mpa,工作方式为间歇式。冬季操作时需用0.3Mpa压力的蒸气伴热，由于碱液温度高，造成管道焊口开裂，碱液经常泄漏，生产很被动。同时泄漏出的碱液腐蚀其它管道，每年维修费用很大，这种现象94年前一直没有得到解决。 2．腐蚀原因分析 普通碳钢在碱液中会形成一层以Fe３O４或Fe２O３为主要成分的表面膜，同时由于晶界上有碳化物和氮化物析出，使晶界上的表面膜不稳定，易溶解。在外应力的作用下产生了晶界裂纹，使新暴露出来的铁产生FeO2－的选择性溶解，形成应力腐蚀。 碳钢在NaOH溶液浓度5%以上的全部浓度范围都可能产生碱脆，而以30%左右的浓度最危险，发生碱脆的最低温度为50℃，在沸点附近的高温区最易发生。见图一。

管道使用过程中，夏季或管道不加热时，浓度在30～40%的碱液不发生碱脆；而在冬季，管道加热时，温度超过50℃，碱浓度仍为30～40%时则发生碱脆，因为实际碱管道在加热的情况下往往都高于50℃。 另外，碱性溶液只有在非常富集的情况下，才会通过如下反应溶解铁： 3Fe+7NaOH→Na3FeO3·2Na2FeO2+7H Na3FeO3·2Na2·2Na2FeO2+4H2O→7NaOＨ+Fe3O4+H 7H+H→4H2 3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2 该管道每10日左右送一次碱，容易在焊口处沉积碱液。管道一般为单面焊，内壁常有未焊透处，存有间隙。随时间延长，碱液浓缩，造成碱液在焊口处富集，使焊口处首先腐蚀，而且使焊道不存在金属钝化膜，常露出新鲜的金属表面。根据电化学腐蚀原理，该处的金属表面常处于阳极处，处于腐蚀状态。 原管道的接头为焊接，焊口附近的金相组织比基体的金相组织晶粒大，加之焊接组织不均匀性及焊接后存在较多的缺陷，这样焊道与基体金属的表面机械性能及化学成分存在较大的差异。 该管道在50℃以上的情况下使用和停用交替进行时，由于碱液的富集及较高温度的双重作用，很快发生应力腐蚀开裂，使管道泄漏在冬季频繁发生。 3.材料选择依据

输油管道腐蚀机理与防护措施

输油管道腐蚀机理与防护措施 随着我国社会的不断进步和发展，我国的输油管道运输行业也获得了突飞猛进的进步，输油管道的一些节能和环保的功能也在自身发展的过程中逐渐的彰显出来，然而，近几年以来，却时常发生管道泄漏和失效的现象，而造成这一现象的主要原因就是管道遭受到了腐蚀，管道如果遭受到了腐蚀，就会对管道的使用寿命和所产生的经济收益产生直接的重要影响。因此，本文针对输油管道的腐蚀机理和防护措施进行了深入的探究和分析，从腐蚀的种类入手，对我国的管道腐蚀的保护对策进行了详细的总结，为日后我国研究输油管道的腐蚀工作奠定了一定的理论基础。 标签：输油管道；腐蚀；防护；措施 在油品运输的过程中，输油管道所具有的环保和节能的特征不断地彰显出来，在大多数的管道运输中，通常采取的都是无缝钢管，螺旋焊接钢管和直缝电阻焊钢管等材质，通过埋地和架空两种方式对管道进行铺设，因此，对于输油管道来说，它在输送油品的过程中，一定会受到来至周围介质所产生的腐蚀现象，主要会发生的是化学腐蚀和电化学腐蚀，一旦输油的管道遭到了腐蚀，不仅会大幅度的缩短管道的使用寿命，同时还会造成一定的环境污染，从而导致整体经济收益的缩减，严重的情况会导致整条管线失去自身的作用和价值。因此，本文针对输油管道的腐蚀工作进行了深入的探究和分析，提出了相关的输油管道防护措施，为日后防止输油管道腐蚀现象的发生提供了十分重要的理论意义。 1 腐蚀种类 金属由于受到周围环境的影响，从而发生一系列的化学或电化学的反应，对自身产生一种破坏性的侵蚀，就是我们所说的腐蚀。对于腐蚀来说，它具有一定的化学性质，大部分的腐蚀现象都是化学变化的过程，因此，我们根据输油管道腐蚀过程中所呈现出的特征的差异，将腐蚀的类型分为两种，分别是化学腐蚀和电化学腐蚀。 1.1 化学腐蚀 化学腐蚀指的是输油管道的表面与相关的氧化剂直接接触而产生的化学变化，在化学腐蚀的过程中，它是氧化剂和金属之间进行电子的转移，在此过程中并不会产生电流，例如，金属长期暴露在空气中，就会与空气中的氧气进行氧化，从而生成相应的金属化合物，除此之外，油品中由于含有较多的硫化物和有机酸，这些物质也会对金属的输油管管道产生一定的腐蚀作用。 1.2 电化学腐蚀 在输油管道中发生的电化学腐蚀，它指的是在金属管道和一些电解质之间形成了一定的作用，從而使金属表面和电解池之间构成了原电池的组成结构，引起

金属腐蚀与防护课后答案

《金属腐蚀理论及腐蚀控制》 习题解答 第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 解：由题意得： （1）对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有： Vˉ=△Wˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694g/ m?h 又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ铝/st =(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6

=0.3391g/㎡?h d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3 说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。（2）对不锈钢在20%HNO ( 25℃)有： 3 表面积S=2π×2 .0＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2 015 Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2?h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3 d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y 对铝有：表面积S=2π×2 .0＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2 02 Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2?h 试样体积为：V=π×2 2×0.5=6.28 cm3 d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y 试样在98% HNO3(85℃)时有： 对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st =(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y 对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y 说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。

天然气长输管道的腐蚀与防护措施

摘要 天然气长输管道的腐蚀与防护措施 摘要 天然气使用量的急剧增加，而管网设施是天然气发展的基本条件之一,也是国家现代化的重要标志，特别是城市燃气管网设施的建设，它是一个城市生存和发展的必要保障和国家重要的基础设施。 天然气管道从天然气供应场所到其使用地方，经过各种各样复杂的地形，管道所处环境千变万化，且天然气中往往含有硫化氢、二氧化碳等酸性气体，它们对天然气管道造成腐蚀威胁，影响天然气管道的平安运行，因此天然气管道在运营中必须实施防腐蚀保护。 I

目录 1引言 ....................................................................................................................... - 1 -1.1腐蚀的定义 ........................................................................................................ - 1 -1.2腐蚀危害性 ........................................................................................................ - 1 -1.3腐蚀对天然气管道的危害 ................................................................................ - 2 -2天然气管道的腐蚀特点 ....................................................................................... - 4 -2.1天然气管道的内腐蚀 ........................................................................................ - 4 -2.2天然气管道的外腐蚀 ........................................................................................ - 4 - 2.2.1土壤腐蚀 ................................................................................................. - 4 - 2.2.1.1土壤腐蚀特点 .............................................................................. - 5 - 2.2.1.2土壤腐蚀的影响因素 .................................................................. - 5 - 2.2.1.3土壤腐蚀常见的几种形式 .......................................................... - 7 - 2.2.2大气腐蚀 ................................................................................................. - 8 - 2.2.2.1大气腐蚀特征 .............................................................................. - 8 - 2.2.2.2大气腐蚀的影响因素 .................................................................. - 9 - 3.天然气埋地钢管的防腐方法 ............................................................................. - 10 -3.1内腐蚀防护 ...................................................................................................... - 10 - 3.1.1防腐涂层的结构 .................................................................................... - 11 - 3.1.2防腐涂层的选择 .................................................................................... - 11 -3.2外壁腐蚀及防护 .............................................................................................. - 12 - 3.2.1阴极保护的两种方法 ........................................................................... - 13 - I

金属管道腐蚀防护基础知识简易版

In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 金属管道腐蚀防护基础知 识简易版

金属管道腐蚀防护基础知识简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 1．什么叫金属腐蚀？ 金属腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学或物理作用成为金属化合物而受破坏的一种现象。 2．金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为哪几种？ 金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 3．常用的防腐措施有哪几种？ 常用的防腐措施有涂层、衬里、电法保护

和缓蚀剂。 4．什么叫化学腐蚀？ 化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。化学腐蚀又可分为气体腐蚀和在非电解质溶液中的腐蚀。 5．什么叫电化学腐蚀？ 电化学腐蚀是指金属与电解质因发生电化学反应而产生破坏的现象。 6．缝隙腐蚀是如何产生的？ 许多金属构件是由螺钉、铆、焊等方式连接的，在这些连接件或焊接接头缺陷处可能出现狭窄的缝隙，其缝宽（一般在0.025~0.1mm）

天然气管道防腐

景县天然气综合利用一期工程防腐施工方案 河北建设集团有限公司 2010年12月7日

一、工程概况 景县天然气综合利用一期工程，长输管线线路总长度约45km，管道管径Ф273，设计温度0℃-25℃，钢管材质为L360NB螺旋缝埋弧焊管为线路主管，热煨弯管、重要穿越处等特殊地段及站内管道采用L360NB直缝埋弧焊钢管。 二、编制依据 GB50251—2003 《输气管道工程设计规范》 SY0401—98 《输油输气管道线路工程施工及验收规范》 GB50028—93 《城镇燃气设计规范》 SY/T0015.1—98 《原油和天然气输送管道跨越工程设计规范》SY/T4079—1995 《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范》 SY/T0019—97 《埋地钢质管道牺牲阳极保护设计规范》 SY6516—2001 《石油工业电焊焊接作业安全规程》 SY4052 《油气管道焊接工艺评定方法》 SY/T0061—92 《埋地钢质管道外壁涂敷有机覆盖层技术规定》SY/T0407—97 《涂装前钢材表面预处理规范》 SY/T0413—2002 《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》 SY/T4109-2005 《石油天然气钢质管道无损检测》 GB50235—97 《工业金属管道工程施工及验收规范》 GB50236—98 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》SY/T4071－1993 《管道向下焊接工艺规程》 SY/T4103-2006 《钢制管道焊接及验收》

SY50369－2006 《长输管道线路工程施工及验收规范》 三、施工机械以及人员 机械： 拖拉机 1台 W-3.0/5型空压机、 1台 柴油机 1台 喷砂罐 1个 烤枪 3套 剥离器 2个 电火花检漏仪 1台 人员： 司机 1名 机械操作员 1名 喷砂除锈 2名 现场防腐操作 2名 四、管口防腐 1、采用喷砂除锈方法对管口露铁表面进行除锈，并达到规范要求的除锈等级。喷砂除锈用砂为标准粒径的石英砂，潮湿的石英砂需经过炒制或晾晒处理。按要求将管口两侧防腐涂层200mm范围内的油污、泥土及其它污物清理干净。 2、喷砂除锈时，喷枪与管道轴线基本垂直，喷枪匀速沿管道轴线往复移动。包覆收缩套前，用环行加热器对防腐管预留头部分进行烘烤加热，加热温度符合产品说明书的有关规定。 五、热缩带（套）补口补伤 施工工艺：补口准备---管口清理---管口预热—管口表面处理—加热、测温—热缩带安装—自检 1、补口准备

金属管道腐蚀防护基础知识

金属管道腐蚀防护基础知识 1．什么叫金属腐蚀？ 金属腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学或物理作用成为金属化合物而受破坏的一种现象。 2．金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为哪几种？ 金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 3．常用的防腐措施有哪几种？ 常用的防腐措施有涂层、衬里、电法保护和缓蚀剂。 4．什么叫化学腐蚀？ 化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。 化学腐蚀又可分为气体腐蚀和在非电解质溶液中的腐蚀。 5．什么叫电化学腐蚀？ 电化学腐蚀是指金属与电解质因发生电化学反应而产生破坏的现象。 6．缝隙腐蚀是如何产生的？ 许多金属构件是由螺钉、铆、焊等方式连接的，在这些连接件或焊接接头缺陷处可能出现狭窄的缝隙，其缝宽（一般在0.025~0.1mm）足以 使电解质溶液进入，使缝内金属与缝外金属构成短路原电池，并且在缝内发生强烈的腐蚀，这种局部腐蚀称为缝隙腐蚀。 7．什么是点腐蚀？ 点腐蚀是指腐蚀集中于金属表面的局部区域范围内，并深入到金属内部的孔状腐蚀形态。 8．点蚀和坑蚀各有什么特征？ 点蚀：坑孔直径小于深度；坑蚀：坑孔直径大于深度。 9．什么是应力腐蚀，应力腐蚀按腐蚀机理可分为几种？ 由残余或外加拉应力导致的应变和腐蚀联合作用所产生的材料破坏过

程称为应力腐蚀。应力腐蚀按腐蚀机理可分为：（1）阳极溶解（2）氢致开裂。 10．腐蚀疲劳的定义？ 金属在腐蚀的环境中与交变应力的协同作用下引起材料的破坏，称为腐蚀疲劳。 11．氧浓差腐蚀是如何产生的？ 地下管道最常见的腐蚀现象是氧浓差电池。由于在管道的不同部位氧的浓度不同，在贫氧的部位管道的自然电位（非平衡电位）低，是腐蚀原电池的阳极，其阳极溶解速度明显大于其余表面的阳极溶解速度，故遭受腐蚀。管道通过不同性质土壤交接处时，粘土段贫氧，易发生腐蚀，特别是在两种土壤的交接处或埋地管道靠近出土端的部位腐蚀最严重。对储油罐来讲，氧浓差主要表现在罐底板与砂基接触不良，还有罐周和罐中心部位的透气性差别，中心部位氧浓度低，成为阳极被腐蚀。 12．什么是细菌腐蚀？它是如何产生的？ 细菌腐蚀是当金属在含有硫酸盐的土壤中腐蚀时，阴极反应的氢将硫酸盐还原为硫化物，硫酸盐还原菌利用反应的能量进行繁殖从而加速金属腐蚀的现象。 在某些缺氧的土壤中含有硫酸盐时,硫酸盐还原细菌就会繁殖起来,它们在代谢过程中需要氢或某些还原物质将硫酸盐还原为硫化物利用反应的能量而繁殖。 SO42-+8H→S2-+4H2O 由于硫酸盐及其它H+的存在，金属在土壤中腐蚀过程的阴极反应有原子态氢产生。在土壤中它附在金属表面上，不能连续地成为气泡逸出，就会发生阴极极化，使腐蚀过程明显减慢。但硫酸还有菌的存在，恰好给原子氢找到了出路，把SO42-还原成S2-，再与Fe2+化合生成黑色的FeS沉积物。当土壤pH值在5~9，温度在25~30℃时，最有利于细菌的繁殖。 13．电偶腐蚀是怎样产生的？ 当两种具有不同电极电位的金属或合金互相接触，并处于电解质溶液之中时，电极电位较负的金属不断腐蚀，而电极电位较正的金属却得到了保护，这种腐蚀称为电偶腐蚀。

(完整版)金属腐蚀与防护课后习题答案

腐蚀与防护试题 1化学腐蚀的概念、及特点 答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。 是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。 归纳化学腐蚀的特点 在不电离、不导电的介质环境下 反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应 腐蚀速度与程度与外界电位变化无关 2、金属氧化膜具有保护作用条件，举例说明哪些金属氧化膜有保护作用，那些没有保护作用，为什么？ 答案：氧化膜保护作用条件： ①氧化膜致密完整程度；②氧化膜本身化学与物理稳定性质；③氧化膜与基体结合能力；④氧化膜有足够的强度 氧化膜完整性的必要条件：PB原理：生成的氧化物的体积大于消耗掉的金属的体积，是形成致密氧化膜的前提。 PB原理的数学表示： 反应的金属体积：V M = m/ρ m-摩尔质量 氧化物的体积： V MO = m'/ ρ ' 用? = V MO/ V M = m' ρ /（ m ρ ' ） 当? > 1 金属氧化膜具备完整性条件 部分金属的?值 氧化物?氧化物?氧化物? MoO3 3.4 WO3 3.4 V2O5 3.2 Nb2O5 2.7 Sb2O5 2.4 Bi2O5 2.3 Cr2O3 2.0 TiO2 1.9 MnO 1.8 FeO 1.8 Cu2O 1.7 ZnO 1.6 Ag2O 1.6 NiO 1.5 PbO2 1.4 SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO 1.2 MgO 1.0 CaO 0.7 MoO3 WO3 V2O5这三种氧化物在高温下易挥发，在常温下由于?值太大会使体积膨胀，当超过金属膜的本身强度、塑性时，会发生氧化膜鼓泡、破裂、剥离、脱落。 Cr2O3 TiO2 MnO FeO Cu2O ZnO Ag2O NiO PbO2 SnO2 Al2O3 这些氧化物在一定温度范围内稳定存在，?值适中。这些金属的氧化膜致密、稳定，有较好的保护作用。 MgO CaO ?值较小，氧化膜不致密，不起保护作用。 3、电化学腐蚀的概念，与化学腐蚀的区别 答案：电化学腐蚀：金属与介质发生电化学反应而引起的变质与损坏。 与化学腐蚀比较： ①是“湿”腐蚀 ②氧化还原发生在不同部位 ③有电流产生 ④与环境电位密切相关

管道的腐蚀与防护方法(新版)

管道的腐蚀与防护方法(新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0382

管道的腐蚀与防护方法(新版) 一、碱线腐蚀与防护 1．概况 大庆石化总厂炼油厂输转车间81单元碱管道用于向生产装置提供浓度30%～40%的碱液，管道材质为碳钢，连接采用焊接方式，工作压力为0.6～0.7Mpa,工作方式为间歇式。冬季操作时需用0.3Mpa 压力的蒸气伴热，由于碱液温度高，造成管道焊口开裂，碱液经常泄漏，生产很被动。同时泄漏出的碱液腐蚀其它管道，每年维修费用很大，这种现象94年前一直没有得到解决。 2．腐蚀原因分析 普通碳钢在碱液中会形成一层以Fe３ O４

或Fe２ O３ 为主要成分的表面膜，同时由于晶界上有碳化物和氮化物析出，使晶界上的表面膜不稳定，易溶解。在外应力的作用下产生了晶界裂纹，使新暴露出来的铁产生FeO2 － 的选择性溶解，形成应力腐蚀。 碳钢在NaOH溶液浓度5%以上的全部浓度范围都可能产生碱脆，而以30%左右的浓度最危险，发生碱脆的最低温度为50℃，在沸点附近的高温区最易发生。见图一。 管道使用过程中，夏季或管道不加热时，浓度在30～40%的碱液不发生碱脆；而在冬季，管道加热时，温度超过50℃，碱浓度仍为30～40%时则发生碱脆，因为实际碱管道在加热的情况下往往都高于50℃。 另外，碱性溶液只有在非常富集的情况下，才会通过如下反应溶解铁：

管道的腐蚀与防护

管道的腐蚀与防护方法 一、碱线腐蚀与防护 1．概况 大庆石化总厂炼油厂输转车间81单元碱管道用于向生产装置提供浓度30%～40%的碱液，管道材质为碳钢，连接采用焊接方式，工作压力为0.6～0.7Mpa,工作方式为间歇式。冬季操作时需用0.3Mpa压力的蒸气伴热，由于碱液温度高，造成管道焊口开裂，碱液经常泄漏，生产很被动。同时泄漏出的碱液腐蚀其它管道，每年维修费用很大，这种现象94年前一直没有得到解决。2．腐蚀原因分析 普通碳钢在碱液中会形成一层以 Fe ３O ４ 或Fe ２ O ３ 为主要成分的表面膜，同 时由于晶界上有碳化物和氮化物析出，使晶界上的表面膜不稳定，易溶解。在外应力的作用下产生了晶界裂纹，使新暴露出来的铁产生FeO 2 －的选择性溶解，形成应力腐蚀。 碳钢在NaOH溶液浓度5%以上的全部浓度范围都可能产生碱脆，而以30%左右的浓度最危险，发生碱脆的最低温度为50℃，在沸点附近的高温区最易发生。见图一。 管道使用过程中，夏季或管道不加热时，浓度在30～40%的碱液不发生碱脆；而在冬季，管道加热时，温度超过50℃，碱浓度仍为30～40%时则发生碱脆，因为实际碱管道在加热的情况下往往都高于50℃。 另外，碱性溶液只有在非常富集的情况下，才会通过如下反应溶解铁： 3Fe+7NaOH→Na 3FeO 3 ·2Na 2 FeO 2 +7H

Na 3FeO 3 ·2Na 2 ·2Na 2 FeO 2 +4H 2 O→7NaOＨ+Fe 3 O 4 +H 7H+H→4H 2 3Fe+4H 2O→Fe 3 O 4 +4H 2 该管道每10日左右送一次碱，容易在焊口处沉积碱液。管道一般为单面焊，内壁常有未焊透处，存有间隙。随时间延长，碱液浓缩，造成碱液在焊口处富集，使焊口处首先腐蚀，而且使焊道不存在金属钝化膜，常露出新鲜的金属表面。根据电化学腐蚀原理，该处的金属表面常处于阳极处，处于腐蚀状态。 原管道的接头为焊接，焊口附近的金相组织比基体的金相组织晶粒大，加之焊接组织不均匀性及焊接后存在较多的缺陷，这样焊道与基体金属的表面机械性能及化学成分存在较大的差异。 该管道在50℃以上的情况下使用和停用交替进行时，由于碱液的富集及较高温度的双重作用，很快发生应力腐蚀开裂，使管道泄漏在冬季频繁发生。 3.材料选择依据 通过对几种防腐方法比较，认为“天津大学国家教委形状记忆材料工程研究中心”提供的“Fe基形状记忆合金管接头”效果最佳。因为形状记忆合金的效应是指材料经变形后（通常在Ms 温度以下或Ms附近），当加热到超过一定温度时能恢复原来的形状。这种具有形状记忆效应的材料称为记忆材料。 利用铁基形状记忆合金连接管道的原理如图2所示。在室温下，使管接头扩孔形变，形变后管接头内径大于被连接管子的外径，因此可使被连接管较容易插入到管接头中间，然后加热管接头到一定温度（Af以上），管接头欲恢复其原来小口径形状收缩而抱紧管子。达到连接管子的目的。 采用铁基形状记忆合金管接头连接管道，可以避免管道连接因焊接而引起的金相组织变化和管道焊口的应力腐蚀开裂。

金属的腐蚀和防护教案

第二节金属腐蚀和防护 【教学目标】 1．能描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。 2．进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式，辩证的认识外因条件对化学变化的影响； 3．参与试验探究观察铁生锈及析氢腐蚀吸氧腐蚀的过程，体会动手试验自己获得铁的性质的知识的成功愉悦，保持学习的兴趣； 【教学重点】金属的电化学腐蚀 【教学难点】电化学原理 【教学方法】实验探究、师生共议、归纳总结。 【教学过程】 【引入】【板书】第四节金属的腐蚀 【板书】一、金属腐蚀： 【讲述】以上两个案例都是金属腐蚀造成的，我们以前接触过金属腐蚀的，曾经探讨过铁钉在什么条件下最容易受到腐蚀，我们来设计实验来研究一下钢铁腐蚀的条件，提示大家我们可以利用对比、比较的方法设计实验，我这里提供的实验用品有：铁钉、煮沸过的水（除O2）、干燥剂（CaCl2）、植物油、试管、橡胶塞，还有食盐溶液和醋酸溶液。我们可以设计出至少五种实验方案来探究铁钉在什么条件下会锈蚀，什么条件下锈蚀的速度会加快。 注意在设计实验的时候将方案用到的物品填在学案相对应位置。 【实验设计】（学生自主设计）（由学生讲述设计的实验） 【现象】单独与水或空气接触的铁钉不易腐蚀，但是与水和空气同时接触的铁钉，出现明显的锈蚀。与食盐溶液接触的铁钉和与醋酸接触的铁钉锈蚀的更加明显。 【板书】三、铁钉生锈的条件：潮湿的空气；加速锈蚀的原因，有电解质溶液。

【提问】铁作为我们常见的金属，我们看到的这个现象就是腐蚀现象，那么什么是金属腐蚀？它的定义，本质，分类分别是什么呢？ 【投影】金属腐蚀：指金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）发生化学反应而引起损耗的过程。 本质：金属原子失去电子被氧化。 【讨论】我们刚才做的实验中给予铁钉了不同环境，也造成了不同程度的腐蚀，那么你们能感觉到这些腐蚀有什么明显的不同吗？ 【讲述】如果我将铁钉在空气中灼烧，就是直接接触空气，例如有的地方的洒铁花，印度帕博尔的毒气泄漏事故中钢铁和氯原子的直接反应导致阀门腐蚀。这样的腐蚀叫做金属的化学腐蚀，铁在干燥的空气中是腐蚀速度很慢的，而我们做的铁钉锈蚀条件中接触水和空气，接触食盐溶液和醋酸溶液的腐蚀很快，为什么呢？这就是第二类腐蚀，金属的电化学腐蚀。展示电化学腐蚀的定义。【投影】实验探究2，探究初中锌粒和稀硫酸反应，如果加入铜片会有什么现象。 【学生讲述】本来在锌粒上面的气泡，因为接触了铜片，立刻铜片上会有大量的氢气泡冒出，也相当于加快了锌粒的腐蚀。 【动画模拟】探讨回忆原电池的原理，指出铁钉其实是铁碳合金，含2~4%的碳，这样就组成了铁碳原电池，动画模拟讨论铁碳在酸性条件下和中性及弱酸性条件下的反应。 实验探究3：钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀。 负极(Fe)：Fe - 2e- = Fe2+ 正极(C)：2H＋＋2e-＝H2↑（析氢腐蚀） 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-（吸氧腐蚀） 铁锈的生成：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 生成的Fe(OH)3，失水生成Fe2O3·xH2O就是铁锈。 【讲述】吸氢我们可以通过试验来验证一下铁钉是否发生吸氧腐蚀，我们来看这个试验装置：ｐ８５ 【试验现象和结论】水柱上升，说明发生了吸氧腐蚀。 【讲述】另外，我们还注意到，电化学腐蚀现象在生活中更为普遍而且腐蚀速

天然气管道防腐施工安全方案

**石化常减压 天然气管道防腐施工安全方案 编制： 审核： 江苏**防腐安装有限公司第*分公司 二O一一.十

天然气管道防腐防腐施工安全方案 1．概况 常减压车间天然气管道外壁新安装管线，须防腐。防腐做法为机械进行表面处理，涂氯磺化聚乙烯涂料两底两面。本方案主要依据HGJ229-91?工业设备、管道防腐蚀工程及验收规范?、YB/T9256－96?钢结构、管道涂装技术规程?和SHS01034-92?设备及管道油漆检修规程?并结合现场实际情况进行编制。 2.施工准备 2.1材料选用 经甲方同意，准备采用耐温性、耐候性、耐化学腐蚀性能均较好的氯磺化聚乙烯涂料。材料由乙方采购，面漆颜色按《设备及管道油漆检修规程》SHS01034-92之附录A“设备、管道颜色及标志”之规定或以甲方规定为准。 2.2施工用工器具准备： 备齐施工机械，施工工具（如钢丝刷、铲刀、锤子、磨光机）及施工材料（如涂料、毛刷、滚筒、砂纸等）。 2.3劳动力安排： 根据现场工程情况及甲方的进度、质量要求合理安排劳动力。对上岗人员进行施工技术技能、安全作业技能及环保知识的培训教育。同时对上岗人员配备安全带、口罩、手套等劳动保护用品施工工具。 施工及有关管理人员须事先体检合格后方可上岗，并熟悉施工现场情况，了解工程概况及施工方案。 3防腐施工工艺

3.1施工工艺流程 准备施工设施―——————―检查安全设施――――--------- 机械处理―――——————刷第一道底漆――――――刷第二道底漆 ―――刷第一道面漆―――刷第二道面漆，现场清理。 3.2施工工序 3.2.1作业人员须采取安全措施。在作业之前，安全保护设施必须得到甲方安全监督部门确认，方可作业。 3.2.2作业前应到安监部门开登高作业票，办理施工作业票。开始作业后，先用铲刀手工铲除旧漆膜及浮锈，再用钢丝刷、砂纸等去表面的铁锈、旧漆膜及氧化皮焊渣、毛刺等，除锈标准达《设备及管道油漆检修规程》SHS01034-92中“表1”规定之“二级”。 3.2.3表面处理经甲方检查合格后，立即（24小时内）刷第一道底漆。底漆配制应用专用稀释剂控制好粘度，不宜过稠，以免影响附着力。 3.2.4第一道底漆表干成膜后，最好尚未干透时，即涂刷下一道漆。依此直至第二道面漆。面漆颜色按本方案前述条款之规定。在施工过程中每一道工序均须由甲方进行中间质量检查，合格后方可进入下一道工序。 3.2.5涂料配制时应按照施工说明进行，搅拌均匀。涂料配制、施工用工具应保持干净。 3.2.6配好的漆料须在材料施工说明规定的时间内用完。每道涂层间隔时间最大不超过材料施工说明规定的时间，对于因特殊原因，涂层固化时间太长，则须用砂纸打磨后方可再涂刷下一道漆。 3.2.7刷涂时，层间应纵横交错，每层宜往复进行，涂匀为止。每道漆膜不