储罐及埋地管网区域性腐蚀与防护研究

摘要

油田设施由于长期与强腐蚀介质接触,其中有许多是在高温、高压和高流速等条件下服役,其腐蚀问题显得更为突出和严重.随着世界油气工业的迅猛发展,腐蚀的危害暴露得日趋明显.腐蚀不仅造成管道、储罐、钻杆、深井油泵等设施的破坏和原油泄漏等直接经济损失,而且还会引起火灾、爆炸等灾难性事故,以及环境污染、停工停产等严重后果,极大地影响了油气工业的安全生产和经济效益.涂料防腐与阴极保护的同时使用称之为联合保护.联合保护是目前地下管道,金属构筑物防腐的重要方法之一.联合保护使腐蚀控制手段相互补充,这是因为涂料防腐在生产、运输与施工中不受损坏.另外,涂层本身的缺陷,如微孔、老化等,不可能完全将保护的金属与腐蚀环境、介质隔离.由于没有绝对完好的覆盖层,往往不能得到满意的保护效果.采取涂料和阴极保护联合防腐,利用阴极极化的电化学手段,保证了被保护金属体的电化学均匀性,控制了腐蚀电池的产生,弥补了覆盖层防腐的不足.这样,涂料防腐有阴极保护作辅助,而阴极保护的有效性有依赖于覆盖层的绝缘性能和保护电流密度.延长了使用寿命,大大提高了防腐使用周期.深井阳极阴极保护是近年来兴起的一种阴极保护方法,采用的阳极与浅埋基本相同,但施工较浅埋阳极复杂得多,且一次性投资比较高,调试比较麻烦.现场是否适合采用深井保护还需考虑当地的地质情况、地层结构以及周围金属构筑物的分布情况.但从其保护效果及投资来说,对整个大型罐区和埋地管网区域性进行保护时有很好的效果.

目录

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创新点摘要

第1章绪论

1.1腐蚀与防护的意义

1.1.1腐蚀给油气工业带来巨大的经济损失

1.1.2腐蚀给油气田造成重大事故

1.1.3腐蚀造成严重的环境污染

1.2阴极保护技术国内外发展现状

1.2.1阴极保护技术在国外发展现状

1.2.2阴极保护技术在国内发展现状

1.3发展趋势

1.4本文研究的主要内容

第2章腐蚀原理

2.1储罐的腐蚀原因

2.1.1内腐蚀

2.1.2外腐蚀

2.2管道的腐蚀因素

2.2.1化学因素

2.2.2物理因素

第3章阴极保护原理

3.1金属的电化学腐蚀原理

3.1.1概述

3.1.2常见的电化学腐蚀

3.1.3电化学腐蚀的控制——极化

3.2阴极保护原理的几种解释

3.2.1利用电位—PH值来解释阴极保护技术的原理

3.2.2利用双电极腐蚀原电池解释阴极保护原理

3.2.3前苏联学者托尔晓夫采用三电极模型来解释阴极保护

3.2.4用极化曲线来说明腐蚀和阴极保护

3.2.5阴极保护的种类及其各自的特点

第4章阴极保护的主要参数及测量

4.1阴极保护的主要参数

4.2阴极保护参数的测量

4.2.1测量仪器

4.2.2测量方法

4.2.3管地电位测试

4.2.4绝缘法兰绝缘性能测试

4.2.5土壤电阻率的测量

4.2.6牺牲阳极输出电流的测量

4.2.7接地电阻测量

第5章储罐及埋地管网的阴极保护

5.1区域性阴极保护的条件及方法的选择

5.1.1区域性阴极保护的条件

5.1.2阴极保护方法的选择

5.2储罐及埋地管网的牺牲阳极阴极保护

5.2.1阳极材料

5.2.2阳极形状

5.2.3牺牲阳极填包料的成分及配比

5.2.4阳极布置的几种形式

5.2.5牺牲阳极的阳极重量和数量计算

5.3储罐及埋地管网的外加电流阴极保护

5.3.1阳极材料

5.3.2恒电位仪

5.3.3阳极的布置

5.3.4辅助阳极的设计计算

5.4阴极保护计算程序

第6章阴极保护的运行管理

6.1阴极保护投入前的准备和验收

6.1.1阴极保护投入前对被保护管道的检查

6.1.2对阴极保护施工质量的验收

6.2阴极保护投入运行

6.3阴极保护站的日常维护管理

6.3.1阴极保护设施的日常维护

6.3.2恒电位仪的维护

6.3.3硫酸铜电极的维护

6.3.4阳极地床的维护

6.3.5测试桩的维护

6.3.6绝缘法兰的维护

6.3.7阴极保护管理

6.4牺牲阳极的维护

6.5阴极保护系统常见故障的分析

6.5.1保护管道绝缘不良，漏电故障的危害

6.5.2造成管道漏电的原因

6.5.3漏电点的查找

6.5.4阳极接地故障

结论

参考文献

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致谢