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油田工艺管道腐蚀与防腐措施研究

2021-12-10杨璞

全面腐蚀控制 2021年6期
关键词:阴极保护工艺

杨 璞

(大庆油田有限责任公司工程建设公司国际部,黑龙江 大庆 163000)

0 引言

油田工艺管道腐蚀是指钢管在内外介质的作用下(水,空气,酸,碱,盐,溶剂等)产生的破坏,按管道所处环境主要分为外腐蚀和内腐蚀。工艺管道输送的介质为多相流,流体中油、气、水及固体杂质共存,且由于石油粘度系数较大,必须在一定的温度和压力下输送[1]。油气管道内腐蚀主要是由于管内输送介质中包含的H2O、O2、H2S、CO2、Cl-与钢材形成原电池,管道外腐蚀主要是由于土壤中H2O、O2、以及酸碱的存在形成原电池,内、外腐蚀均以电化学腐蚀为主,而纯化学腐蚀和物理腐蚀在实际工程中比较少见。

1 工艺管道内、外腐蚀机理

管道的电化学腐蚀是指管道内外环境中的电解质溶液(吸附在管材表面)与金属管材分别作为原电池的阴阳两极,阳极的管材发生氧化反应,失去电子,逐渐溶解,阴极的电解质溶液发生还原反应,在两极间转移电子[2]。工艺管道根据周围土壤或输送介质的酸碱度不同,出现析氢腐蚀和吸氧腐蚀,当管材表面吸附的电解质溶液呈较强的酸性时,发生析氢腐蚀,当酸性较弱时往往出现吸氧腐蚀。原电池发生氧化还原反应如下:

析氢腐蚀

阳极:Fe-2e-=Fe2+

Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+

阴极:2H++2e-=H2

总反应公式:Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑

根据以上公式,反应过程中生成氢气,同时溶液中的Cl-、S-等离子起到催化、加快腐蚀的作用,其数量不变。

吸氧腐蚀

阳极:Fe-2e-=Fe2+

阴极:O2+2H2O+4e-=4OH-

总反应公式:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

根据以上公式,反应过程中消耗一定量的氧气。

无论是析氢腐蚀还是吸氧……

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