材料的腐蚀与防护

1、材料的腐蚀与防护学 院： 城市建设与安全工程学院 班级、学号： 姓 名： 成 绩： 目录摘要1一、概述1 二、 案例分析1事故概况12事故原因23事故处理24从腐蚀角度分析事故原因3三、防腐措施1正确选用材料及合理设计加工工艺42外防腐53电化学保护54定期检查管道6 四、小结6参考文献7 【摘要】 随着油田勘探开发的需要，地下埋设了大量的油、气、水管道。各种管道的铺设使我们的生活水平得到了巨大的改善，但其中由于管道的锈蚀而导致的一系列灾难和破坏也成为了大难题。本文将通过分析中石油秦京线由于输油管道腐蚀而导致的一次原油泄漏来讨论管道腐蚀的原因并提出防止管道腐蚀的措施。概述随着国民经济的发展，管

2、道输油的优点日益突显出来。当金属管道和四周介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起其表面锈蚀。这种现象是十分普遍的。金属管道遭到腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，影响所输油品的质量，缩短输油管道的使用寿命，严重可能造成泄漏污染环境，甚至引起火灾和爆炸造成人员伤亡和严重的景经济损失。由于金属腐蚀而引起的损失是很大的，因此，了解腐蚀发生的原因，采取有效的防护措施，有着十分重大的意义。华北地区最早修建的原油主干线是秦皇岛至北京的秦京线，是燕山石化原油的主要供应来源，在秦京线建成的将近40年内，发生的大小泄漏事故数百次。本文通过展开秦京线的一次泄露事故，深入研究管道腐蚀的原因和预

3、防措施。二、案例分析1、事故概况2012年3月27日凌晨5时许，通州区张采路于家务村路段，途经此地的秦京输油管道破裂，造成原油泄漏致使整个秦京线停止运行。事发地点位于通州张采路于家务村路段。泄漏的原油浮在张采路西侧2米宽的河沟中，蔓延约300余米，油层深度达到10余厘米。并散发出浓烈的刺鼻气味。27日上午9时许遭遇停水，至下午3时才来水。但刚来水时，自来水显得浑浊，且带有油色。2、事故原因 = 1 * GB2 直接原因秦京线自1975年修建至今，已经运行了30多年，因出事管线使用时间久，内部长期遭受腐蚀，所以导致破损和泄漏事故，是造成原油泄漏的直接原因。 = 2 * GB2 间接原因安全隐患整

4、改督促检查不力，管道常年失修，并没有进行定期维修、保养、检查，从而没有及时发现管道的腐蚀现象。3、事故处理 = 1 * GB2 、抢修：河两边铺设吸油毯2012年3月27日上午，20余辆河北牌照的工程车在现场进行抢修。河沟两边已铺上吸油毯。漏油管道直径约80厘米，管道下方已被垫上土，一辆挖掘机用绳子吊住管道破裂处，多名工作人员正在进行维修。事发地点周围已经拉起警戒线，两辆消防车在警戒范围内待命。现场共有6辆油罐车从河沟中吸取原油，另有一辆大卡车装载40余个油桶在路边。27日上午6点左右，通州区应急办、水务局、环保局等多部门派人到现场。于家务义务消防队也到达现场，在专业消防人员到达后撤离。 =

5、2 * GB2 、善后：污染土壤焚烧回填据通州区水务局工作人员介绍，水务局已经采集了现场及附近于家务村的水样进行检测，确认居民饮用水安全。例行的检测将会持续6天。 输油管所属公司秦皇岛分公司宣传处申处长称第一时间启动了应急预案，“中石油会将所有残油清理干净，污染土壤将由专业人员进行焚烧后回填，通过当地政府的验收之后才算合格”。4、从腐蚀角度分析事故原因 = 1 * GB2 .点蚀腐蚀穿孔部位位于焊缝的热影响区内，主要由于管道在焊接过程中，焊缝周围管体迅速加热导致其晶粒长大，焊缝的热影响区内组织及结构发生变化。当防腐层剥离破损进水后形成腐蚀电解质，焊缝的热影响区为小阳极，管体其他部分为大阴极，在

6、这种小阳极大阴极的电偶腐蚀电池作用下，焊缝附近发生严重腐蚀。同时也促进点蚀区域金属的快速溶解，最终加速了点蚀向纵向扩展。最后，随着管道表面点蚀坑的形成，在管道内部及外部应力的作用下，在点蚀坑边缘尖端产生裂纹，最终导致点蚀坑向横向扩展。 = 2 * GB2 .电化学腐蚀 腐蚀部位常常位于管体的侧下部，当地下水位较高时防腐层剥离破损进水达饱和状态，而管道中上部呈半干半湿状态，在垂直方向上管道剥离防腐层中水的含量差异明显，底部水饱和而氧气的含量低，中上部氧气的含量较高，管道的各部分的电位将产生差异，形成氧浓差腐蚀电池，在管道中下部附近产生非常严重的局部腐蚀。 = 3 * GB2 应力腐蚀管道焊接处焊

7、接时引入的残余应力，引起金属产生滑移变形，发生应力腐蚀开裂。 = 4 * GB2 .微生物腐蚀 排放垃圾及生活污水的水沟中水样中含有微生物，如硫酸盐还原菌，因此，在厌氧条件，埋地管道在硫酸盐还原菌作用下将发生局部腐蚀，即管道表面将发生点蚀。污水对地下管道的腐蚀影响显著。在相同外加电位下管线钢在污染土中电荷转移电阻要小于在原状土中，即相同外加电位下管线钢在污染土中腐蚀速率更大。随着外加电位的负移，管线钢在原状土中腐蚀速率呈减小的趋势，而在污染土中，随着外加电位的负移，管线钢的电荷转移电阻变化并不明显，外加电位的负移对管线钢腐蚀的抑制作用影响并不明显。防腐措施正确选用材料及合理设计结构和加工工艺选

8、材 = 1 * GB2 .技术原则根据输气管道工程设计规范，所选用钢管应符合国家现行标准石油天然气输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管等的有关规定，若选用标准以外的管材，其材质应是镇静钢，并满足下列基本要求： = 1 * GB3 .屈服强度与抗拉强度之比不大于0.85:； = 2 * GB3 含碳量不应大于0.25%，碳当量不应大于0.45%； = 3 * GB3 .材料熔炼分析含硫量不应大于0.035%，含磷量不应大于0.04%。 = 2 * GB2 .经济原则对于相同管径的管材，其运输和施工费用基本相同，焊接材料的价格对工程投资的影响较小，经济性方面仅考虑管材价格因素。 = 3 * GB2 .施工和

9、运行管理原则 管材的选取应有利于管材订货、施工焊接、事故抢修和运行管理等方面。结构设计 = 1 * GB2 .防止积水和积尘结构设计尽量简单，尽量采用密闭结构，可能积液的地方要设排水口，避免尖角、凹槽和缝隙。 = 2 * GB2 防止缝隙腐蚀适时检查设备，若有缝隙，可采用拓宽缝隙、填塞缝隙、改变缝隙位置等方法加以避免。 = 3 * GB2 .防止应力腐蚀开裂、氢脆、腐蚀疲劳此案例中就存在应力腐蚀开裂，为了很好地避免应力腐蚀开裂，在焊接的时候尽量采用对接的方法，避免使用应力、装配应力和残余应力在同一个方向上叠加。2.外防腐可以在金属表面涂上一层保护层，避免其与腐蚀环境直接接触。塑化沥青防蚀带近几

10、年才开始在北京市的燃气管道上使用，且价格偏高，但随着塑化沥青防蚀带的大面积推广使用，其价格会适当降低，而且其施工受温度影响较小。管道外防腐涂层的选择原则 ：1)技术可靠。2)经济合理:管道外防腐层的选用达到性能价 格比最优的目的,在满足管道防腐要求的同时,尽量节省工程投资。3)根据现有的国内技术装备和施工经验,选择使用寿命长、可靠性高、施工管理方便的防腐层,满足工程的需要3.电化学保护对金属施加外电动势，将其电位移向免蚀区或钝化区以减小或防止腐蚀的发生。常见的为牺牲阳极保护阴极和外加电流阴极保护法。在牺牲阳极保护阴极系统中，样机的埋设位置及深度有一定的要求，同时，阳极周围也应有一个较好的导电环

11、境。牺牲阳极法不需外部电源，投产后维护管理工作量小，对周围其他金属构筑物干扰小，但输出电流小且不可调，保护范围小，在高土壤电阻率环境中不宜使用。强制电流阴极保护法是将被保护金属体与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。强制电流法输出电流连续可调，保护范围大，适用性强，可在高土壤电阻率环境中应用。但需外部电源,易对周围其他金属构筑物形成干扰,投产后维护管理工作量大。牺牲阳极法一般仅适用于管径小、距离短的管线或管网密集的城市管网和临时阴极保护；强制电流阴极保护则由于其寿命长,输出电流、管/地电位可控,保护范围大等原因在长输埋地钢质管道上得到广泛运用4. 定期检查管道，及时

12、发现问题。 选择了一种好的防腐方式并不就等于选择了好的防腐工程质量。没每种防腐材料都有其优缺点，但它们有一个共同特点，就是对埋地管道给予保护。而它们对管道的保护效果又取决于从选料至管槽回填的各个工序质量。如果在各个阶段都按照标准、规范的要求进行，那么无论哪种防腐层、哪种阴极保护方案，都会对埋地管道起到应有的保护作用。相反，不论多么优质的涂料，多么先进的防腐手段，花多高的投入，也不能确保对管道起到应有的保护作用。只有在各个工序质量控制过程中以认真、求实、科学的工作态度，严格执行质量标准，才能确保防腐工程质量。小结由于钢质管道的腐蚀，引起生产企业停工停产，产品质量下降，给人民生活带来很多困难。埋地

13、输油设备的跑、冒、滴漏除损失大量有用的物质外又造成严重的环境污染，甚至引起火灾、爆炸、塌毁等灾难性事故。本文结合秦京线原油泄漏事故分析了腐蚀的危害，防腐的重要性及常见的防腐措施。2011年5月上旬，中国石油管道局防腐公司研究的“管道三层结构防腐层的新的涂装工艺”，获得国家发明专利（专利号为200810172375.0）。这标志着我国管道防腐技术走到世界前列。2008年，作为中国石油唯一的专业化管道防腐公司，管道局防腐公司在承担国家科技支撑计划课题X80高钢级大口径管道施工装备与关键技术研究中, 探索管道三层结构防腐层新工艺。这个公司创造性地将胶黏剂层制备工艺由现有挤出机挤出包变为静电粉末喷涂，即在环氧粉末层胶化过程中将胶黏剂粉末喷涂上去，取代大型挤出机，解决了原工艺操作控制难和三层间剥离性能不稳定等问题。该技术发明能够提高三层结构的整体性，改善三层结构防腐层附着力和抗阴极剥离性能，节省挤出机设备，降低三层结构防腐层成本，并为弯管防腐层涂装提供更高效