地下金属管道腐蚀与防护ch3s.ppt

1、1.第三章：金属防腐技术、地下金属管道的腐蚀与防护；2.研究金属腐蚀的主要目的是找出金属腐蚀的原因、机理和影响因素，从而控制和预防金属腐蚀。控制或防止金属腐蚀的各种方法被称为防腐蚀技术。3，3.1从微观腐蚀系统分析腐蚀防护有四种基本方法，3.1.1耐腐蚀材料，4.3.1.2耐腐蚀涂层(表面防护技术)，5.3.1.3缓蚀剂(环境介质处理)，6，3.2耐腐蚀材料3.2.1金属材料(合金材料)使用耐腐蚀合金是提高设备使用寿命最可靠的方法。1.提高热力学稳定性、抑制阳极过程和抑制阳极过程(提高合金耐蚀性的发展方向)金属的热力学是不稳定的(它们的标准电极电位是反应)。7.2 .抑制阴极过程的基本原理：当

2、腐蚀受阴极控制时，抑制阴极过程取决于阴极去极化还原过程的动力学。可能的方法：减少合金的阴极面积，提高合金阴极过程的过电位，抑制阳极过程(提高合金的钝化)。8，3.2.2耐腐蚀非金属材料的腐蚀与金属腐蚀的本质区别，9，3.3金属表面涂层的基本原理：在金属表面使用覆盖物，尽可能避免金属与腐蚀介质的直接接触，是金属材料的主要防护技术。防护涂层的基本要求是：结构致密，完整无孔，不透介质；与碱性金属结合力强，不易脱落；具有高硬度和耐磨性；均匀分布在整个受保护表面上。防护涂层可分为金属涂层和非金属涂层。它们可以通过化学方法、电化学方法或物理方法来实现。10，3.3.1涂层的分类，11，3.3.2金属表面的

3、预处理1。必要性表面处理的质量直接关系到防腐层与钢管或钢制储罐之间的附着力。施工过程中防腐层起泡、翘曲、返锈的主要原因是表面处理不达标。表面处理应符合规定的除锈标准，金属表面应有一定的粗糙度(也称为锚固深度)，这是两个关键因素。钢材表面处理后应立即采取保护措施，其效果与施工环境的温度和相对湿度直接相关。2.常用方法金属表面处理常用于手工或电动工具除锈、喷涂除锈、火焰除锈和化学除锈等。12，13，14，3.4电化学保护的基本方法阴极保护：在金属表面引入足够的阴极电流，以降低阳极的溶解速率，从而防止腐蚀。这种方法也称为牺牲阳极保护和外加电流阴极保护(在本应用设计过程中被用于管道腐蚀)。阳极保护：可

4、以对金属表面施加足够的阳极电流，使金属电位达到并保持在钝化区，从而防止腐蚀。15，3.4.1阳极保护原理：防腐蚀法，使金属电位处于稳定的钝化区。方法：阳极极化，外加电源，在溶液中加入氧化剂，使金属钝化；合金的阴极改性使合金的电位正向移动到钝化区。3.4.2电解保护原理：由导电变为电子导电，起到防腐作用。方法：增加回路电阻和距离，以降低电流响应并引走电流。16，3.5缓蚀剂3.5.1总结了一些用于抑制腐蚀环境中金属腐蚀的添加剂。缓蚀剂，也称为腐蚀抑制剂，是指当少量添加到腐蚀介质中时，能显著减缓或防止金属腐蚀的物质。金属防护缓蚀剂的优点是用量少、注射有效、成本低、使用方便。目前，它已广泛应用于机械

5、、化工、电子、能源等许多部门。例如，硫酸和盐酸在酸洗过程中可以去除钢表面的氧化皮，但也会溶解金属本身；如果合适的腐蚀抑制剂缓蚀剂保护的缺点是只适用于有限体积的腐蚀介质，如电镀和涂装前金属的酸洗和除锈、锅炉内壁的化学清洗、油气井的酸化、内燃机和工业冷却水的防腐处理、金属产品的工序间防锈和产品包装等。然而，它不适用于开放系统，如钻井平台、码头和桥梁。原理：缓蚀剂对金属和溶液的界面有一定的作用，阻断腐蚀过程，但不改变腐蚀系统的性质。添加量：0.1%1%。缓蚀剂保护具有很强的选择性。19、3.5.2缓蚀剂的分类，20、21、22、3.5.3缓蚀效率的计算，23、3.5.4缓蚀剂的选择原则和评价方法1。

6、选择原则应根据被保护的金属及其所处的腐蚀介质选择不同的缓蚀剂。缓蚀剂应与腐蚀介质相容，并在介质中具有一定的分散能力，以便能有效地到达金属表面，发挥其缓蚀作用。为了实现这一点，通常向缓蚀剂中加入少量表面活性剂，或者将亲水极性基团连接到缓蚀剂分子上。24、缓蚀剂的用量应少，缓蚀效果应更好，这样缓蚀和防腐蚀才能经济。为了提高缓蚀效果，经常使用各种缓蚀剂，这就是协同效应。除了缓蚀功能外，缓蚀剂还应考虑工业系统的整体效果，如环保、阻垢、杀菌等。25，2。评价方法缓蚀剂缓蚀效果的评价、缓蚀剂的筛选和复配可通过经典失重法、电化学法等更先进的光谱方法和表面光谱方法进行评价。(1)失重法失重法是测定缓蚀剂缓蚀效

7、果最常用、最简单的方法。可以通过实验室模拟缓蚀介质环境和现场试验来实现。通过测定空白条件(无缓蚀剂)和有缓蚀剂的腐蚀介质中金属的腐蚀失重，确定其腐蚀速率，并比较缓蚀剂的缓蚀效果。它还可用于筛选缓蚀剂的配方，选择缓蚀剂的浓度，确定用量和有效期，以及选择化合物。(2)电化学方法电化学方法可以在实验室条件下快速方便地测定金属的腐蚀速率。因此，电化学方法也可用于评价和筛选缓蚀剂。电化学方法利用电化学极化、电化学动力学理论和测试方法，研究在腐蚀介质中加入缓蚀剂前后金属表面的极化特性，并通过Tafel曲线外推法和极化电阻法测量金属的腐蚀速率来评价缓蚀剂对金属的缓蚀作用。随着近年来材料结构测试仪器的普及，研

8、究添加缓蚀剂后光谱法和表面光谱法对金属表面膜结构的影响，已成为评价缓蚀剂的一种现代化手段和技术。例如，使用吸收光谱、拉曼散射膜、x光电子光谱和俄歇电子光谱。28，3.5.5缓蚀剂及其应用理论、试验和计算方法的研究与进展中国腐蚀与防护学会缓蚀剂专业委员会于1981年在武汉成立。华中科技大学附属1。缓蚀剂研究的新方法和新技术。恒电位恒电流瞬态响应测量技术光电化学方法。缓蚀剂的谐波分析。缓蚀剂的载体法。油溶性缓蚀剂的穆斯沃尔德谱法缓蚀剂的MottSchottky ltulu图法。电化学测试技术，29，2。常用缓蚀剂简介酸性介质石油工业经常遇到酸性腐蚀环境中性介质水溶液中的腐蚀大多是由溶解氧引起的，通

9、常使用氧化膜和沉淀膜缓蚀剂。常用的铬酸盐、聚磷酸盐、硅酸盐、锌盐、有机磷酸盐、有机磷酸盐等。缓蚀剂在油气管道中的应用缓蚀剂广泛应用于石油系统，如集输系统。注水系统、油气处理装置、工业循环水冷却系统等。天然气含有H2S、CO2、H2O等有害成分，对管道内壁造成严重的内部腐蚀。我国输气干线发生了多起管道爆炸和泄漏事故，造成了巨大的经济损失。因此，四川石油管理局高度重视输气管道缓蚀剂的开发和应用，并已成功应用于输气管道的保护。32岁。输气管道用缓蚀剂CT2-2属于阴极成膜有机缓蚀剂，为棕色粘稠液体，略带胺味，溶于烃类，可分散于水和盐水中。现场试验表明，CT2-2的缓蚀率达到90%以上，管道内壁的缓蚀率由0.78毫安降至0.069毫安以下，CT2-2不仅适用于输气管道，也适用于天然气井和压缩站；对H2S、CO2等酸性气体有明显的缓蚀作用。GP-1缓蚀剂GP-1缓蚀剂是一种用于输气管道的冷却剂缓蚀剂，它是一种能阻断阳极和阴极过程的混合缓蚀剂。失重试验和线性极化试验表明，GP-l缓蚀剂在氯化钠-H2S-H2O介质中对管线钢具有较高的缓蚀作用，缓蚀率可达90%以上。同时，现场试验证明，它对点蚀和氢渗透有很强的抑制能力，广泛应用于含硫油气井和含硫天然气集输管道。34.输