天然气管道阴极保护技术及应用

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1、技术讲座天然气管道阴极保护技术及应用李琼玮长庆油田公司油气工艺研究院2012年3月油气工艺研究院油化与防腐室腐蚀在建筑、工业、文物等各方面，到日常生活中都普遍存在。油气生产中，腐蚀可能带来严重危害。雅可拉凝析气田因P110油管的兵马俑坑挖掘发现的青铜剑腐蚀引起井喷，导致直接损失8000万元油气工艺研究院油化与防腐室前前言言腐蚀存在于油气田生产的全过程腐蚀存在于油气田生产的全过程钻井采油、气集输炼油、化工¾含H2S、CO2V海、陆地超深井ò新疆、沿海炼油©管道内外腐蚀¾高速流体冲刷企业的高硫、高酸V高含H2S

2、、CO2井进口原油加工；¾产层出水、细菌V高产量油气井ò炼化工艺的复杂¾复合增产措施©场站环境腐蚀性V含大段水层井¾外水层¾腐蚀——严重的影响着油气田的正常生产¾腐蚀——造成大量的经济损失¾腐蚀——潜在的安全隐患油气工艺研究院油化与防腐室前前言言气田腐蚀治理途径耐蚀材料现场调研与测试缓蚀剂腐蚀失效原因防治措施筛选文献查阅与研究、腐蚀机理与、开发及应用涂镀层规律研究室内模拟阴极保护研究腐蚀评估腐蚀检测与预测与监测腐蚀风险与经腐蚀综合治理防腐投入与济分析管理油气工艺研究院油化与防腐室前前言言腐蚀技术研究的特点¾

3、明显的交叉学科的性质¾无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、结构化学、材料的使用性能¾电化学¾物理，表面工程等¾金属材料、非金属材料、¾高分子材料、复合材料固有性能成分/组成（物理、（原子结构、化学和机键、排列和械）组织）制备合成/加工工艺油气工艺研究院油化与防腐室前前言言国内外比较有影响力的腐蚀专业学会：NACE、EFC和中国腐蚀与防护学会阴极保护方面的国际培训主要是CP-1/2/3。目前国内持有CP证书的约300人。油气工艺研究院油化与防腐室前前言言关于本人的讲座系列内容：一、天然气管道阴极保护技术及

4、应用主要涉及阴极保护CP相关基础知识和相关的测试、简单应用。二、天然气管道检测、防腐技术及应用实践常见的内外腐蚀检测技术，近几年油气工艺研究院在管道外腐蚀防治方面的应用。三、气田管道的ICDA技术分析和展望内腐蚀直接评价技术油气工艺研究院油化与防腐室前前言言¾讲座资料涉及油气工艺研究院近年来的研究项目、国内外相关标准、技术报告和相关公司的产品介绍。¾特别感谢我的领导和同事、同行在其中所做的贡献！¾感谢在座的气田各位同行——希望在下面的讲座中保持轻松和清醒！油气工艺研究院油化与防腐室气田防腐工作涉及面很广，由

5、于本人学识浅薄，讲座仅仅涉及了当前部分问题、个人的肤浅看法及研究方向的设想，难免有谬误，仅供参考。不妥之处欢迎批评！油气工艺研究院油化与防腐室讲座提纲一、背景知识（电学及电化学）二、气田主要防腐措施三、阴极保护系统概要介绍四、腐蚀测试操作实践油气工艺研究院油化与防腐室背景知识腐蚀（Corrosion）：材料与环境作用引起的材料破坏与变质。工业发达国家腐蚀造成的损失约占国民经济生产总值的2－4％。据《中国腐蚀调查报告》：2000年腐蚀损失为5000多亿元，占当年GDP6％。化学腐蚀——金属与非电解质的纯化学作

6、用。特点：电子传递直接、无电流。Al、Mg、Na在甲醇、CHCl3物理腐蚀——单纯的物理溶解。Fe在熔融Zn中的变薄电化学腐蚀——金属与导电介质的电化学作用。特点：最为普遍。油气工艺研究院油化与防腐室背景知识电化学腐蚀的基本知识：电化学腐蚀:金属在电解质溶液中由于电化学作用所发生的腐蚀。电化学腐蚀过程：金属电化学腐蚀基本上由阳极过程、电子转移过程、阴极过程等三个过程组成。油气工艺研究院油化与防腐室背景知识电化学是化学的一个分支，研究化学反应中的电荷的传输。电化学反应氧化反应原子或者分子失去电子时发生原子或者

7、分子的负电荷减少还原反应原子或者分子得到电子时发生原子或者分子的负电荷增加在腐蚀电池中，氧化和还原反应同时发生。油气工艺研究院油化与防腐室背景知识电化学回路金属线e-+ionsAΑ-ionsCElectrolyticPathConventionalCurrentFlow常规电流油气工艺研究院油化与防腐室背景知识腐蚀电池的组成•阳极(氧化反应)MetallicPathe-–腐蚀+ions•阴极(还原反应)Α-ionsC–不腐蚀ElectrolyticPath•电解质(阳离子[+]和阴离子[-])•外部回路(通

8、常是金属)15油气工艺研究院油化与防腐室背景知识外部(金属)路径容许电子电荷从阳极流向阴极电解质路径阳离子移向阴极阴离子移向阳极电解质电离溶液具有导电性离子是电解质中的电荷载体油气工艺研究院油化与防腐室背景知识电子和离子的移动e-e-e-e-e--e-e-e-电子流动方向e-e--e-e电解液e-e-e--e-++-ee-e-+ee-e-eee-+CATHODE阴极CATHODE+ANODEANODE阳极+油气工