腐蚀与防护第二讲课件.ppt

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1、第四节非金属腐蚀原理及腐蚀评定方法一、非金属腐蚀原理非金属的腐蚀一般不是电化学腐蚀，而是纯粹的化学或物理的作用，这是与金属腐蚀的主要区别。当非金属材料表面和介质接触后，溶液(或氢气)会逐渐扩散到材料内部。表面和内部都可能产生一系列变化，如聚合物分子起了变化，可引起物理机械性能的变化，即强度降低、软化或硬化等。非金属因为没有电化学溶解作用，所以，对离子的抵抗力强，能耐非氧化性稀酸、碱、盐溶液等。非金属腐蚀破坏的主要特征是：物理、机械性能的变化或外形的破坏，不一定是失重，往往还会增重。对金属而言，因腐蚀是金属逐渐溶解(或成膜)的过程，所以失重是主要的。对非金属，一般不测失重，而以一定时间的强度变化

2、或变形程度来衡量破坏程度。二、非金属材料腐蚀试验下面简要介绍塑料、玻璃钢、陶瓷类、涂料、胶泥等非金属材料腐蚀试验和评定方法。1、塑料腐蚀试验方法（1）质量法。塑料在腐蚀介质的作用下，其质量变化率和材料的耐腐蚀性能有直接联系，试样的质量变化可以表示某材料耐蚀性能的优劣。（2）机械强度比较法。塑料在腐蚀介质作用下，机械性能(拉伸强度、抗弯强度)会发生变化，其变化率的大小与材料的耐蚀性性能有密切的关系。2、玻璃钢腐蚀试验方法试验方法为静态浸泡，用来测定在规定条件下玻璃钢的耐蚀性能。亦可做筛选、对比试验。3、橡胶腐蚀试验方法（1）扯断法。测定橡胶在油、酸、碱或其他介质中浸润前后抗张强度或扯断伸长率的变

3、化，以表示橡胶耐介质性能的优劣。（2）体积法和质量法。测定试样在油、酸、碱和其他介质中，在规定温度下，经过一定时间后测量试样的体积和质量变化，以此来表示橡胶耐介质性能的好坏。4、陶瓷类腐蚀试验方法陶瓷类无机非金属材料在腐蚀介质作用下，其中某些组分浸析出来，使试样的质量发生变化，故可用试样质量变化的百分数来表示该材料的耐腐蚀性能。试验方法为浸泡法。操作步骤及试样状态等与一般浸泡质量法试验相同。5、涂料腐蚀试验方法涂料腐蚀试验方法主要有浸泡试验、大气老化试验、三防试验(防湿热、防盐雾、防霉菌)及实物现场试验4种。6、胶泥腐蚀试验方法胶泥腐蚀试验方法目前我国尚无标准，一般常用质量变化和抗压强度变化来

4、判断。三、非金属耐蚀性的评定方法1.有机材料一般用腐蚀前后材料的质量变化及强度变化来评价。质量变化及强度变化越小，表示材料耐蚀性越好。2.无机材料无机材料的耐蚀性以其耐酸度、耐碱度和强度变化来评定。第二章钻井、采油及集输系统的腐蚀与防护第一节钻井工程的腐蚀与防护一、钻井过程中的腐蚀环境钻井过程中的腐蚀介质主要来自大气、钻井液和地层产出物，通常是几种组分同时存在。对钻井专用管材、井下工具、井口装置等金属常见的腐蚀类型有：应力腐蚀、腐蚀疲劳、硫化物应力开裂、点蚀（坑点腐蚀）、湍流腐蚀（冲蚀）等。1、钻井液（1）钻井液组成及温度对腐蚀的影响。表2-2未经处理的钻井液的腐蚀速率无固相盐水体系的腐蚀速

5、率见表2-3。表2-3无固相盐水体系的腐蚀速率（2）钻井液密度对腐蚀的影响不同密度加重钻井液的腐蚀速率亦各不同。钻井液的加重材料为重晶石，钢片在120℃下，不同密度的钻井液进行动态扰动达37h，其结果见表2-4。表2-4不同密度加重钻井液的腐蚀效率（3）钻井液pH值对腐蚀的影响表2-5pH值对钻井液腐蚀速率的影响从防腐和钻井时防塌与产层保护的需要出发，钻井液的pH值控制在10以上的范围是非常必要的。一般说来，钻具的腐蚀速率随钻井液腐蚀速率的增加而增加；随钻井液pH的上升，腐蚀速率会逐渐降低。控制钻井液的pH值是控制钻具腐蚀的主要措施之一。控制钻井液的pH值大于10会大大延长金属材料的使用寿命。

6、2、氧气钻井过程中，由于钻井液循环系统是非密闭的，大气中的氧通过振动筛、泥浆罐、泥浆泵等设备在钻井液循环过程中混入钻井液，成为游离氧，部分氧溶解在钻井液中，直到饱和状态。水中的氧达到饱和时可含8-12mg/L，而氧在相当低的含量下(少于112mg/L就能引起严重腐蚀。钻井液中的溶解氧是钻杆腐蚀的主要原因之一。3、硫化氢硫化氢对钻具及钻井设备具有强烈的腐蚀性。侵入钻井液体系的硫化氢可来自下列几个方面：a.含硫化氢的地层流体。b.钻井液中含硫添加剂(如磺化酚醛树脂等)的分解。c.采用含硫的接头丝扣润滑剂发生化学反应。d.细菌对存在于钻井液中硫酸盐的作用。硫化氢腐蚀表现的形式有以下几种：①电化学腐蚀

7、。②氢诱发裂纹(HIC)和氢鼓泡〔HB)。③硫化物应力开裂（SSC）。4、二氧化碳干CO2是一种非腐蚀性气体，但是当存在水时，水与CO2反应生成碳酸，引起腐蚀作用。碳酸与铁反应生成碳酸铁，管材成片状脱落，减少管壁厚度。一般情况下，CO2腐蚀与pH值的变化有函数关系，pH降低，CO2腐蚀就严重，反之，pH升高，腐蚀性降低，但该介质易结垢。CO2可来自以下几个方面：（1）含CO2的地层流体。（2）采用