管道的腐蚀与防护
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金属管道腐蚀防护基础知识引言:金属管道在许多工业领域中被广泛应用,包括石油化工、化学工程、航空航天、供水供气等等。
然而,金属管道腐蚀是一个常见的问题,导致管道的功能性能下降,甚至可能引发严重的事故。
因此,金属管道腐蚀防护是非常重要的。
本文将介绍金属管道腐蚀的基本原因、腐蚀类型以及常用的腐蚀防护方法。
一、金属管道腐蚀的原因:金属管道腐蚀的原因主要有以下几点:1. 化学腐蚀:当金属管道与介质中的酸、碱、盐等化学物质发生反应时,会引发化学腐蚀。
例如,金属管道与盐水接触时,会引发盐水腐蚀。
2. 电化学腐蚀:当金属管道处于电解质溶液中,且与其他金属或非金属相接触时,会形成一个电化学反应体系,导致管道表面发生腐蚀。
例如,金属管道与土壤接触时,会引发土壤腐蚀。
3. 腐蚀疲劳:金属管道在经历重复应力循环的情况下,容易发生腐蚀疲劳,形成腐蚀龟裂。
4. 应力腐蚀开裂:金属管道在受到应力的作用并暴露于腐蚀介质中时,容易出现应力腐蚀开裂。
二、金属管道腐蚀的类型:金属管道腐蚀的类型主要有以下几种:1. 均匀腐蚀:管道表面均匀发生腐蚀,导致管道的厚度逐渐减少。
2. 局部腐蚀:管道表面只发生局部区域的腐蚀,可能形成坑洞、孔洞等,导致管道的局部薄弱。
3. 穴蚀腐蚀:在管道表面形成小孔,逐渐向管道内部扩展,可能造成管道破裂。
4. 电化学腐蚀:通过金属管道与周围环境的电化学反应形成腐蚀。
5. 应力腐蚀开裂:受到应力的作用下,管道在腐蚀介质中发生开裂。
三、金属管道腐蚀防护方法:为了保护金属管道免受腐蚀侵害,我们可以采用多种腐蚀防护方法。
1. 表面涂层防护:通过在金属管道表面涂上一层防腐涂料来阻隔金属与腐蚀介质的接触,起到防护腐蚀的作用。
常见的涂层材料有油漆、橡胶、聚酯、环氧树脂等。
2. 阳极保护:通过在金属管道表面安装一个更容易被腐蚀的金属(如锌)作为阳极,使其受到腐蚀,从而保护主体金属管道不被腐蚀。
常见的阳极保护方法有热浸镀锌、电镀锌等。
核电站海水管道腐蚀防护
核电站海水管道腐蚀防护是核电站运行中非常重要的一环。
由于海水中含有大量的盐分,海水管道的金属部件容易受到腐蚀,从而影响管道的正常运行。
为了保证核电站的海水管道能够长期有效运行,必须采取一系列的腐蚀防护措施。
首先是选择合适的材料,如不锈钢、镍基合金等,这些材料具有良好的耐腐蚀性能,能够在海水环境中长时间使用。
其次是涂层防护。
通过给海水管道的金属部件涂上一层特殊的防腐涂层,可以有效阻隔海水对金属的腐蚀,延长管道的使用寿命。
常用的涂层材料有环氧树脂、聚氨酯等。
还可以在海水管道中加入防腐剂。
防腐剂能够在管道内形成一层保护膜,隔绝海水与金属的接触,起到防腐蚀的作用。
常用的防腐剂有化学品、石油类溶剂等。
还可以定期检查和维护海水管道。
定期检查管道的腐蚀情况,及时修补和更换受损的管道部件,防止腐蚀继续扩展。
还需定期清洗管道内的沉积物和杂质,保证海水的流通畅通。
要加强对核电站运行人员的培训和操控监督。
只有全面提高运行人员的防腐意识,加强对海水管道腐蚀防护的重视,才能确保核电站海水管道的安全运行。
核电站海水管道腐蚀防护是保证核电站稳定运行的重要环节。
通过选择合适的材料、涂层防护、防腐剂的使用、定期检查维护以及运行人员的培训和监督,可以有效保护海水管道免受腐蚀,确保核电站的正常运行。
燃气管道杂散电流腐蚀与防护一、杂散电流干扰模式杂散电流是指设计范围外流入地面的直流电流,它来自直流的接地系统,如直流电气轨道、直流供电所接地极、电解电镀设备的接地、直流电焊设备及阴极保护系统等。
其中,以城市和矿区电机车为最甚。
它的干扰途径如图10-60所示。
从图中可以划分三种情况:1.直流供电站附近的管道属于阳极区,杂散电流从管道上流出,造成杂散电流电解。
2. 干涉段中间的管道属于极性交替区,杂散电流可能流入也可能流出。
当电流流出时,造成腐蚀。
3.电力机车附近的管道属于阴极区,杂散电流流入管道,它起着某种程度的阴极保护作用。
以上是一般规律。
实际上杂散电流干扰源是多中心的。
如矿区电机车轨道已形成网状,供电所很多,当多台机车运行时,会产生无序的地下电流。
作用在管道上的杂散电流干扰电位如图10-61所示。
由直流杂散电流引起的埋地钢质管道腐蚀称为干扰腐蚀。
因属电解腐蚀,所以有时也称电蚀。
这是管道腐蚀穿孔的主要原因之一。
例如:东北地区输油管道受直流干扰的约占5%,腐蚀穿孔事故原因的80%是由杂散电流引起的;北京地下铁路杂散电流腐蚀已经形成公害,引起了有关部门的重视。
随着阴极保护技术的推广应用,也会给地下带来大量的杂散电流。
如近些年来城市地下燃气管道给水管道、地下电缆等采用了外加电流保护,在它的阳极地床附近可能会造成阳极地电场干扰。
在被保护的管道(或电缆)附近可能会造成阴极电场的干扰。
其干扰形式如图10-62和图10-63所示。
干扰范围与阳极放电电流和阴极保护电流密度成正比。
当单组牺牲阳极输出电流大于100mA时,也应注意其干扰。
二、杂散电流腐蚀特性1.强度高、危害大埋地钢质管道在没有杂散电流时,只发生自然腐包蚀。
大部分属腐蚀原电池型。
腐蚀电池的驱动电位只有几百毫伏,而所产生的腐蚀电流只有几十毫安。
在土壤中的杂散电流腐蚀,则是电解电池原理。
即外来的直流电流或电位差,造成了土壤溶液中金属腐蚀。
其腐蚀量与杂散电流强度成正比,服从法拉第电解定律。
某海底管道外腐蚀原因分析及预防措施海底管道外腐蚀是指海底管道在水下环境中,由于化学反应或电化学反应等因素引起的腐蚀现象。
这种腐蚀不仅会导致管道的破损,还会对海洋环境造成污染。
因此,对于海底管道外腐蚀的原因进行分析,并采取预防措施是至关重要的。
海底管道外腐蚀的主要原因可归结为以下几个方面:1.海水环境:海水中含有许多氧、水和盐等物质,其中的氧与金属管道表面发生化学反应,形成氧化物或氢氧化物,从而导致管道的腐蚀。
2.微生物腐蚀:海水中存在大量微生物,其中一部分微生物会将金属表面作为能量源,并通过氧化反应或还原反应来生长和繁殖。
这些微生物产生的酶和酸性物质会损坏管道表面的保护层,加速腐蚀过程。
3.电化学腐蚀:海底管道通常由不同金属组成,形成了电池电位差。
在海水中,形成了电解质,从而形成了电化学环境。
在电化学环境下,金属产生了阳极和阴极,而阳极则发生了腐蚀反应。
为了预防海底管道外腐蚀,可以采取以下预防措施:1.选择合适的管材:选择耐腐蚀性能较好的管材,如不锈钢、镀锌钢管等。
并且要根据海域环境特点以及预计的使用寿命选择不同材料的管道。
2.涂层和防护层:在管道表面进行合适的涂层或防护层处理。
这些涂层通常包括抗海水侵蚀、耐腐蚀等特性,在一定程度上能够保护管道免受腐蚀。
3.电流防护:通过施加外加电流,利用电化学原理抑制金属物质的电化学反应,从而降低管道腐蚀的速度。
4.定期检查和维护:定期对海底管道进行检查,发现腐蚀和问题区域及时修复。
可以利用无人机、水下机器人等新技术手段进行管道的巡检和维护工作。
5.监测和预警系统:安装监测和预警系统,及时监测管道的腐蚀情况,并提前发出预警,以便采取措施避免腐蚀进一步恶化。
综上所述,海底管道外腐蚀是一种严重的问题,其原因主要包括海水环境、微生物腐蚀和电化学腐蚀等。
为了预防海底管道外腐蚀,可以采取选择合适的管材、涂层和防护层、电流防护、定期检查和维护以及监测和预警系统等多种预防措施。
金属管道腐蚀防护基础知识金属管道的腐蚀防护是工业生产中非常重要的一项工作,它涉及到管道的安全运行和使用寿命的延长。
本文将从基础知识的角度,介绍金属管道腐蚀防护的相关内容,包括腐蚀现象、腐蚀分类、腐蚀原因、以及常用的腐蚀防护方法等。
一、腐蚀现象腐蚀是指金属在与外界环境接触时,由于化学反应而发生改变的过程。
一般来说,金属的腐蚀可以分为直接腐蚀和间接腐蚀两种形式。
直接腐蚀是指金属直接与液体、气体或固体物质发生化学反应,造成金属表面的损坏。
间接腐蚀是指金属表面与介质接触之后,通过介质传递腐蚀物质或电子,导致金属腐蚀。
二、腐蚀分类根据腐蚀物质的不同,金属腐蚀可以分为物理腐蚀和化学腐蚀两种形式。
物理腐蚀是指腐蚀介质对金属表面的物理作用,如机械磨损、疲劳破坏等。
化学腐蚀是指腐蚀介质对金属的化学反应作用,包括酸性、碱性、中性环境中的腐蚀。
三、腐蚀原因金属管道腐蚀的原因有很多,主要包括以下几个方面:1. 介质腐蚀:介质中存在的酸、碱、盐类物质会导致金属腐蚀;2. 湿度腐蚀:高湿度环境中,金属表面会被水分腐蚀;3. 温度腐蚀:高温环境中,金属会发生氧化反应,导致腐蚀;4. 电化学腐蚀:金属与电解质接触后,会形成电化学腐蚀环境;5. 综合因素腐蚀:多种腐蚀因素的综合作用会导致金属管道的腐蚀。
四、腐蚀防护方法为了延长金属管道的使用寿命,必须采取一定的腐蚀防护措施。
根据具体情况,可以采用以下几种常见的腐蚀防护方法:1. 防腐涂层:在金属管道表面涂覆一层防腐涂层,可以阻隔腐蚀介质与金属直接接触,起到保护作用。
常见的防腐涂层有油漆、镀层等。
2. 防腐带:将防腐带缠绕在金属管道表面,形成一层防腐层。
防腐带可以起到隔离腐蚀介质的作用,常用于地下管道和管道接头处。
3. 阳极保护:阳极保护是通过在金属管道上安装阳极材料,使其成为一个电池系统,使金属作为阴极,被保护。
常见的阳极保护方法有阴极保护、阴极保护、以及外施电流阳极保护。
4. 材料选择:选择抗腐蚀性能好的金属材料,如不锈钢、合金钢等,可以降低腐蚀速率,延长管道的使用寿命。
第1篇一、实验目的本实验旨在研究不同腐蚀防护措施对管道腐蚀的影响,通过对比实验,评估各种防护措施的防腐效果,为实际管道防腐工作提供理论依据。
二、实验材料与设备1. 实验材料:- 金属管道(不锈钢、碳钢等)- 腐蚀介质(如硫酸、盐酸、盐水等)- 防腐涂层材料(环氧树脂、聚氨酯、氟碳涂料等)- 防腐涂层底漆- 防腐涂层固化剂2. 实验设备:- 腐蚀试验箱- 管道腐蚀试验装置- 磁力搅拌器- 温度计- 精密电子天平- 金属涂层厚度计- 试样表面处理设备三、实验方法1. 管道表面预处理:将金属管道表面进行打磨、清洗,去除油污、锈蚀等杂质,保证表面平整、干净。
2. 防腐涂层施工:按照不同防护措施,分别对管道进行涂层施工。
具体施工步骤如下:- 涂层底漆:采用专用底漆对管道进行均匀涂抹,干燥后进行下一道工序。
- 防腐涂层:选用不同类型的防腐涂层,按照厂家推荐的比例进行混合,均匀涂抹在管道表面。
- 固化处理:根据涂层固化剂的要求,在规定时间内进行固化处理。
3. 腐蚀试验:将涂好防腐涂层的管道放置在腐蚀试验箱中,按照预定条件进行腐蚀试验。
试验过程中,定期观察管道表面状况,并记录数据。
4. 数据分析:对实验数据进行整理、分析,评估不同防腐措施的防腐效果。
四、实验结果与分析1. 空白试验组(未进行防腐处理的管道)在腐蚀试验过程中,表面出现明显的腐蚀现象,涂层脱落,管道腐蚀严重。
2. 防腐涂层试验组(涂有防腐涂层的管道)在腐蚀试验过程中,表面腐蚀程度明显减轻,涂层保持完好,管道腐蚀速度减缓。
3. 不同防腐涂层试验组:根据实验数据,对比分析不同防腐涂层的防腐效果。
结果表明,环氧树脂涂层、聚氨酯涂层、氟碳涂料涂层具有较好的防腐性能。
4. 防腐涂层厚度对防腐效果的影响:随着涂层厚度的增加,防腐效果逐渐增强。
实验表明,涂层厚度达到一定值后,防腐效果趋于稳定。
五、结论1. 防腐涂层可以有效减缓管道腐蚀,提高管道使用寿命。
2. 环氧树脂涂层、聚氨酯涂层、氟碳涂料涂层具有较好的防腐性能,可根据实际需求选择合适的涂层材料。
油气管道常见腐蚀原因及防护措施应用摘要:油气管道运输是石油或者成品油、天然气等最基础的运输手段,但是因为管道铺设在地下,所以它很容易遭受到物理腐蚀,再加上石油和天然气自身的化学腐蚀等因素,很可能会导致石油和天然气的泄漏、爆炸、火灾等事故发生,所以,要保证石油和天然气的安全输送,必须要对石油和天然气管道进行防腐处理。
本文从油气管道常见的腐蚀原因入手,并介绍相应的防护措施。
关键词:油气管道;腐蚀原因;防护措施石油和天然气是非常重要的能源,在我国经济不断发展的过程中,对于能源的需求也在不断地增加,油气管道是石油和天然气输送的重要工具,其重要性不言而喻。
油气管道在运输过程中会受到很多因素的影响,如介质、温度、压力、杂散电流等。
在油气管道运输过程中,如果发生了管道腐蚀,就会导致管道失效,给油气生产带来严重损失。
因此,在运输油气管道的时候必须要采取有效的防腐措施,避免发生更多的管道腐蚀事故[1]。
一、常见油气管道腐蚀原因(一)土壤腐蚀土壤中含有很多腐蚀性物质,如水、二氧化碳等。
这些腐蚀性物质与土壤接触后,会对管道造成腐蚀。
此外,土壤中还含有各种离子,如钠、钾、钙、镁等元素以及硫离子等,这些元素都会对金属产生化学作用,进而使金属材料受到腐蚀。
同时,土壤中有的还存在少量的杂散电流,比较容易发生电解质作用。
(二)大气腐蚀大气中含有大量水分和氧气,这些物质与油气管道接触后会对其产生腐蚀作用。
另外,空气中的水蒸气、二氧化碳和其他气体也会对油气管道造成影响。
(三)微生物腐蚀微生物腐蚀是指在各种原因(如温度、湿度等)的作用下,土壤中的微生物将金属材料或其他非金属材料分解的过程。
这些分解反应可能是化学反应(如氧化)或物理反应(如电化学反应),也可能是化学反应(如生物作用)。
(四)水腐蚀一些管道由于地域原因,会将其放置在海河当中,也会造成管道的腐蚀。
由于一些水的溶氧浓度、酸碱度、水的硬度、水流快慢、水的温度等等一系列因素都会影响管道的使用寿命。
燃气管道杂散电流腐蚀及防护燃气管道是连接城市与城市之间天然气输送的重要管道,其安全性和可靠性对于人民生命财产安全和经济发展具有重要意义。
然而,在使用燃气管道的过程中,可能会出现一些意想不到的问题,其中之一就是杂散电流造成的腐蚀问题。
本文介绍燃气管道杂散电流腐蚀及防护的相关知识。
一、杂散电流的来源杂散电流(stray current)是指在地下电解质(如土壤、岩石)中产生的电流。
杂散电流是无序流动的,来源于各种电气设备、铁路、工厂等,甚至个人家用电器也会产生杂散电流。
这些电流在地下电解质中形成变化复杂的电磁场和电位分布,可能会导致管道腐蚀。
二、杂散电流腐蚀的危害杂散电流带有一定的电位,当燃气管道与地下物质接触时,可能会发生电解反应。
这种反应具有腐蚀性,会使燃气管道的金属表面逐渐被侵蚀,从而损坏燃气管道。
如果管道被侵蚀得足够厉害,不仅会损坏管道本身,而且还可能导致爆炸、泄漏等严重后果。
三、燃气管道杂散电流的防护为了保证燃气管道的安全和可靠性,需要采取一些措施来防止杂散电流腐蚀。
以下是几种有效的方法:1. 接地保护燃气管道需要进行电气接地,从而将燃气管道与地面的电位接通。
这样可以使燃气管道的电位与地面接近,从而减少管道的腐蚀。
此外,地电位降低也有助于减小管道与地面之间的电势差,降低杂散电流对管道的腐蚀作用。
2. 阴极保护阴极保护是一种通过为管道表面制造负电位,从而减少管道表面腐蚀的方法。
在燃气管道阴极保护中,常使用电流池来为管道表面提供负电位。
这样可以降低管道表面的电位,减小管道表面的腐蚀。
3. 隔离保护隔离保护是指将需要保护的燃气管道与可能产生杂散电流的设备、设施隔离开来,阻止杂散电流流入燃气管道。
这种保护方式需要对可能存在的电气设备、地铁、电缆等进行检测和隔离处理。
4. 路线设计燃气管道的路线设计也是减少杂散电流对燃气管道腐蚀的关键。
为了确保燃气管道的安全运行,应在管道敷设前进行地形勘察,选择地形较平坦的区域,减少管道敷设的长度和弯曲程度。
影响油气管道的腐蚀因素分析与防护对策研究【摘要】本文旨在对影响油气管道的腐蚀因素进行分析,并探讨相应的防护对策。
在将介绍研究的背景和意义。
在将详细讨论油气管道腐蚀的原因和分类,并探讨腐蚀防护技术、防腐材料选用、监测与检测技术以及应急处理措施。
在将提出针对腐蚀问题的对策建议,并展望未来的研究方向。
通过本文的研究,可以有效提高油气管道的运行安全性,保障能源供应的稳定性和可持续性。
【关键词】油气管道、腐蚀、防护技术、防腐材料、监测技术、应急处理、对策建议、未来展望1. 引言1.1 研究背景油气管道是输送石油和天然气等能源资源的重要设施,在能源行业起着至关重要的作用。
油气管道在运输过程中容易受到腐蚀的影响,导致管道破裂、泄漏等安全问题。
对油气管道的腐蚀因素进行分析和防护是至关重要的。
油气管道腐蚀是指在特定环境条件下,管道金属表面遭受化学或电化学作用,逐渐失去金属材料,从而发生损害的过程。
腐蚀可以导致管道强度减弱、壁厚减薄、甚至破坏管道结构,造成严重的安全隐患。
当前,我国油气管道腐蚀问题比较突出,特别是在城市地区的管道,由于土壤、水质等环境条件的影响,更容易发生腐蚀。
研究油气管道腐蚀因素分析和防护技术,对保障管道安全运行、减少事故发生具有重要意义。
通过科学的研究分析,可以找到有效的防护措施,提高管道防腐性能,确保油气输送过程的安全和稳定。
1.2 研究意义油气管道的腐蚀问题一直是油气行业面临的重大挑战之一。
腐蚀会导致管道材料的损坏,增加管道事故的风险,影响油气输送的安全和可靠性。
对油气管道腐蚀因素进行深入分析并提出有效的防护对策具有重要的意义。
研究油气管道腐蚀因素可以帮助我们更好地了解管道腐蚀的机理和规律,为制定科学的防护策略提供理论依据。
通过分析不同环境条件下的腐蚀因素,可以帮助相关部门提前预防和控制管道腐蚀,减少事故的发生,保障人民生命财产安全。
研究油气管道腐蚀防护技术和材料选用,可以提高管道的耐腐蚀性能,延长管道的使用寿命,降低维护成本,提高工作效率。
埋地钢质燃气管道长输管道杂散电流腐蚀的测试与防护河南汇龙合金材料有限公司1 概述杂散电流对埋地金属管道的干扰腐蚀不容忽视。
GB/T 21448—2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》给出了杂散电流的定义,杂散电流是指在非指定回路中流动的电流。
它可能是由直流电或交流电造成的:直流杂散电流主要来源于直流电气化铁路、高压直流输电系统、电解装置、阴极保护装置(强制电流设备、杂散电流排流设施)等;交流杂散电流主要来源于交流电气化铁路及交流输电线路等。
研究表明[,铁在交流电流密度20A/m2下将造成0.1mm/a的腐蚀速率,只有高于50A/m2的交流电流密度才是严重的。
另外,由于地球磁场变化产生的地杂散电流,一般情况下与前述直流、交流杂散电流相比强度很小,不会产生腐蚀危险。
因此,本文的研究重点是直流杂散电流(以下简称杂散电流)。
埋地钢质管道杂散电流干扰腐蚀原理见图1。
由于铁轨对地绝缘不充分,机车的牵引电流除了在铁轨上流动外,还会从铁轨绝缘不良处泄漏到大地,形成杂散电流。
由于埋地钢管对地绝缘并不充分,则部分杂散电流将流入附近的钢管,并在钢管中流动,然后从远处的某点流出钢管进入大地,返回供电所负极。
钢管会在杂散电流流出部位发生腐蚀,此种现象称为杂散电流干扰腐蚀。
理论上,当钢铁受到杂散电流干扰腐蚀时,金属腐蚀量满足法拉第定律。
依据法拉第定律,1A的直流电流1年可使钢铁腐蚀大约9.1kg[4]。
杂散电流干扰腐蚀通常发生在管道防腐层破损处,即集中在局部,因而容易引起坑蚀,导致穿孔。
实际案例中[6],东北抚顺地区受杂散电流干扰影响的输油管道约有50km,占东北输油管网的2%,而因杂散电流干扰腐蚀造成的穿孔次数,占该地区管网腐蚀穿孔总次数的60%以上。
该地区的杂散电流高达500A,管道埋地半年就能腐蚀穿孔,腐蚀速率为10~15mm/a。
2 燃气管道受杂散电流干扰的调查和测试在测试工具方面,我们应用了储存式的自动数据记录仪和杂散电流检测仪(Stray Current Mapping,以下简称SCM)进行测试。
石油管道腐蚀问题及防护对策摘要:管道在油气集输中起着不可替代的作用,受介质或工作环境影响,管道经常会出现腐蚀问题,引发管道渗漏失效,降低生产的安全性。
针对腐蚀问题,油田企业应做好管道腐蚀影响因素分析工作,并提出防护措施,做好后期检修和维护,使管道在油气集输中都保持完好无损状态。
关键词:管道腐蚀;腐蚀问题;管道防护引言生态保护是当今社会的重中之重,绿色矿山建设是企业追求的目标。
做好管道的腐蚀与防护工作,对生态环境的保护及原油运输的安全性有着至关重要的作用,因此,论文主要针对目前我国石油天然气管道在进行防腐与保护工作时存在的不足之处进行简要分析,并就如何提高石油管道的防腐性,做好日常防护工作,提出相关建议,希望对企业在开展这方面工作时有所参考帮助。
1石油管道腐蚀原因分析1.1 化学腐蚀化学腐蚀就是指在石油集输中因为内部残留物质,使得不同物质发生化学反应,因为反应会在石油管道表面上进行,经常会出现一些对管道具有伤害性的腐蚀,使得管道不在健全和完整,所以说化学腐蚀也属于石油管道出现腐蚀的原因之一。
石油管道一般组成的主要材料分别是钢以及铁,还有可能存在一些其他金属材料,其中存在的金属相对比较活泼,温度和湿度满足反应情况下,就会和空气中含有的氧发生一定化学反应,进而生成氧化物,通过反应生成氧化物则会使得石油管道外部出现金属变性,那么内部的含量将会出现降低现象。
并且,石油管道内部的物质含量也会对其产生严重腐蚀性,进而使得石油管道内壁出现严重腐蚀。
1.2管道铺设外界因素研究表明,细菌、土壤及杂散电流这三者是工艺管道备受腐蚀的最主要因素。
首先,土壤因为本身就有许多孔以及其主要的组成就是水和空气,水中含有一定的盐分,使得土壤具备了离子导电性能,这就让土壤本身的物理以及化学性质遭到破坏,使其处在不稳定的状态中;虽然我们的管道采用的是优质的不锈钢,其化学特性也不稳定,因此,当管道在这种土壤中,也就是我们所说的,达到电化学腐蚀的条件,常年的积累,自然就会受到腐化。
国内外管道腐蚀与防护研究进展国内外管道腐蚀与防护研究进展近年来,由于工业发展迅猛,各种管道系统在国内外得到广泛应用。
然而,管道腐蚀问题也随之而来,对管道的安全运行和使用寿命带来了严峻的挑战。
为了解决管道腐蚀问题,国内外研究者开展了大量研究工作,在管道腐蚀与防护领域取得了众多重要的研究成果。
管道腐蚀是指管道内部或外部金属与介质的相互作用所导致的材料破坏现象。
腐蚀会直接影响管道的机械性能,降低其承载能力,甚至引发泄漏事故。
因此,管道腐蚀防护至关重要。
首先,在腐蚀机理研究方面,国内外学者通过实验和模拟方法,深入探究了腐蚀的物理、化学和电化学机制。
针对不同腐蚀类型,如电化学腐蚀、微生物腐蚀等,科研人员提出了多种理论模型和数学方程,以揭示腐蚀机理,为防护措施的制定提供理论依据。
其次,在防护技术研究方面,管道腐蚀防护主要包括物理防护、化学防护和电化学防护等措施。
物理防护技术主要包括涂层、涂料以及防腐胶带等方法,它们能够减缓介质的侵蚀速度、提高管道表面的耐蚀性。
化学防护技术则采用缓蚀剂、抑制剂、缓蚀缓解剂等化学物质来抑制管道腐蚀的发生。
电化学防护技术则通过改变金属与电解质的电位差,减缓腐蚀速率。
研究者们通过实验和模拟探索了各种防护技术的机理和应用效果,并不断提出改进和创新。
此外,为了解决特殊环境下的管道腐蚀问题,如海洋环境、高温高压环境等,研究者还致力于开发适用的防护材料和防护措施。
例如,近年来,纳米材料的引入为管道腐蚀防护带来了新的机会。
纳米材料具有较高的比表面积和特殊的物理化学性质,可在微观尺度上改善材料的防护性能。
此外,生物工程领域也对管道腐蚀防护提供了新的思路。
通过研究微生物的生态学,并应用相关生物技术,可以改变介质中微生物的组成和代谢特性,从而减缓微生物腐蚀。
最后值得一提的是,管道腐蚀防护的综合评估和监测技术是非常重要的一环。
近年来,无损检测技术得到了广泛应用,对管道的腐蚀情况进行实时和准确的监测。
PCCP管道腐蚀与防护技术探讨与分析摘要:随着我国水利建设的发展,地下输水管线的耐久性问题日益得到重视,而在工程中应用最多的PCCP的腐蚀与防护技术也越来越受到人们的关注。
该文主要对PCCP腐蚀与防护技术的相关问题与发展进行了初步的探讨。
关键词:PCCP 腐蚀防护预应力钢筒混凝土管(PCCP)是一种应用比较广泛的刚性压力管材。
这种管材具的强度超高,并且本身具备钢筒,通过混凝土管芯在预应力钢丝周围的捆绑,并且即将配备好的水泥砂浆喷洒在表层形成保护膜,再将钢质承插口和管材当中的钢筒焊接在一起。
这里所采用的承插口在凹槽处有柔性良好的胶圈,是由钢、混凝土以及砂浆等材质混合而成的,这种混合型材质也决定了它本身同时具备钢质及混泥土材料的特性。
预应力钢筒混凝土管可以承受住很大的外力压强,并且就本身整体结构而言密封性良好,不易发生渗漏,再加上在实践操作的时候十分简单,并且出现问题的时候维修起来也十分方便,所以引起了越来越多的重视,被广泛的用在了远距离输水干线及其他大型工程当中。
从结构上来看,我们可以把预应力钢筒混凝土管划分为两类。
第一类是内衬式预应力钢筒混凝土管,也就是我们常说的PCCPL;另外一类是埋置式预应力钢筒混凝土管(PCCPE)。
但是作为埋设在土壤环境中的PCCP,如果不采取有效的保护措施,随着使用时间的延长,PCCP管外土壤环境中以及管内水介质中的侵蚀性介质侵入PCCP砂浆保护层和混凝土层,到达钢丝与钢筒表面,那么钢丝与钢筒将会发生电化学腐蚀,进而会导致钢丝和钢筒的腐蚀失效,发生穿孔渗漏甚至爆管现象,会给管道系统的安全运行造成隐患,因此该文对此进行了初步的分析与探讨。
1 PCCP管的腐蚀机理探讨在侵蚀性介质影响下,水泥中所含有的Na2O、K2O水化转变为NaOH、KOH,这样在水泥水化初期,其液相pH值为12.6~12.9,因为预应力钢筒混凝土管内部含有钢性材质,在外界环境处在强碱性的情况下,其内部的钢质便会发生化学反应,在钢质表层形成缜密的钝化膜,这层钝化膜会避免钢性材质与外界强碱性环境的接触,使它们不会被强碱环境腐蚀的更加厉害。
管道的腐蚀与防护方法
一、碱线腐蚀与防护
1.概况
大庆石化总厂炼油厂输转车间81单元碱管道用于向生产装置提供浓度
30%~40%的碱液,管道材质为碳钢,连接采用焊接方式,工作压力为0.6~
0.7Mpa,工作方式为间歇式。冬季操作时需用0.3Mpa压力的蒸气伴热,由于碱
液温度高,造成管道焊口开裂,碱液经常泄漏,生产很被动。同时泄漏出的碱
液腐蚀其它管道,每年维修费用很大,这种现象94年前一直没有得到解决。
2.腐蚀原因分析
普通碳钢在碱液中会形成一层以 Fe3O4 或Fe2O3为主要成分的表面膜,同
时由于晶界上有碳化物和氮化物析出,使晶界上的表面膜不稳定,易溶解。在外
应力的作用下产生了晶界裂纹,使新暴露出来的铁产生FeO2-的选择性溶解,形
成应力腐蚀。
碳钢在NaOH溶液浓度5%以上的全部浓度范围都可能产生碱脆,而以30%左
右的浓度最危险,发生碱脆的最低温度为50℃,在沸点附近的高温区最易发生。
见图一。
管道使用过程中,夏季或管道不加热时,浓度在30~40%的碱液不发生碱脆;
而在冬季,管道加热时,温度超过50℃,碱浓度仍为30~40%时则发生碱脆,因
为实际碱管道在加热的情况下往往都高于50℃。
另外,碱性溶液只有在非常富集的情况下,才会通过如下反应溶解铁:
3Fe+7NaOH→Na3FeO3·2Na2FeO2+7H
Na3FeO3·2Na2·2Na2FeO2+4H2O→7NaOH+Fe3O4+H
7H+H→4H2
3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2
该管道每10日左右送一次碱,容易在焊口处沉积碱液。管道一般为单面焊,
内壁常有未焊透处,存有间隙。随时间延长,碱液浓缩,造成碱液在焊口处富集,
使焊口处首先腐蚀,而且使焊道不存在金属钝化膜,常露出新鲜的金属表面。根
据电化学腐蚀原理,该处的金属表面常处于阳极处,处于腐蚀状态。
原管道的接头为焊接,焊口附近的金相组织比基体的金相组织晶粒大,加之
焊接组织不均匀性及焊接后存在较多的缺陷,这样焊道与基体金属的表面机械性
能及化学成分存在较大的差异。
该管道在50℃以上的情况下使用和停用交替进行时,由于碱液的富集及较
高温度的双重作用,很快发生应力腐蚀开裂,使管道泄漏在冬季频繁发生。
3.材料选择依据
通过对几种防腐方法比较,认为“天津大学国家教委形状记忆材料工程研究
中心”提供的“Fe基形状记忆合金管接头”效果最佳。因为形状记忆合金的效
应是指材料经变形后(通常在Ms 温度以下或Ms附近),当加热到超过一定温度
时能恢复原来的形状。这种具有形状记忆效应的材料称为记忆材料。
利用铁基形状记忆合金连接管道的原理如图2所示。在室温下,使管接头扩
孔形变,形变后管接头内径大于被连接管子的外径,因此可使被连接管较容易插
入到管接头中间,然后加热管接头到一定温度(Af以上),管接头欲恢复其原来
小口径形状收缩而抱紧管子。达到连接管子的目的。
采用铁基形状记忆合金管接头连接管道,可以避免管道连接因焊接而引起的
金相组织变化和管道焊口的应力腐蚀开裂。
4.应用效果
该管道于1995年7月投入使用,到2004年10月为止,年多没有发现渗漏
现象,说明采用该种方法完全可以解决管道应力腐蚀问题,而且比较经济。
二、管道外壁的腐蚀与防护方法
1.概况:
原先某厂地下管道多数使用沥青玻璃布的加强级防腐,使用几年防腐效果
不好。逐年出现腐蚀穿孔,给生产带来一定的困难。因为沥青本身做防腐层附
着力差、不耐微生物的腐蚀、易被植物根茎穿透、易老化、催裂。目前大庆地
区的一些地下管道采用该方法,使用6-7年,防腐层受到土壤严重的腐蚀,管
道外壁大部分有点蚀坑,有的点蚀很严重,个别的地方腐蚀穿孔,每次管道穿
孔动用了大量的人力、物力等,严重时给生产造成威胁。
2.腐蚀原因分析
2.1防腐绝缘层效果不好
石油沥青是较原始的方法,这种涂层物理性能差。如涂层的强度不好,极易
造成划痕、附着力不好、易受细菌腐蚀。并且施工麻烦,劳动条件差,施工后的
防腐厚度很难均匀,随时间延长防护层易脆裂等。这样就造成管道的金属表面与
土壤直接接触。
2.2土壤的电化学腐蚀过程
大庆地区的水位较高,有的深挖2米左右就出水,所以该管道有相当一大
部分浸泡在非常潮湿的土壤中。根据该地区的有关土质资料介绍:该地区的土
质一般呈中性或碱性。因为金属在土壤的腐蚀与电解液中腐蚀本质是一样的。
3.材料选择依据
3.1原某公司埋地钢质管道外壁防腐绝缘层,主要采用沥青或改性沥青、环
氧煤沥青做为防腐基料,另加玻璃纤维进行加强。这些材料有的耐蚀性差,有
的耐蚀性较好,但是其要害在于它们的施工条件苛刻,易造成施工质量不稳定,
质量不符合要求,尤其是补口和损伤部位不易处理好,给工程留下隐患。而埋
地管道大多数是在这些部位腐蚀严重。所以说原采用的材料有一定的缺陷。
通过筛选。选用了一种“新型多功能防腐防水材料(简称TO-树脂)。应用
在钢质地下管道外壁防腐,这是一种很好的材料,因为该材料施工方便、性能
优越、质量可靠,其物理机械性能、防腐、防水、耐老化等各项化学性能用于
该条件下是可以满足要求的。
3.2.TO树脂做为地下管道外防腐材料性能优越,是由于它本身分子结构决
定的。因为该防腐材料,是在粘合剂的基础上,从化学分子结构设计起,先合
成带活性官能团的液体聚合物,再加入带反应基团橡胶和复合型固化剂及各种
功能活性添加剂,令其在金属表面进行化学反应,常温固化成网状结构高分子
材料。在其网格中既有树脂链段,又有橡胶链段,最终固化成的膜介于树脂、
橡胶材料之间,因此其综合性能优异,它既是涂料,又是粘合剂和绝缘材料这
是我国所有防腐材料都不具备的。
4.防腐效果
1993年5月采用TO数脂施工。经过5年多使用开挖检查,可以看出:“防腐
层的玻璃钢无任何变化,玻璃钢表面仍保持原有的光泽、无老化。用锤子轻轻敲
击玻璃钢表面没有空鼓声,说明与金属表面结合牢固。
该材料与传统的石油沥青比较,石油沥青与TO树脂同时做成特加强级防腐。
根据有关劳动定额采用沥青上述施工费用(8600平方米)需用43.4万元,采用
TO树脂防腐费用为76.86万元。虽然采用TO树脂防腐(特加强级)比沥青防腐
费用提高了0.77倍,即增加了33.46万元的费用。但是按照沥青防腐层使用寿
命8年,TO树脂防腐使用30年(科研部门提供的数据)计。所以采用TO树脂
可以提高使用寿命2-3倍,一次性节约防腐费用85万元左右(不包括换管线的
费用),效益是可观的。更重要的意义在于采用该材料防腐(在有效期内),可以
延长管道的使用寿命,可以避免因管线腐蚀造成水泄漏,影响生产。