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管道防腐

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详细说明

为了保证管道长期安全输送和防止管道泄漏油、气,各国政府和管道企业都制定有管道防腐规程,作为管道防腐必须遵循的准则。
      
避免管道遭受土壤、空气和输送介质(石油、天然气等)腐蚀的防护技术。
  输送油、气的管道大多处于复杂的土壤环境中,所输送的介质也多有腐蚀性,因而管道内壁和外壁都可能遭到腐蚀。一旦管道被腐蚀穿孔,即造成油、气漏失,不仅使运输中断,而且会污染环境,甚至可能引起火灾,造成危害。据美国管道工业的统计资料,1975年由于腐蚀造成的直接损失达6亿美元。因此,防止管道腐蚀是管道工程的重要内容。

   腐蚀  金属在周围介质的化学、电化学作用下所引起的一种破坏现象。按管道被腐蚀部位,可分为内壁腐蚀和外壁腐蚀;按管道腐蚀形态,可分为全面腐蚀和局部腐蚀;按管道腐蚀机理,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀等。

  管道内壁腐蚀  金属管道内壁因输送介质的作用而产生的腐蚀。主要有水腐蚀和介质腐蚀。水腐蚀指输送介质中的游离水,在管壁上生成亲水膜,由此形成原电池条件而产生的电化学腐蚀。介质腐蚀指游离水以外的其他有害杂质(如二氧化碳、硫化氢等)直接与管道金属作用产生的化学腐蚀。

  长输管道内壁一般同时存在着上述两种腐蚀过程。特别是在管道弯头、低洼积水处和气液交界面,由于电化学腐蚀异常强烈,管壁大面积减薄或形成一系列腐蚀深坑。这些深坑是管道易于内腐蚀穿孔的地方。

  管道外壁腐蚀  视管道所处环境而异。架空管道易受大气腐蚀;土壤或水环境中的管道,则易受土壤腐蚀、细菌腐蚀和杂散电流腐蚀。

  大气腐蚀。大气中含有水蒸气会在金属表面冷凝形成水膜,这种水膜由于溶解了空气中的气体及其他杂质,可起到电解液的作用,使金属表面发生电化学腐蚀。影响大气腐蚀的自然因素除污染物外,还有气候条件。在非潮湿环境中,很多污染物几乎没有腐蚀效应。如果相对湿度超过80%,腐蚀速度会迅速上升。因此,敷设在地沟中的管道或潮湿环境的架空管道表面极易锈蚀。

  土壤腐蚀。土壤颗粒间充满空气、水和各种盐类,使它具有电解质的特征。管道金属在土壤电解质溶液中构成多种腐蚀电池。一类是由于钢管表面状态的差异形成的微腐蚀电池,钢管表面条件效应产生的腐蚀如图1所示。另一类是由于土壤腐蚀介质的差异形成的宏腐蚀电池,不同土壤条件引起的腐蚀如图2所示。如果管道各段落所处土壤透气性不同,土壤中氧的浓度也就不同,从而使腐蚀电池发育,腐蚀电池两极间的距离可达数公里。土壤腐蚀性常用土壤电阻率来表示,电阻率越小的土壤腐蚀性越强。

细菌腐蚀。也称微生物腐蚀。参与管道土壤腐蚀过程的细菌通常有硫酸盐还原菌、氧化菌、铁细菌、硝酸盐还原菌等。其中厌氧性硫酸盐还原菌最具代表性。它在pH68、碱性和透气性差的土壤中繁殖,广泛地分布在海、河、湖泊、水田、沼泽的淤泥中。它利用自身的生息,将硫酸盐离子还原,同时促进阴极反应,生成硫化铁等腐蚀产物,覆于管道表面,形成二次的局部腐蚀(孔蚀)。在硫酸盐还原菌腐蚀的现场,土壤颜色发黑,有硫化氢臭味。

  杂散电流腐蚀。流散于大地中的电流对管道产生的腐蚀,又名干扰腐蚀,是一种外界因素引起的电化学腐蚀。管道腐蚀部位由外部电流的极性和大小决定,其作用类似电解。杂散电流从管道防腐层破损处流入,在另一破损处流出,在流出处形成阳极区而产生腐蚀。杂散电流源有电气化铁路、阴极保护设施、高压输电系统等。直流杂散电流引起的腐蚀更严重,如中国抚顺市的原油管道受电气化铁路的杂散电流腐蚀,在建成后约4个月即遭电流腐蚀穿孔。交流电引起的腐蚀是在管道沿高压输电线敷设时,因电磁耦合在管道上感应的交流电所造成的,对人体和设备均有危害。

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