浅谈天然气管道中的CO2腐蚀(最新版)
燃气管道腐蚀的原因(新版)
( 安全管理 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改燃气管道腐蚀的原因(新版)Safety management is an important part of production management. Safety and production are inthe implementation process燃气管道腐蚀的原因(新版)一、电化学腐蚀燃气钢管的管壁与作为电解质的土壤或水相接触,产生电化学反应,使阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀,即为电化学腐蚀。
电化学腐蚀既可腐蚀内壁,也可以腐蚀外壁。
通常埋地钢管的外壁腐蚀是以电化学腐蚀为主的。
(一)基本原理任何金属浸没在电解液中都会向溶液释放正离子。
当某种金属浸没在该种金属盐的标准溶液中时,即得到该金属的标准溶液电位,其值与假定等于零的标准氢电极的电位之间的电位差即为标准电极电位。
各种金属按其标准电极电位的顺序排列成电化学次序,如表10-4所示。
若将电极电位不同的两种金属(锌和铜)浸入水和硫酸组成的电解质中,既成原电池。
如图10-2所示。
用外部电池将两极连通时,电子就会从锌电极流向铜电极,即由负电位流向正电位,电流方向则从阴极(铜)流向极(锌)。
阳极锌离子Zn++不断离开金属,与电解质中硫酸根离子SO--4结合;在阴极聚集的电子与氢离子H+结合,在阴极表面释出氢气。
这个过程的结果是阴极(铜)被极化,阳极(锌)被腐蚀。
表10-4常用金属标准电极电位锂Li+-3.03V镍Ni++-0.23V钾K+-2.925V 锡Sn++-0.14V 钠Na+-2.713V 铅Pb++-0.126V 镁Mg++-2.371V 氢H+铝Al+++ -1.66V 铜Cu+++0.337V 锌Zn++-0.762V 汞Hg+++0.792V 铬Cr++-0.74V 银Ag++0.7994V铁Fe++-0.44V铂Pt+++1.2V镉Cd++-0.402V金Au++++1.45V埋地钢管由于金属本身结构的不均匀,表面粗糙度不同,以及作为电解质的土壤物理化学性质不均匀,含氧量不同,pH值不同等因素,因而产生电化学反应,使阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀。
天然气输送管道的腐蚀与保护探讨
天然气输送管道的腐蚀与保护探讨随着天然气的广泛应用和需求的不断增长,天然气输送管道建设也逐渐成为了中国能源领域中的一个热点。
然而,天然气输送管道在长期使用过程中,难免会受到腐蚀的影响,从而对其安全运行带来致命的威胁。
因此,了解天然气输送管道的腐蚀与保护问题是非常必要的。
首先,天然气输送管道的腐蚀问题主要是由于其材料特性和外部环境因素共同作用的结果。
具体而言,天然气输送管道在输送天然气的过程中,经常接触到含有酸、碱成分的物质。
这些物质会在管道表面形成一层薄膜,从而促进管道金属材料的腐蚀。
此外,天然气输送管道还会受到土壤、水氧化物、氯离子等因素的腐蚀作用。
这些因素会逐渐破坏管道金属材料的结构,导致管道失效。
因此,保护天然气输送管道的腐蚀问题变得尤为重要。
针对天然气输送管道腐蚀问题,具体的保护措施主要包括以下几个方面:1. 材料选择和防腐处理天然气输送管道的材料选择和防腐处理是非常关键的。
一般来说,天然气输送管道采用的材料主要有碳钢、镍铬钢、不锈钢等。
这些材料具有很好的强度和耐腐蚀性能,能够在一定程度上抵御外界腐蚀因素的影响。
此外,对于天然气输送管道内部和外部的防腐措施也必不可少,常见的方法有阴极保护、阳极保护、涂层防护、镀锌等。
2. 管道维护和监控天然气输送管道的日常维护和监控也必须得到重视。
及时检查、维护和更换管道附属设施,如管道衬里、管道阀门、支吊架等都可以有效延长管道的使用寿命,减少腐蚀对管道的损害。
在此基础上,对天然气输送管道进行现场巡检和定期技术检验也是必要的,可发现管道的损伤、腐蚀、接头等问题,并及时解决。
3. 腐蚀监测与处理及时监控和处理天然气输送管道的腐蚀问题也是至关重要的。
天然气输送管道的腐蚀主要分为风化腐蚀、点蚀腐蚀和普通腐蚀等,对不同类型的腐蚀情况需要采取相应的处理措施。
同时,还需要定期进行腐蚀检测,以便及早发现问题,采取措施控制腐蚀程度,保证天然气输送管道的安全运行。
综上所述,天然气输送管道的腐蚀与保护问题不仅牵涉到天然气产业的发展,更直接关乎社会公众的生命财产安全。
浅谈天然气管道中的CO腐蚀
浅谈天然气管道中的C O腐蚀文件管理序列号:[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]浅谈天然气管道中的C O2腐蚀随着天然气的开发利用,天然气田相继出现,天然气管网的日益增多,而管道遭受腐蚀也是最常见的现象,CO2腐蚀也就显得越来越重要。
在天然气的开发加工和输送过程中,各类管道遭受腐蚀是最常见的现象,近年来,随着天然气的广泛使用推广,CO2腐蚀是油气管道中常见的腐蚀类型,众所周知,油气管道有外腐蚀和内腐蚀。
从设计开始就对外腐蚀采取周密有效的措施,而对内腐蚀只重视H2S的腐蚀,对CO2 腐蚀目前来说尚未得到行之有效的措施。
其实CO2 也是造成内腐蚀的一种重要原因,使得CO2 腐蚀问题变的日益突出。
1.CO2 腐蚀的机理CO2腐蚀长期以来一直被认为是一个问题,而且已经进行了广泛的研究。
干燥气相CO2 本身不具有腐蚀性,CO2极易溶于水,当遇水时,一定量的CO2 将形成具有一定浓度的CO2 溶液——H2CO3(碳酸),H2CO3 和无机酸相比,因为它不能完全被溶解,所以它是一种弱酸。
各种机理对腐蚀过程都进行了假设,但都包含有CO2溶于水中所形成的碳酸或碳酸氢根离子——这导致的腐蚀速度比强酸中以相同pH值所得到的腐蚀速度还高。
碳酸反应的步骤可以概括如下:CO2(气)+H2O= H2CO3碳酸水解:H2CO3 →H+ + HCO3-HCO3- → H+ + CO32-溶液中的H2CO3和Fe反应促使Fe腐蚀:Fe →Fe2+ + 2e 阳极反应H+ + e → H 阴极反应2H → H2Fe + H2CO3 → FeCO3 + H2由于H2CO3 第二次水解非常微弱,所以认为H2CO3 溶液中主要存在H+ 和HCO3- 等离子,因此反应生成物中大多数物质不是FeCO3 而是Fe(HCO3)2 , Fe(HCO3)2 在一定温度下发生分解。
Fe(HCO3)2 →FeCO3 + H2O + CO22.CO2腐蚀的影响因素CO2腐蚀受到众多因素的影响,主要包括CO2分压、温度、pH值、介质流速、碳酸盐垢、蜡的作用等等。
天然气管道的腐蚀及控制措施
天然气管道的腐蚀及控制措施天然气管道是输送天然气的重要设施之一,但长期运行和外部环境因素的影响会导致管道产生腐蚀现象,腐蚀可能会导致管道失效,从而对环境和人们的生命财产安全造成严重威胁。
了解天然气管道腐蚀的形成原因及控制措施对于保障输气系统的安全运行至关重要。
一、天然气管道腐蚀的形成原因1. 化学腐蚀:由于天然气本身含有少量的二氧化碳和硫化氢等杂质气体,当水分和氧气存在于管道内部时,会产生腐蚀性介质,加速管道金属材料的腐蚀。
管道内部的水汽和可燃气体的接触也会导致化学腐蚀。
2. 电化学腐蚀:管道金属与土壤或地下水形成电化学体系,金属表面出现阳极和阴极区域。
阳极区域的金属溶解,而阴极区域则相对不受影响。
这种差异导致金属表面出现腐蚀现象。
当管道金属表面存在缺陷或受损时,电化学腐蚀尤其严重。
3. 力学腐蚀:管道在运输和安装过程中受到机械压力和挤压,导致表面金属的局部变形和疲劳,从而降低了金属的耐腐蚀性能。
1. 安全隐患:管道腐蚀会导致管道壁变薄和腐蚀孔洞的产生,从而影响管道的承载能力和密封性能,增加了管道爆裂和泄漏的风险。
2. 生态环境破坏:管道泄漏会导致大量的天然气泄漏到大气和水体中,对周围的生态环境造成严重破坏,甚至引发爆炸和火灾等严重事故。
3. 能源损失:管道腐蚀会导致天然气泄漏,损失大量气体资源,造成能源资源的浪费。
1. 防腐涂层:在管道的金属表面涂覆一层具有较高耐腐蚀性能的防腐涂层,以减少化学腐蚀和电化学腐蚀的发生。
2. 防腐保温:通过保温层的安装减少管道表面和环境的温度差异,降低水分凝结和聚集,减少化学腐蚀的产生。
3. 金属材料选择:选择抗腐蚀性能良好的金属材料,如不锈钢和镍基合金等,以提高管道的耐腐蚀性能。
4. 定期检测和维护:通过超声波检测、磁粉探伤等技术对管道的腐蚀状况进行定期检测,及时发现和处理腐蚀缺陷部位。
5. 阴极保护:在管道表面设置阴极保护系统,通过向管道表面提供电流,减缓金属腐蚀的速度,延长管道的使用寿命。
天然气输送管道的腐蚀与保护探讨
天然气输送管道的腐蚀与保护探讨天然气输送管道是由钢、铸铁、钢筋混凝土等材料制成的长管道,用于输送天然气。
由于环境的影响,天然气输送管道的腐蚀问题已经成为了一个普遍存在的问题,这不仅会使管道的寿命缩短,而且还会对环境造成污染,对人们的生活和安全产生严重威胁。
因此,对天然气输送管道的腐蚀问题进行防治和保护显得非常重要。
本文将对天然气输送管道的腐蚀问题和保护方法进行探讨。
一、腐蚀问题的成因1.媒介自然界中的许多物质都能引起天然气输送管道的腐蚀,如地下水、土壤、酸雨、氧、CO2等。
其中,水和氧是最常见的腐蚀媒介。
由于天然气输送管道常常被埋在地下,所以地下水和土壤是最大的引起管道腐蚀的媒介。
2.腐蚀形式管道的腐蚀主要表现为:点腐蚀、晕形腐蚀、开裂腐蚀等,其中,点腐蚀和晕形腐蚀是最为常见的两种腐蚀形式。
点腐蚀是管道表面产生凹坑,凹坑越大,腐蚀速度就越快。
晕形腐蚀是指管道表面周围产生晕圈,通常直径在1-4倍的管道直径之间。
.二、腐蚀防护方法1. 材料选择为了提高天然气输送管道的耐腐蚀性能,在管道的材料选择上就显得尤为重要。
钢管材料中富含C、Mn、P等元素,这些元素在各种电化学条件下都容易受到腐蚀。
因此,对于需要对管道表面进行防腐涂层的钢材,应选择具有良好耐腐蚀性能和韧性的低合金钢或不锈钢,这样不仅能提高管道的使用寿命,还能减少对环境的污染。
2. 防腐涂层在防腐涂层的选择上,要根据管道的介质、工作环境、使用寿命等因素进行合理的选择。
在一般情况下,使用的主要涂料有:环氧、丙烯酸、氟碳漆、有机硅等,其中环氧树脂涂料是最为广泛使用的一种。
3. 尽量减少腐蚀因素的影响通过在环境因素的控制上尽量减少腐蚀因素的影响,也是天然气输送管道的腐蚀防护重要方法之一。
如加强管道的维护管理,保持管道的清洁干燥,减少管道的露出面积,减少持续运行时间等方法,可以有效防止管道的腐蚀。
4. 采用阴极保护技术阴极保护技术是一种常见而有效的管道腐蚀防护方法,可以有效地保护天然气输送管道免受腐蚀的摧残。
天然气管道的腐蚀因素分析与控制对策研究
天然气管道的腐蚀因素分析与控制对策研究天然气管道是天然气运输的重要设施,但是在运输过程中会受到各种腐蚀因素的影响,这些因素可能造成管道的损坏甚至爆炸事故,因此对于天然气管道的腐蚀因素分析与控制对策研究具有重要意义。
本文将从腐蚀因素、管道腐蚀检测和腐蚀控制对策三个方面进行分析和研究。
一、天然气管道的腐蚀因素1.1 化学腐蚀:化学腐蚀是指管道在介质中受到化学物质的侵蚀。
天然气中可能含有硫化氢、二氧化碳等腐蚀性成分,当这些成分接触到管道金属时会引发腐蚀反应,导致管道壁厚度减小,甚至产生孔洞。
1.2 电化学腐蚀:电化学腐蚀是指在电解质溶液中,管道金属的阳极和阴极发生电化学反应,导致金属腐蚀。
天然气管道通常埋设在地下或水下,易受到地质、土壤和水体中含有的电解质的影响,通过电化学腐蚀造成管道腐蚀。
1.3 磨损腐蚀:天然气管道在运输过程中由于流体的运动和振动,管道内壁可能出现磨损,这样的磨损会造成管道金属暴露在介质中,引发化学或电化学腐蚀。
1.4 热腐蚀:天然气管道在使用过程中可能受到高温介质的影响,金属材料在高温条件下容易发生热腐蚀,导致管道金属的力学性能下降,腐蚀加速。
二、管道腐蚀检测2.1 腐蚀测厚:腐蚀测厚是通过超声波或X射线等技术对管道壁进行检测,确定管道壁的厚度情况,从而判断是否存在腐蚀。
超声波检测适用于地下、水下等环境,X射线检测适用于室外或无法直接接触的管道。
2.2 腐蚀监测系统:利用现代化的监测设备和技术,可以对管道腐蚀情况进行实时监测,包括腐蚀速率、腐蚀部位等信息,为及时采取控制措施提供数据支持。
2.3 腐蚀形貌分析:对腐蚀部位进行形貌分析,可以发现腐蚀形式、腐蚀程度等信息,为腐蚀原因分析和控制提供依据。
三、腐蚀控制对策3.1 选择合适的材料:根据介质的性质和管道使用环境,选择抗腐蚀性能优良的管道材料,如不锈钢、合金钢等,以降低腐蚀风险。
3.2 防腐涂层:对管道进行防腐涂层处理,形成一层保护膜,阻隔介质对金属的侵蚀,延长管道的使用寿命。
浅谈天然气管道腐蚀原因及防范技术措施
浅谈天然气管道腐蚀原因及防范技术措施摘要:随着社会科技的发展,天然⽓管道的防腐措施也越来越多,许多新材料、新⽓艺的出现为天然⽓管道的防腐处理提供了保障。
在所有天然⽓管道中,埋地天然⽓管道是常见的⽓种管道,其埋藏于地下,虽然收到外界冲击的可能性⽓较下,但是管道出现腐烂情况却是经常发⽓的问题,因此如何做好埋地天然⽓管道的防腐⽓作是维护天然⽓管道正常运⽓的关键所在。
关键词:防腐;技术措施;管道引言社会的发展不能离开能源的⽓持,随着我国现代化的发展,⽓们⽓活和⽓作依靠天然⽓的情况越来越多,因此,保障好天然⽓的正常供应是维护社会发展的重要基础。
由于我国地域⽓⽓,空⽓因素对管道的影响⽓较⽓,因此埋地天然⽓管道成为⽓较常见的⽓式,埋地管道所⽓临最⽓的挑战就是如何进⽓防腐处理,尤其是在⽓⽓较为密集的地区,保障天然⽓管道的正常运⽓,采⽓良好的防腐处理技术尤为重要,以下就对我国埋地天然⽓管道防腐问题出现的原因以及如何做好防腐处理进⽓深⽓解析。
1天然⽓管道出现腐蚀的原因天然⽓管道在运⽓过程中出现腐蚀的原因总的来说可以分为以下两种:第⽓,管道⽓⽓的问题。
天然⽓管道的材质很⽓程度上决定了管道能否长久运⽓,以及是否会出现腐蚀问题,另外不同的材质所采⽓防腐涂层不同,因此在防腐蚀⽓⽓的作⽓和对管道⽓⽓的保护也存在差异;第⽓,天然⽓管道在运输天然⽓过程中可能会遇到电化、⽓氧化碳、氧、硫化物等物质的破坏产⽓腐蚀的情况。
其中运输过程中化学位置对管道产⽓腐蚀的作⽓不是很⽓,最主要的电化过程中可能产⽓的⽓些物质对管道腐蚀的影响⽓较明显。
2防腐技术的应⽓现代天然⽓管道防腐技术⽓较多,随着科技的发展,新材料、新技术逐渐出现,埋地天然⽓管道在防腐⽓⽓采⽓的⽓式逐渐倾向于以下两种:2.1阴极保护技术阴极保护技术是现代采⽓⽓较多的技术类型,主要针对埋地天然⽓管道在使⽓过中可能收到电化的影响⽓选择的⽓种保护技术,因为埋地天然⽓管道在使⽓过程中是⽓常有可能产⽓电化作⽓的,因此,该技术的原理就是通过向管道输送⽓够保护管道的直流电流,使管道表⽓阴极极化,从⽓对管道进⽓表⽓的保护。
天然气管道的腐蚀及控制措施
天然气管道的腐蚀及控制措施天然气是一种重要的能源资源,广泛应用于工业和家庭用途。
为了确保天然气的安全运输和使用,天然气管道的腐蚀控制至关重要。
本文将探讨天然气管道的腐蚀原因及常用的控制措施。
天然气管道的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
化学腐蚀是指由于天然气中存在一定量的酸性物质,如硫化氢等,与管道材料发生反应而引起的腐蚀。
电化学腐蚀是指由于管道处于不同电位的区域,形成阳极和阴极,通过电子和离子的传输产生电流,加速管道腐蚀的过程。
为了控制天然气管道的腐蚀,常用的措施包括以下几个方面:1. 材料选择:选择高耐蚀性的材料作为管道材料,如不锈钢、钛合金等。
这些材料具有较好的抗腐蚀性能,可以减少管道的腐蚀速率。
2. 涂层保护:在管道表面涂覆一层耐腐蚀的涂层,如环氧树脂涂层、聚乙烯薄膜等。
这样可以隔离管道材料与环境中的腐蚀介质,减缓腐蚀的发生。
3. 电位保护:通过向管道施加电流,使其成为一个阴极,并与阳极构成一个电池。
这样可以使管道成为电化学腐蚀的阴极,减缓腐蚀反应的进行。
电位保护可以通过直流电源或者电位保护装置实现。
4. 缓蚀剂注入:向管道中注入一定浓度的缓蚀剂,如有机酸、腐蚀抑制剂等。
缓蚀剂可以与腐蚀介质发生化学反应,形成一层稳定的保护膜,从而减少腐蚀的发生。
5. 定期检测和维护:定期对天然气管道进行腐蚀检测和维护,发现问题及时进行修复。
常见的腐蚀检测方法包括超声波检测、X射线检测等。
天然气管道的腐蚀是一个重要的问题,需要采取一系列措施进行控制。
只有保证管道的抗腐蚀能力,才能确保天然气的安全运输和使用。
天然气管道的腐蚀及控制措施
天然气管道的腐蚀及控制措施天然气管道是连接天然气供应和使用地点的重要通道,但是它们也容易受到腐蚀的影响。
腐蚀会降低管道的强度和耐久性,导致管道泄露甚至爆炸事故。
对天然气管道的腐蚀进行有效控制至关重要。
本文将就天然气管道的腐蚀机理及控制措施进行详细介绍。
一、腐蚀机理1. 化学腐蚀天然气管道在运输过程中会受到含有硫化氢、二氧化碳等腐蚀性物质的影响,这些物质会与管道内壁的金属材料发生化学反应,形成金属盐和水,导致管道的腐蚀。
管道内的氧气也会加速管道的腐蚀速度。
管道内壁的金属材料会形成阳极和阴极,当管道中存在电解质和外部电流时,就会产生电化学腐蚀。
在这种腐蚀下,阳极处的金属会溶解,形成金属离子,而阴极处的金属则会得到保护,从而导致管道的不均匀腐蚀。
3. 应力腐蚀管道在运输和安装过程中会受到各种力的影响,例如张力、压力、弯曲等,这些力会导致管道内部的金属出现应力集中区,从而引发应力腐蚀。
应力腐蚀一般发生在金属材料本身具有一定的腐蚀倾向性的情况下。
二、控制措施1. 选用合适的材料为了减少天然气管道的腐蚀,首先要选用具有良好耐腐蚀性能的金属材料,例如不锈钢、镍基合金等。
这些材料能够有效地抵抗化学腐蚀、电化学腐蚀等腐蚀形式的影响,从而延长管道的使用寿命。
2. 进行防腐处理对于一些普通材料制成的天然气管道,可以采用防腐涂层或防腐涂料的方式进行防腐处理。
这种方式可以形成一层保护膜,有效地隔离管道内壁和外界腐蚀因素的接触,从而减少管道的腐蚀速度。
3. 加强监测和维护定期对天然气管道进行腐蚀监测和评估,发现腐蚀问题及时进行修复和维护。
这包括使用无损检测技术对管道的腐蚀程度进行评估,以及对管道进行防腐漆补涂和阴极保护等维护措施。
4. 实施阴极保护阴极保护是指通过外部电源或阳极物质等手段向天然气管道施加一定的电压和电流,从而使管道成为阴极,有效地减少管道的电化学腐蚀。
这是一种有效的管道腐蚀控制手段,特别是对于埋地管道和水下管道。
油气管道内腐蚀风险介绍之一:CO2腐蚀
油气管道内腐蚀风险介绍之一:CO2腐蚀一、概述CO2腐蚀是油气田最常见的腐蚀形式之一,当CO2溶于水或原油时,会具有很强腐蚀性,从而对集输管线和井下油套管产生严重的腐蚀。
因此,CO2腐蚀已成为油气田腐蚀与防护面对的重要问题。
二、CO2腐蚀的危害1、均匀腐蚀CO2形成全面腐蚀时,材料主要以均匀腐蚀为主。
一是温度在60℃以下,钢铁材料表面存在少量软而附着力小的FeCO3腐蚀产物膜,金属表面光滑,以均匀腐蚀为主;二是CO2分压低于0.483×10-1MPa时,易发生均匀腐蚀。
2、局部腐蚀局部腐蚀是相对于均匀腐蚀而言的, CO2引起的局部腐蚀有如下形式:✦点蚀:腐蚀区出现凹孔且四周光滑;✦蜂窝状腐蚀:腐蚀区有多个点蚀孔分布;✦台地侵蚀:会出现较大面积的凹台,底部平整,周边垂直凹底;✦流动诱发局部腐蚀:由台地侵蚀发展而来,流动会诱使台地侵蚀区形成凹沟,平行于物流方向的刀线槽沟。
三、CO2腐蚀的机理1、均匀腐蚀机理CO2溶于水形成H2CO3,并与Fe反应造成Fe的腐蚀。
其中阳极过程为铁失去电子变成铁离子的过程。
多数观点认为在腐蚀反应中,阴极反应控制腐蚀速率,目前对CO2腐蚀阴极反应主要有两种观点:其一认为是非催化氢离子阴极还原反应;其二认为发生了氢离子催化还原反应,还原反应主要以H+和HCO3-为主;本质上这两种都是CO2溶解后形成的HCO3-电离出H+的还原过程。
总的腐蚀反应如图:2、局部腐蚀机理CO2局部腐蚀往往表现为局部穿孔及破损。
研究认为,有如下四种局部腐蚀诱发机制:✦台地腐蚀机制:局部腐蚀先发生在小点,小点发展成小孔并连片。
当腐蚀介质覆盖小孔导致腐蚀产物膜破裂,形成台地腐蚀。
疏松的腐蚀产物形成物质传输通道后,也会加剧局部台地腐蚀。
✦流动诱导机制:腐蚀产物膜粗糙表面引起微湍流,剪切应力使得腐蚀产物膜局部变薄并出现孔洞,孔所对应的极低处变成了小阳极,产生局部腐蚀。
✦内应力致裂机制:当腐蚀产物膜的厚度增大到一定值后,膜内应力过大而导致膜的破裂,形成电偶腐蚀效应。
浅析关于天燃气管道的腐蚀及维护措施
浅析关于天燃气管道的腐蚀及维护措施摘要:管道对于输送石油,天然气具有高效、低耗、连续输送和自动化程度高等优势成为当前传输物流的重要形式之一,但因其具有高能高压、易燃易爆、有毒有害、易腐蚀、环境复杂等特点决定了其安全管理及维护的极其重要性。
现在天然气管道的破坏严重的影响了天然气的正常的工作运输。
本文主要针对天然气管道的防腐蚀方法及维护措施做简要分析。
关键词:天然气管道腐蚀维护1天燃气管道的腐蚀及原理腐蚀是造成管道事故的主要原因之一。
腐蚀既有可能大面积减薄管道壁厚,从而导致过度变形后破裂,也有可能直接造成管道穿孔或应力腐蚀开裂,引发天然气气漏事故。
埋地管道主要会发生电化学腐蚀、微生物腐蚀、应力腐蚀和杂散电流腐蚀等。
1.1电化学腐蚀电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极,组成腐蚀原电池。
因为铁的电极电位总比氧的电极电位低,所以铁是阳极,遭到腐蚀。
特征是在发生氧腐蚀的表面会形成许多直径不等的小鼓包,次层是黑色粉末状溃疡腐蚀坑陷。
由于金属表面与铁垢之间的电位差异,从而引起金属的局部腐蚀,而且这种腐蚀一般是坑蚀,主要发生在水冷壁管有沉积物的下面,热负荷较高的位置。
1.2微生物腐蚀微生物腐蚀是指由微生物引起的腐蚀或受微生物影响所引起的腐蚀。
微生物腐蚀一种电化学腐蚀,所不同的是介质中因腐蚀微生物的繁衍和新陈代谢而改变以了与之相接触的界面的某些理化性质。
微生物细胞新陈代谢的中间产物和/或最终产物的分泌物以及外酵素都能够引起材料失效。
1.3应力腐蚀应力腐蚀是指在拉应力作用下,金属在腐蚀介质中引起的破坏。
这种腐蚀一般均穿过晶粒,即所谓穿晶腐蚀。
应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。
应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。
它常出现于锅炉用钢、黄铜、高强度铝合金和不锈钢中,凝汽器管、矿山用钢索、飞机紧急刹车用高压气瓶内壁等所产生的应力腐蚀也很显著。
1.4杂散电流腐蚀杂散电流是沿规定路径之外的途径流动的电流,它在土壤中流动,且与被保护管道系统无关。
天然气输送管道的腐蚀与保护探讨
天然气输送管道的腐蚀与保护探讨天然气输送管道是连接天然气生产地和消费地的重要设施,其安全性和可靠性直接影响着天然气的供应和使用。
天然气输送管道在运输过程中容易受到腐蚀的影响,因此腐蚀与保护成为了天然气输送管道领域的一个重要课题。
本文将从腐蚀的原因、形式,以及腐蚀防护的技术手段等方面进行探讨,希望能够对天然气输送管道的腐蚀与保护问题有一个全面的了解。
一、腐蚀的原因天然气输送管道在运输过程中容易受到多种腐蚀的影响,腐蚀的原因主要包括以下几个方面:1. 化学腐蚀:管道内天然气中含有一定的硫化氢、二氧化碳和水等成分,这些成分会与管道材料发生化学反应,导致管道产生化学腐蚀。
硫化氢是天然气中最常见的腐蚀物质,其与金属管道表面形成硫化物,导致金属腐蚀。
2. 电化学腐蚀:天然气输送管道在运输过程中会受到地下电场、地表电场等影响,会产生一定的电化学腐蚀,尤其是在地下水和土壤中,更容易发生电化学腐蚀。
3. 微生物腐蚀:地下水和土壤中的微生物也是天然气输送管道腐蚀的因素之一,这些微生物会产生一些化学物质,导致管道产生微生物腐蚀。
4. 磨损腐蚀:管道在使用过程中受到物理磨损,导致管道表面的防腐层受损,加速了管道的腐蚀。
二、腐蚀的形式腐蚀的形式有许多种,主要包括以下几种形式:1. 穿孔腐蚀:管道金属表面发生穿孔,严重影响管道的使用寿命和安全性。
2. 层状腐蚀:管道表面形成一层层的腐蚀产物,导致管道金属表面的损害。
3. 应力腐蚀:管道在受到应力的情况下,易发生应力腐蚀,导致管道金属表面发生裂纹。
以上形式的腐蚀都会严重影响管道的安全性和可靠性,因此需要采取一系列的腐蚀防护措施来保护天然气输送管道。
三、腐蚀防护技术对于天然气输送管道的腐蚀问题,目前主要采用以下几种技术来进行腐蚀防护:1. 防腐涂层技术:采用耐腐蚀性和抗磨损性的涂层对管道表面进行防护,保护管道金属不受环境中的腐蚀物质影响。
2. 电化学防护技术:包括阴极保护和阳极保护两种技术,通过在管道表面施加电流或者阳极材料,形成保护电流,来保护管道金属表面。
天然气输送管道的腐蚀与保护探讨
天然气输送管道的腐蚀与保护探讨天然气输送管道是输送天然气的重要设施,承担着保障能源供应的重要职责。
天然气输送管道在长期使用过程中,可能会受到腐蚀的影响,这会对管道的安全性和运行稳定性造成严重威胁。
对天然气输送管道的腐蚀与保护进行深入探讨,具有重要的理论和实践意义。
一、天然气输送管道的腐蚀类型天然气输送管道腐蚀主要包括化学腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀等多种类型。
化学腐蚀是由于介质对金属表面的化学腐蚀作用所导致的管道腐蚀,特点是腐蚀速度较快,常常呈现均匀腐蚀的特点。
电化学腐蚀是通过介质中的电子传递并导致管道金属的局部腐蚀,常见的有点蚀、应力腐蚀等。
微生物腐蚀则是由细菌、藻类等微生物在管道表面形成腐蚀细菌膜,从而产生腐蚀作用。
二、天然气输送管道腐蚀的影响天然气输送管道的腐蚀会直接影响管道的安全稳定运行。
腐蚀使得管道壁厚减薄,降低了管道的抗压强度,增加了管道爆裂的风险。
腐蚀还可能导致管道内部泄露,造成天然气泄漏,对人身和环境造成危害。
腐蚀还会引起管道内壁粗糙,导致流体阻力增大,降低了管道输送的效率。
三、天然气输送管道腐蚀的防护措施为了保障天然气输送管道的安全稳定运行,采取有效的腐蚀防护措施是至关重要的。
一是选用耐腐蚀性能好的材料,比如不锈钢、镍基合金等,可以有效降低腐蚀的发生。
二是进行防腐保护,采取阴极保护、涂层保护等方式,降低管道表面的腐蚀速度。
三是加强管道的监测与维护,定期对管道进行检测,及时发现问题并进行修复。
四是加强管道运行管理,控制介质成分、温度、压力等因素,减少腐蚀的发生。
四、天然气输送管道腐蚀的前沿技术随着科学技术的不断进步,天然气输送管道腐蚀的防护技术也在不断更新。
目前,一些新型的管道防腐材料、防腐涂料等新技术应运而生,具有更好的防腐效果和使用寿命。
一些新型的管道监测技术,比如无损检测技术、遥感监测技术等,能够更精准、及时地监测管道的腐蚀情况。
还有一些新型的防腐保护方法,比如电化学防腐保护、阴极保护等,能够更有效地降低管道的腐蚀速度。
浅谈天然气管道的腐蚀及控制措施
随着人们生活水平的提高,人们对天然气的需求量日益增加,为了满足人们的生活需求,天然气生产企业加大了天然气管道使用数量。
但天然气管道在运输过程中经常出现腐蚀现象,这不仅影响了天然气管道的使用年限,而且还极容易产生安全事故。
天然气管道在出现腐蚀现象后,其运输管道就会出现爆炸、火灾等安全事故,这不仅影响了社会稳定,而且还对人的身体健康产生严重威胁,因此注重天然气腐蚀问题是非常重要的。
一、天然气管道的腐蚀原因1.腐蚀介质的渗透作用天然气管道会因腐蚀介质的渗透作用产生腐蚀。
主要是因为天然气中含有化学成分,像二氧化碳、硫化氢等成分。
这些成分要是遇到金属管道就会产生腐蚀,降低金属管道的耐压度,从而让金属管道出现腐蚀现象。
要是管道的防腐层被腐蚀介质渗透,其金属管道的内部防腐层也会被突出的分子进行渗透,进而致使金属管道的管线遭到腐蚀。
出现这种现象的主要原因是腐蚀介质通过涂层的裂缝进入管线内壁,要是金属管道的内壁管线遭到腐蚀,就会导致天然气在运输过程中存在安全隐患。
2.应力腐蚀的破坏作用天然气管道会因应力腐蚀的破坏作用产生腐蚀。
主要是因为天然气管道大都埋在地下,其管线和土壤之间会产生相对运动,随着土壤应力的增加其天然气管道的管线就会出现腐蚀现象。
另外,不同材料的应力腐蚀也会有所不同,因此要想延缓天然气管道的腐蚀力度,就要采用高质量的输气管线。
但要注意的是,管线的穿越高度不同,也会影响管道的安全运输,主要是因为管线穿越高度不同,其受力也会不同,受力不均匀就会影响管道稳定运行。
3.长距离输气管道外壁的腐蚀天然气管道也会因长距离输气管道外壁的腐蚀产生腐蚀。
长距离输气管道外壁出现腐蚀主要是由土壤导致的。
如:土壤被污染,导致金属管道外壁的涂层遭到氧化,让涂层的作用无法发挥出来,进而导致管道出现腐蚀现象。
另外,土壤中的微生物也会导致管道外壁的涂层失效,主要是因为土壤中的微生物具有降解作用,这加剧了管道的腐蚀力度,同时土壤也会因环境因素导致天然气管道出现老化现象,这种现象也会影响天然气管道的使用年限。
浅谈天然气管道腐蚀原因及防范技术措施
浅谈天然气管道腐蚀原因及防范技术措施发布时间:2022-08-17T05:29:31.245Z 来源:《城镇建设》2022年第7期作者:张岩[导读] 随着社会科技的发展,天然?管道的防腐措施也越来越多,许多新材料、张岩身份证号:37090219860613****摘要:随着社会科技的发展,天然?管道的防腐措施也越来越多,许多新材料、新?艺的出现为天然?管道的防腐处理提供了保障。
在所有天然?管道中,埋地天然?管道是常见的?种管道,其埋藏于地下,虽然收到外界冲击的可能性?较下,但是管道出现腐烂情况却是经常发?的问题,因此如何做好埋地天然?管道的防腐?作是维护天然?管道正常运?的关键所在。
关键词:防腐;技术措施;管道引言社会的发展不能离开能源的?持,随着我国现代化的发展,?们?活和?作依靠天然?的情况越来越多,因此,保障好天然?的正常供应是维护社会发展的重要基础。
由于我国地域??,空?因素对管道的影响?较?,因此埋地天然?管道成为?较常见的?式,埋地管道所?临最?的挑战就是如何进?防腐处理,尤其是在??较为密集的地区,保障天然?管道的正常运?,采?良好的防腐处理技术尤为重要,以下就对我国埋地天然?管道防腐问题出现的原因以及如何做好防腐处理进?深?解析。
1天然?管道出现腐蚀的原因天然?管道在运?过程中出现腐蚀的原因总的来说可以分为以下两种:第?,管道??的问题。
天然?管道的材质很?程度上决定了管道能否长久运?,以及是否会出现腐蚀问题,另外不同的材质所采?防腐涂层不同,因此在防腐蚀??的作?和对管道??的保护也存在差异;第?,天然?管道在运输天然?过程中可能会遇到电化、?氧化碳、氧、硫化物等物质的破坏产?腐蚀的情况。
其中运输过程中化学位置对管道产?腐蚀的作?不是很?,最主要的电化过程中可能产?的?些物质对管道腐蚀的影响?较明显。
2防腐技术的应?现代天然?管道防腐技术?较多,随着科技的发展,新材料、新技术逐渐出现,埋地天然?管道在防腐??采?的?式逐渐倾向于以下两种: 2.1阴极保护技术阴极保护技术是现代采??较多的技术类型,主要针对埋地天然?管道在使?过中可能收到电化的影响?选择的?种保护技术,因为埋地天然?管道在使?过程中是?常有可能产?电化作?的,因此,该技术的原理就是通过向管道输送?够保护管道的直流电流,使管道表?阴极极化,从?对管道进?表?的保护。
天然气管道腐蚀原因及防治措施
天然气管道腐蚀原因及防治措施天然气管道是输送天然气的重要设施,但由于长期运行和外界环境因素的影响,管道可能会发生腐蚀。
腐蚀不仅会损害管道的完整性,还会造成天然气泄漏,危及人员安全和环境。
因此,了解天然气管道腐蚀的原因以及相应的防治措施是至关重要的。
天然气管道腐蚀的原因主要有以下几点:1. 化学腐蚀:管道内的天然气中含有一定的酸性物质,如硫化氢、二氧化碳等,这些物质会与管道金属发生化学反应,导致腐蚀。
同时,管道内的水分也会加速腐蚀的发生。
2. 电化学腐蚀:由于天然气管道常常埋入地下,地下环境的电位差异会导致管道金属发生电化学腐蚀。
当地下水含有溶解氧和盐分时,会形成电池,加速管道的腐蚀速度。
3. 金属腐蚀:天然气管道通常由钢铁或铜等金属制成,这些金属在特定环境中容易发生腐蚀。
例如,含有盐分和酸性物质的湿润环境会加速金属的腐蚀。
针对天然气管道腐蚀问题,可以采取以下防治措施:1. 选择合适的材料:在设计和建造天然气管道时,应选择耐腐蚀性能良好的材料,如高强度低合金钢等。
这样可以减少管道腐蚀的可能性。
2. 增加保护层:可以在天然气管道的外表面涂覆一层保护层,如环氧涂层或聚乙烯薄膜等。
这样可以防止外界氧气和湿气的接触,减少腐蚀的发生。
3. 控制管道内的环境:通过控制天然气管道内的环境条件,如控制温度和湿度,可以减缓腐蚀的速度。
同时,定期检查和清洁管道内的水分也是必要的。
4. 防止电化学腐蚀:可以通过电位调整和阴极保护等方法来防止电化学腐蚀的发生。
电位调整可以通过在管道上安装补偿电极来实现,而阴极保护可以通过在管道上安装阴极保护装置来实现。
5. 定期检测和维护:定期对天然气管道进行检测和维护,及时发现腐蚀问题,并采取相应的修复措施,可以保证管道的安全运行。
总之,天然气管道腐蚀是一个需要重视的问题,通过选择合适的材料、增加保护层、控制管道内的环境、防止电化学腐蚀以及定期检测和维护,可以有效预防和控制腐蚀的发生。
探究天然气管道腐蚀原因及防治措施
探究天然气管道腐蚀原因及防治措施摘要:伴随着国家经济的发展,天然气被广泛应用于人们生活当中,要想对于天然气的使用安全性给予保障,必须要开展天然气资源长距离运输工作,而在此过程当中对于管道质量有较高的要求。
如果天然气管道发生腐蚀问题,会直接危及天然气使用人群的生命和财产安全,所以必须要对于天然气管道腐蚀原因进行综合分析,并且制定有效预防和治理措施。
关键词:天然气管道;腐蚀;防治措施;引言:天然气能源优势较为显著,但是危险性也较高,管道运输时出现风险问题的可能性较大,所以有必要对管道进行一定程度上的保护。
天然气管道跨越区域比较广,长度也比较长,其在运行过程中可能和其他管道、电气电缆及其他设施发生交叉或平行,这类设施在运行过程中有可能对管道运行安全造成一定影响,所以管道在运行过程中要和其他设施有一定距离。
1长输天然气管道腐蚀主要原因1.1土壤腐蚀在燃气管道中,土壤腐蚀是最常见的问题。
在天然气管道敷设的过程中,会与含有各种物质组成的土壤进行直接接触,因为土壤成分、地质结构和管道金属结构之间存在着不同,这就会导致电流电解质和腐蚀性电流的产生,并且在长期的影响下,还会形成土壤腐蚀。
1.2微生物腐蚀微生物腐蚀是指由于微生物的影响而引起的一种电化学腐蚀。
天然气管道处于地下土壤、河流、海水及架空环境中,都会与微生物接触,在微生物的作用下,天然气管道的内外壁会发生一定的化学反应,从而出现腐蚀现象。
1.3大气腐蚀在中高海拔地区进行长距离输气管线施工时,由于自然环境与大气接触,其中含有的碱性气体和水膜以及水溶性物质在高压下会在管线表面生成一层极薄的水膜,这层水膜在天然情况下不易被察觉。
当水膜分子的厚度达到它的空隙时,它就会逐渐地形成一层电解质的水膜,它会与管道中的金属起作用,引起腐蚀。
1.4内部腐蚀天然气内部杂质成分在合适的条件下,会对管道内壁产生电化学腐蚀作用,天然气中的杂质主要含有水分、硫化氢和其他成分。
长输天然气管道具有输送距离长和输送体量较大等特点,其输送过程要经历高压和高温等环境,而高温和高压环境又会使酸性物质的活动量增加,从而加快了天然气管线的腐蚀速度。
二氧化碳腐蚀
二氧化碳腐蚀二氧化碳腐蚀是指油气管道中含有一定浓度的二氧化碳(CO2)和水时产生的腐蚀。
某些天然气,特别是凝析气中常含有较高浓度的二氧化碳(CO2)。
二氧化碳(CO2)溶解在采出水或冷凝水中生成碳氢酸根离子(HCQT)、碳酸根离子(CCV-)离子,使钢铁产生电化学腐蚀。
二氧化碳(CO2)腐蚀属于氢去极化腐蚀,往往比相同pH值的强酸腐蚀更严重。
其腐蚀除受到去极化反应速度控制外,还与腐蚀产物是否在金属表面形成膜及膜的稳定性有关。
二氧化碳(CO2)腐蚀破坏多为膜破损处的点蚀。
二氧化碳(CO2)与硫化氢(H2S)共存时会增大其腐蚀速率,并增大金属氢致开裂和硫化物应力开裂的敏感性。
影响二氧化碳(CO2)腐蚀的主要因素有:二氧化碳(CO2)分压、温度、腐蚀产物膜的结构和形态、流速等。
腐蚀机理关于二氧化碳腐蚀机理方面的研究工作较多。
据文献资料介绍1.6~91,二氧化碳腐蚀遵循以下机制,阳极反应如下:Fe+ H2O - >FeOHad+ H++ eFeOHad→FeOH++eFeOH* + H+- +Fe++ H20阴极反应有以下两种情况:1)非催化的氢离子阴极还原反应:CO201+ H2O - +H 2CO 301H2CO3s1→Hs1+ HCO 3Hs→H ad .Had+ e- >HadHad+ Had+ e- *H2ad2Had→H 2adH 2ad *H 2801Had→H ab2)表面吸附CO2ad的氢离子催化还原反应:CO2so1- CO 2adCO2ad+ HzO- *H 2CO 3adH2CO 3ad+ e- >Had+ HCO 3adH2CO3ad- >Had* + HCO 3adHad+ e→H adHCO3ad + Hs1- H 2CO 3ad .Had+ Had+ e- H 2ad2Had H 2ad .H2ad- >H2solHad→H ab式中:ad,sol,ab分别为吸附,溶液和吸收, H ad表示吸附在钢铁表面的氢原子,Hab表示渗入钢铁内即钢铁所吸收的氢原子,H表示溶液介质体系中的H*。
天然气长输管道内腐蚀原因探究
天然气长输管道内腐蚀原因探究摘要:现阶段,在天然气长输管道运输时需要正视防腐问题,根据实际情况制定合适的防腐方案,改善现有长输管道运输的不足,提高长输管道的防腐能力。
同时,实际中要综合考虑各方面因素,依据引起管道内腐蚀的原因,采取针对性的防腐措施,提高长输管道的抗腐蚀能力。
下面本文就天然气长输管道内腐蚀原因进行简要探讨。
关键词:天然气;长输管道;内腐蚀原因;1 天然气长输管道腐蚀因素及作用影响分析天然气长输管道周边区域的电线或者通讯线路在环境因素的作用影响下,会出现向外释放电流的问题。
在电的作用影响下,管道原材料会出现明显的电位差问题。
此时,管道极容易受到电位差作用影响而出现腐蚀问题;所铺设的管道土层存在大量电解液会直接导致管道原材料发生化学变化或者有机化学反应,容易引发腐蚀问题;管道输送的气体中可能存在一定杂质,容易与管道内部发生摩擦反应并诱发侵蚀问题出现。
或者与内部原料发生强烈化学反应,最终导致腐蚀问题出现。
这种反应最开始在管道内部发生,但是随着反应时间的不断延长,所带来的危害影响越来越严重,如引发管道渗漏或者破洞问题。
2 天然气长输管道内腐蚀的主要原因2.1 内部介质影响天然气长输管道运输时运量较大且距离远,整个运输过程需要维持高温高压状态。
但高温高压会造成介质内酸性气体的活性与能力增加,加快其对管道内壁的腐蚀,造成管道内部出现严重的腐蚀现象。
同时,长输管道长期运输时会产生自由液相,这是一种气液固三种状态共存的化学现象,会在弯道部分产生物质冲击,造成弯头位置管道厚度降低,长期下来出现泄漏情况。
管道内壁还会与天然气杂质之间产生化学(电化学)腐蚀,对管道内壁产生腐蚀。
2.2 水汽的影响金属管道腐蚀离不开水与氧气,也是造成化学腐蚀的主要原因。
长输管道内腐蚀情况主要发生在低位置且附近容易积水的部位。
针对这一特性,天然气公司会在运输前利用技术脱离天然气中的水分,提高天然气的干燥程度。
通过这一方式可以一定程度降低其对管道的腐蚀,但却不能完善避免腐蚀。
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浅谈天然气管道中的CO2腐蚀(最
新版)
浅谈天然气管道中的CO2腐蚀(最新版)导语:生产有了安全保障,才能持续、稳定发展。
生产活动中事故层出不穷,生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。
当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时,生产活动停下来整治、消除危险因素以后,生产形势会变得更好。
"安全第一"
的提法,决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。
随着天然气的开发利用,天然气田相继出现,天然气管网的日益增多,而管道遭受腐蚀也是最常见的现象,CO2腐蚀也就显得越来越重要。
在天然气的开发加工和输送过程中,各类管道遭受腐蚀是最常见的现象,近年来,随着天然气的广泛使用推广,CO2腐蚀是油气管道中常见的腐蚀类型,众所周知,油气管道有外腐蚀和内腐蚀。
从设计开始就对外腐蚀采取周密有效的措施,而对内腐蚀只重视H2S的腐蚀,对CO2腐蚀目前来说尚未得到行之有效的措施。
其实CO2也是造成内腐蚀的一种重要原因,使得CO2腐蚀问题变的日益突出。
1.CO2腐蚀的机理
CO2腐蚀长期以来一直被认为是一个问题,而且已经进行了广泛的研究。
干燥气相CO2本身不具有腐蚀性,CO2极易溶于水,当遇水时,一定量的CO2将形成具有一定浓度的CO2溶液——H2CO3(碳酸),H2CO3和无机酸相比,因为它不能完全被溶解,所以它是一种弱酸。
各种机
理对腐蚀过程都进行了假设,但都包含有CO2溶于水中所形成的碳酸或碳酸氢根离子——这导致的腐蚀速度比强酸中以相同pH值所得到的腐蚀速度还高。
碳酸反应的步骤可以概括如下:
CO2(气)+H2O=H2CO3
碳酸水解:
H2CO3→H++HCO3-
HCO3-→H++CO32-
溶液中的H2CO3和Fe反应促使Fe腐蚀:
Fe→Fe2++2e阳极反应
H++e→H阴极反应
2H→H2
Fe+H2CO3→FeCO3+H2
由于H2CO3第二次水解非常微弱,所以认为H2CO3溶液中主要存在H+和HCO3-等离子,因此反应生成物中大多数物质不是FeCO3而是Fe(HCO3)2,Fe(HCO3)2在一定温度下发生分解。
Fe(HCO3)2→
FeCO3+H2O+CO2
2.CO2腐蚀的影响因素
CO2腐蚀受到众多因素的影响,主要包括CO2分压、温度、pH值、介质流速、碳酸盐垢、蜡的作用等等。
2.1.CO2分压
CO2溶解于水相生成H2CO3,与管道表面发生化学反应,产生CO2腐蚀。
但是气相CO2不会发生反应。
水中CO2含量与气液平衡中CO2的分压紧密相关,因此,预测CO2腐蚀速度应以气相中的CO2分压为基础。
严格的讲,对CO2腐蚀产生重要影响的是CO2在水相中的热运动,而不是他的浓缩度,这种运动将会随水相中由化学成分决定的浓度而变化。
通常认为,当CO2分压超过20Kpa时,流体具有腐蚀性,这是一条判别准则。
在较低温度下(低于60℃),由于温度较低,没有完善的FeCO3膜的保护不完全,出现坑蚀等局部腐蚀,其腐蚀速度也随CO2分压的增大而增大。
在150℃左右,致密的FeCO3保护膜形成,使腐蚀速度大为降低。
2.2.温度
大量研究表明,介质温度是影响CO2腐蚀的一个重要因素。
温度高低影响着表面膜的性质、特征和形貌,也影响着CO2腐蚀过程。
根据温度对腐蚀的影响,铁的CO2腐蚀可分为:(1)t<60℃时,腐蚀产
物膜为FeCO3,软而无附着力,金属表面光滑,主要发生均匀腐蚀;(2)t为60~110℃时,铁表面可生成具有一定保护性的腐蚀产物膜,局部腐蚀较突出;(3)t为110℃时,均匀腐蚀速度较高,局部腐蚀严重(一般为深孔),腐蚀产物为厚而松的FeCO3粗结晶;(4)t为150℃以上时,生成细致、紧密、附着力强的FeCO3和Fe3O4腐蚀速率较低。
腐蚀速率先升高后又降低,其主要原因是由于在高温时容易形成致密的腐蚀产物膜,阻隔了H2CO3与金属的接触所引起。
2.3.pH值
pH值不仅影响电化学反应,而且还影响着腐蚀生成物与其他物质的沉淀在特定条件下结合的水相物质中的盐分能够缓冲pH值,从而减缓腐蚀速度,是保护膜和锈类物质更容易生成。
裸露的金属表面是最易遭受腐蚀的,当pH值<4.5的情况下,溶液中H+
的减少对阴极反应起决定的作用,pH值高的情况下容易溶解的CO2含量对阴极反应起到了决定性的作用。
2.4.流速
流速对CO2腐蚀较为复杂,高流速增大了腐蚀介质到达金属表面的传质速率,且高流速会阻碍表面成膜,随着流速的增大,腐蚀速度增加,但随着流速的增大,又能促进可钝化金属的钝化过程,从而提
高腐蚀性。
另外,在介质中含有气液固三相共存且流动条件下,就能在钢管表面产生冲刷腐蚀。
2.5.碳酸盐垢
在CO2腐蚀工程中,腐蚀生成物FeCO3或Fe3CO4以垢的形式在被腐蚀表面形成一层膜,从而减缓腐蚀的速度。
这层垢膜的防护能力受许多因素的影响,例如碳酸铁的溶解度(与pH值和其他盐类的存在有关)、膜垢下面的钢铁表面的腐蚀反应速度以及钢铁表面的不同状况(粗造程度、洁净程度和初始的腐蚀状况)。
这种碳酸盐垢保护膜可以被高浓度的氯化物和有机酸破坏,也可以被高速流体冲刷侵蚀。
2.6.蜡的作用
蜡在油管中的存在能通过两种相异方式影响CO2,或者加剧腐蚀或者阻滞腐蚀进行,这取决于蜡层性质,并受流体力学性质、温度及其他物理因素的影响。
沉积在钢管表面的蜡会导致在无氧的CO2溶液中,在碳钢表面腐蚀成一个个小深坑。
这些小深坑基本沿着管线的底部分布,并且这些随机的小坑在管线开始爬坡的时候更为密集,因为这个部位更易积存水分。
一般认为腐蚀的机理通常是这样:CO2在蜡层中扩散,并认为是提供了大型的阴极区,它使蜡层不连续钢铁表面产生阳极溶解反应。
造成无蜡质覆盖部位的局部腐蚀。
实际上,在天然气管道设备中,以上的各种因素有可能同时存在,有可能相互影响。
CO2腐蚀往往表现为全面腐蚀和典型的沉积物下方的局部腐蚀共同出现。
CO2腐蚀受诸多因素的影响,包括环境、物理、冶金等因素,各因素都交互影响,且各影响程度不同,因此,开展CO2动态腐蚀及其保护技术研究有着重要意义。
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