油气管道的腐蚀
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油气管道的腐蚀
油气管道腐蚀类别
• 油气管道由于所处环境和输送介质的
不同，引起发生腐蚀的状况也不同。 内壁腐蚀 其类别如下： 部位
外壁腐蚀 全面腐蚀 局部腐蚀 化学腐蚀
管道腐蚀
形态 机理
电化学腐蚀
• 油气管道内壁腐蚀是介质在管道内壁生成一层亲
•
•
水膜并形成原电池所发生的电化学腐蚀，或者是 其它有害物质（如硫化氢、二氧化碳、硫化物等） 直接与管道金属作用所引起的化学腐蚀。 油气管道内壁一般情况下，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、气 液交界面，电化学腐蚀更加强烈。管道内壁腐蚀 具有危及管道穿孔、爆裂的特点，防范管道内壁 腐蚀诱发危害的方法，一是内涂层防腐；二是对 管道定期进行内检测。 油气管道外壁腐蚀的情况比较复杂，需从管道所 敷设的环境进行分析。架空管道易受大气腐蚀， 埋设在突然在土壤或水中的管道易受土壤腐蚀、 细菌腐蚀和杂散电流腐蚀。
• 除此以外，细菌在管道表面的存在，破坏
了阴极极化条件，加快了金属的腐蚀速度。 • 以上腐蚀类型，是造成管道腐蚀的主要腐 蚀种类。也是我们通过防腐技术阻止各类 腐蚀条件形成必须考虑的重要因素。
• 杂散电流源 • 杂散电流源很多，对管道腐蚀影响较大的杂散电
流源主要有：距管道较近的电气化铁路、电解厂 的直流电源、阴极保护设施 发、配电厂的交直流接地极等。 细菌腐蚀（微生物腐蚀） 细菌在特定条件下，会侵蚀管道防腐层、附着在 管道表面，造成管道腐蚀。细菌腐蚀中最具代表 性的细菌是嫌氧硫酸盐还原菌。这种细菌容易在 PH6-8，透气性差的土壤中繁殖。它之所以能促 进腐蚀，是因为在他们的生活中，需要氢或某些 还原物质将硫酸盐还原成硫化物。
铁锈
锈和扎屑对裸钢为阴极，所以 腐蚀发生在阳极区（管壁）
钢管壁对壁内所含的杂志是阴极，所以 腐蚀发生在阳极区（杂质区）
旧管道
新管道
旧管道
新旧钢管连接，新钢管腐蚀
因内应力不同发生腐蚀 金属变形处为阳极
• 宏腐蚀电池: • 管道经过物理性质或化学性质差异很大的土壤，
某些条件效应在管道的腐蚀中具有决定性意义。 例如：土壤的含盐量和透气性（含氧量）对管道 腐蚀具有很大影响，同时对地下管道电位也有不 同程度的影响。 在含盐量高的土壤中，管地电位比在含盐量低的 土壤中要低一些。管道敷设在盐浓度较高的土壤 中，与盐浓度较高的土壤接触的管道，其钢表面 腐蚀的趋势较严重。 当管道由一段敷设在含盐量较低的土壤另一段敷 设在含盐量较高的土壤时，相当于导体与两种不 同浓度的电解液相接处所形成的一个原电池。
• 对土壤腐蚀性强度的判定，一般以含氧量大、PH
值低、电阻率小为依据。许多专家指出：土壤电 阻率是判定土壤腐蚀性的重要指标。 土壤电阻与腐蚀性的关系
土壤电阻率 Ω· M 0-5 5-20 20-100 ﹥100 土壤腐蚀性 很高 高 中等 低 钢的平均腐蚀 速度 mm/a ﹥1 0.2-1 0.05-0.2 ﹤0.05
• 土壤腐蚀电池可分为两类 • 微电池腐蚀 • 由于制管时的缺陷，金属内可能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ有或夹杂
不均匀物质，如熔渣、焊缝及其热影响区， 钢管表面的氧化膜等（锈、扎屑）等与本体 金属之间存在较大性质差异。当这些组成不 均匀的管道金属与土壤接触，就像两块互相 能导电的不同金属放在电解质溶液中一样。 在有差异的部位，由于电极电位差而构成腐 蚀电池。如钢管焊缝熔渣和本体金属间的电 位差可能高达0.275V。
•
•
• 这种含盐量不同的土壤形成浓差电池。其电流强度 •
•
往往由电解液离子浓度差来决定。 同样，在透气性微弱的土壤中，管地电位比透气性 好的土壤要低一些。对于大口径地下管道，管顶的 土壤透气性好，干燥，管底的土壤透气性差、潮湿， 因而管底的管地电位常常低于管顶的管地电位，管 底部形成阳极区而发生腐蚀。实际测试中，我们也 会发现同一管段穿越不同土壤测得的电位有差异。 实践证明，当土壤湿度不同，两部分地下管道间的 电位差可达0.3V。尤其当各管段土壤透气性不同时， 可能形成较大的电位差。在这种情况下，所构成的 腐蚀电池两极相距较远，甚至可达几公里。故称其 为宏观电池。
• 油气管道腐蚀的原因： • 大气腐蚀： • 暴露在大气中的管道，由于水和氧的作用所产生
• •
的破坏称为大气腐蚀。其原因是大气中含有水蒸 气，它会在金属表面冷凝形成水膜，这种水膜溶 解了大气中气体及其它杂质，故可以起到电解液 的作用，使得金属表面发生电化学腐蚀。 土壤腐蚀 土壤腐蚀基本属于电化学腐蚀。因为土壤是多相 物质组成的复杂混合物，颗粒间充满了空气、水 和各钟盐类，使土壤具有了电解质的性质和特征。 因此地下管道裸露的金属在土壤中构成了腐蚀电 池。
• 杂散电流腐蚀 • 散流于大地中的电流对管道所产生的腐蚀叫
杂散电流腐蚀。它是一种外界因素引起的电 化学腐蚀。 • 它的作用类似电解，与原电池不同的是金属 被腐蚀的部位不是金属本身的电极电位决定 的。而是由外部电流的极性和大小决定的。 它所引起的腐蚀比一般土壤腐蚀强烈的多。 东北管道抚顺康乐——前甸的支线，1975年 投产初期，8mm的壁厚，平均每三个月就会 因杂散电流造成一次管道穿孔泄露。杂散电 流大多都是从管道防腐层破损一端流入，另 一端流出。电流流出点被腐蚀。
油气管道腐蚀类别
• 油气管道由于所处环境和输送介质的
不同，引起发生腐蚀的状况也不同。 内壁腐蚀 其类别如下： 部位
外壁腐蚀 全面腐蚀 局部腐蚀 化学腐蚀
管道腐蚀
形态 机理
电化学腐蚀
• 油气管道内壁腐蚀是介质在管道内壁生成一层亲
•
•
水膜并形成原电池所发生的电化学腐蚀，或者是 其它有害物质（如硫化氢、二氧化碳、硫化物等） 直接与管道金属作用所引起的化学腐蚀。 油气管道内壁一般情况下，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、气 液交界面，电化学腐蚀更加强烈。管道内壁腐蚀 具有危及管道穿孔、爆裂的特点，防范管道内壁 腐蚀诱发危害的方法，一是内涂层防腐；二是对 管道定期进行内检测。 油气管道外壁腐蚀的情况比较复杂，需从管道所 敷设的环境进行分析。架空管道易受大气腐蚀， 埋设在突然在土壤或水中的管道易受土壤腐蚀、 细菌腐蚀和杂散电流腐蚀。
• 除此以外，细菌在管道表面的存在，破坏
了阴极极化条件，加快了金属的腐蚀速度。 • 以上腐蚀类型，是造成管道腐蚀的主要腐 蚀种类。也是我们通过防腐技术阻止各类 腐蚀条件形成必须考虑的重要因素。
• 杂散电流源 • 杂散电流源很多，对管道腐蚀影响较大的杂散电
流源主要有：距管道较近的电气化铁路、电解厂 的直流电源、阴极保护设施 发、配电厂的交直流接地极等。 细菌腐蚀（微生物腐蚀） 细菌在特定条件下，会侵蚀管道防腐层、附着在 管道表面，造成管道腐蚀。细菌腐蚀中最具代表 性的细菌是嫌氧硫酸盐还原菌。这种细菌容易在 PH6-8，透气性差的土壤中繁殖。它之所以能促 进腐蚀，是因为在他们的生活中，需要氢或某些 还原物质将硫酸盐还原成硫化物。
铁锈
锈和扎屑对裸钢为阴极，所以 腐蚀发生在阳极区（管壁）
钢管壁对壁内所含的杂志是阴极，所以 腐蚀发生在阳极区（杂质区）
旧管道
新管道
旧管道
新旧钢管连接，新钢管腐蚀
因内应力不同发生腐蚀 金属变形处为阳极
• 宏腐蚀电池: • 管道经过物理性质或化学性质差异很大的土壤，
某些条件效应在管道的腐蚀中具有决定性意义。 例如：土壤的含盐量和透气性（含氧量）对管道 腐蚀具有很大影响，同时对地下管道电位也有不 同程度的影响。 在含盐量高的土壤中，管地电位比在含盐量低的 土壤中要低一些。管道敷设在盐浓度较高的土壤 中，与盐浓度较高的土壤接触的管道，其钢表面 腐蚀的趋势较严重。 当管道由一段敷设在含盐量较低的土壤另一段敷 设在含盐量较高的土壤时，相当于导体与两种不 同浓度的电解液相接处所形成的一个原电池。
• 对土壤腐蚀性强度的判定，一般以含氧量大、PH
值低、电阻率小为依据。许多专家指出：土壤电 阻率是判定土壤腐蚀性的重要指标。 土壤电阻与腐蚀性的关系
土壤电阻率 Ω· M 0-5 5-20 20-100 ﹥100 土壤腐蚀性 很高 高 中等 低 钢的平均腐蚀 速度 mm/a ﹥1 0.2-1 0.05-0.2 ﹤0.05
• 土壤腐蚀电池可分为两类 • 微电池腐蚀 • 由于制管时的缺陷，金属内可能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ有或夹杂
不均匀物质，如熔渣、焊缝及其热影响区， 钢管表面的氧化膜等（锈、扎屑）等与本体 金属之间存在较大性质差异。当这些组成不 均匀的管道金属与土壤接触，就像两块互相 能导电的不同金属放在电解质溶液中一样。 在有差异的部位，由于电极电位差而构成腐 蚀电池。如钢管焊缝熔渣和本体金属间的电 位差可能高达0.275V。
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• 这种含盐量不同的土壤形成浓差电池。其电流强度 •
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往往由电解液离子浓度差来决定。 同样，在透气性微弱的土壤中，管地电位比透气性 好的土壤要低一些。对于大口径地下管道，管顶的 土壤透气性好，干燥，管底的土壤透气性差、潮湿， 因而管底的管地电位常常低于管顶的管地电位，管 底部形成阳极区而发生腐蚀。实际测试中，我们也 会发现同一管段穿越不同土壤测得的电位有差异。 实践证明，当土壤湿度不同，两部分地下管道间的 电位差可达0.3V。尤其当各管段土壤透气性不同时， 可能形成较大的电位差。在这种情况下，所构成的 腐蚀电池两极相距较远，甚至可达几公里。故称其 为宏观电池。
• 油气管道腐蚀的原因： • 大气腐蚀： • 暴露在大气中的管道，由于水和氧的作用所产生
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的破坏称为大气腐蚀。其原因是大气中含有水蒸 气，它会在金属表面冷凝形成水膜，这种水膜溶 解了大气中气体及其它杂质，故可以起到电解液 的作用，使得金属表面发生电化学腐蚀。 土壤腐蚀 土壤腐蚀基本属于电化学腐蚀。因为土壤是多相 物质组成的复杂混合物，颗粒间充满了空气、水 和各钟盐类，使土壤具有了电解质的性质和特征。 因此地下管道裸露的金属在土壤中构成了腐蚀电 池。
• 杂散电流腐蚀 • 散流于大地中的电流对管道所产生的腐蚀叫
杂散电流腐蚀。它是一种外界因素引起的电 化学腐蚀。 • 它的作用类似电解，与原电池不同的是金属 被腐蚀的部位不是金属本身的电极电位决定 的。而是由外部电流的极性和大小决定的。 它所引起的腐蚀比一般土壤腐蚀强烈的多。 东北管道抚顺康乐——前甸的支线，1975年 投产初期，8mm的壁厚，平均每三个月就会 因杂散电流造成一次管道穿孔泄露。杂散电 流大多都是从管道防腐层破损一端流入，另 一端流出。电流流出点被腐蚀。