【正文】 地下的金屬管道，經(jīng)過一段時間（一般為6～8年）的運行，部分管段防腐蝕層可能出現(xiàn)老化、剝離或破損現(xiàn)象，管體產(chǎn)生嚴重的腐蝕，局部地段開始出現(xiàn)穿孔、泄露。工業(yè)系統(tǒng)的生物腐蝕和生物淤積分布于自嚴重的微生物污染及隨后的能量和效率損失到因腐蝕而使建購物失效。生物沉積可以徹底的緩和構(gòu)造金屬的腐蝕行為。試樣表面生成的生物膜致密時，對腐蝕有一定的阻礙作用。～，細菌活動最激烈，當pH值在9以上時，硫酸鹽還原菌的活動受到抑制。細菌腐蝕受到許多因素的影響，如土壤含水量、土壤呈中性或酸性、有機質(zhì)的類型和豐富程度、不可缺少的化學鹽類以及管道周圍的土壤溫度等。硫化物與鋼管表面形成的氫膜相互作用，消耗了氫膜而使更多的鐵從鋼管溶解下來。其干擾范圍大，腐蝕速度快，且受多種因素的影響，防護難度較大。由于電流“偏離”了預(yù)定通道，所以稱作“雜散電流”。多數(shù)情況下，大地被作為電流的回路。 電解腐蝕指外界的雜散電流使處在電解質(zhì)溶液中的金屬發(fā)生電解而形成的腐蝕。新舊管線連接、不同金屬成分連接、產(chǎn)生微電池（由于在施工過程中受碰撞、表面劃痕和刮痕等影響，使埋地管線的防腐層破損而露出金屬表面與外界環(huán)境）、金屬物理狀態(tài)不均勻、金屬表面有差異、有氧濃度差時都可形成原電池腐蝕一般說來，土壤含氧量、含水量越大，土壤電阻率越小，土壤腐蝕性也越強。同一部位點可能與某電位相對較低的鄰近部位點形成原電池而成為該電池中的陰極。一般地說，置于電解質(zhì)溶液中的金屬表面上可能存在著無數(shù)個這樣的腐蝕原電池作用區(qū)。H和電子結(jié)合形成H，O在溶液中與電子結(jié)合生成OH：O+4H+4e→2HO(在酸性介質(zhì)中) (23)以上三個環(huán)節(jié)是相互聯(lián)系的，三者缺一不可。圖21 電化學腐蝕過程可以把電化學腐蝕過程看作由下列三個環(huán)節(jié)組成：(1)在陽極，金屬溶解，變成金屬離子進入溶液中：Me→M+ne(陽極過程) (21)(2)電子從陽極流向陰極；(3)在陰極，電子被溶液中能夠吸收電子的物質(zhì)(D)所接受：D+ne→D可分為： 原電池腐蝕原電池腐蝕指金屬在具有離子導電性的環(huán)境介質(zhì)電解質(zhì)溶液中形成原電池而發(fā)生的腐蝕。 電化學腐蝕電化學腐蝕是指金屬表面與離子導電的介質(zhì)發(fā)生電化學作用而產(chǎn)生的破壞，其特點在于電化學腐蝕歷程可分為兩個相對獨立并可同時進行的過程。此外，在油品中含有多種形式的有機硫化物，環(huán)烷酸它們對金屬輸油管道也會產(chǎn)生化學腐蝕。其特點為在一定條件下，非電解質(zhì)中的氧化劑與金屬表面的原子相互作用而形成腐蝕產(chǎn)物，腐蝕過程中電子在金屬與氧化劑之間直接傳遞，沒有電流產(chǎn)生。金屬腐蝕是引起材料失效和破壞的主要原因之一。對于埋地管道陰極保護體系，當直流雜散電流的方向或其分量的方向與保護電流的方向相反時，雜散電流的作用是有害的；當雜散電流的方向或其分量的方向與保護電流的方向相同時，雜散電流的有害作用要小得多。雜散電流是在地下流動的防護系統(tǒng)設(shè)計之外對金屬管道產(chǎn)生腐蝕破壞作用的電流，雜散電流腐蝕包括直流雜散電流腐蝕和交流雜散電流腐蝕。在一些缺氧的土壤中有細菌（硫酸鹽還原菌）參加了腐蝕過程，細菌的作用是參加電極反應(yīng)將可溶硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫化氫與鐵作用，產(chǎn)生細菌腐蝕。(4)金屬自身雜質(zhì)成分而形成微電池腐蝕。(2)土壤中擴散速率不同的氧氣在金屬表面形成的大電池腐蝕。金屬鋼管埋入地下，因其處在生物電解液環(huán)境中，加之鋼管涂層組分的不均勻、微孔、縫隙等缺陷，防腐涂層的極易損傷，腐蝕由涂層達到金屬基體。埋地管道在工作環(huán)境下，受著多種腐蝕，主要腐蝕情況有：土壤腐蝕、細菌腐蝕和雜散電流腐蝕。隨腐蝕過程進行，在一定條件下可產(chǎn)生點腐蝕(小孔腐蝕)，導致穿孔泄漏；或在工作負載應(yīng)力、熱應(yīng)力(傳輸高溫物流)或結(jié)構(gòu)應(yīng)力、加工殘余應(yīng)力聯(lián)合作用下發(fā)生應(yīng)力腐蝕或腐蝕疲勞，進而導致管道斷裂；流動物料與管壁的相對運動可導致磨蝕和沖蝕破壞，等等。由于環(huán)境和工況條件不同，管道腐蝕破壞的類型和特征各異。金屬腐蝕是引起材料失效和破壞的主要原因之一。因此，了解腐蝕發(fā)生的原因，采取有效的防護措施，有著十分重大的意義。借鑒國內(nèi)外的經(jīng)驗教訓，將獲得的理論和實踐應(yīng)用于管道建設(shè)與運營中去，使我們少走彎路，使腐蝕開裂造成的損失降到最低限度。腐蝕不僅使金屬本身受損失，更重要的是金屬結(jié)構(gòu)遭破壞而引起系統(tǒng)停輸、停產(chǎn)造成巨額損失或泄漏事故引起環(huán)境污染、生態(tài)破壞和燃燒、爆炸而周圍的生命財產(chǎn)造成難以挽回的損失。埋地輸油輸氣管道，當金屬管道和周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生化學作用或電化學作用而引起其表面銹蝕。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，采用管道輸油輸氣的優(yōu)點日益突顯出來。 monitoring。 corrosion。并給出了自己的認識及日后的打算。并結(jié)合國內(nèi)外長輸管道外防護技術(shù)的特點和防腐蝕層應(yīng)用的現(xiàn)狀，分析、比較了目前主要防護材料的防腐蝕性能。埋地管道的腐蝕嚴重影響其使用壽命和所輸油品質(zhì)量，甚至造成泄漏。中國石油大學（華東）畢業(yè)論文埋地管道腐蝕機理及防腐新技術(shù)研究進展學生姓名：***學 號：***專業(yè)班級：***指導教師：李自力 2007年6月20日中國石油大學（華東）本科畢業(yè)論文摘要油氣輸送管道的使用優(yōu)點日益突出。由于土壤環(huán)境的復雜性，使埋地鋼管受到嚴重腐蝕。本文從長輸管道外腐蝕控制所需考慮的因素出發(fā)，通過對金屬管道的腐蝕機理分析及對管道周圍環(huán)境腐蝕性的檢測，了解腐蝕發(fā)生的原因，提出有效的防護措施。而且針對埋地管道的均勻腐蝕問題，利用一些常規(guī)公式推導出管道腐蝕剩余壽命的計算公式，并給出了算例，為管道腐蝕剩余壽命計算提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：埋地管道；腐蝕；防護；檢測；剩余壽命ABSTRACTThe advantage of oil/gas transmission pipeline is increasing visible. Because of the plexity of the soil environment, buried pipelines seriously affected the useful life of pipelines and the quality of oil/gas, and even make the pipes leaking. This article took the control factors of longdistance oil/gas pipeline into account, and analyzed the corrosion mechanism and detected the corrosiveness of surrounding environment of metal pipes, then prehended the reason of corrosion and proposed effective corrosion prevention measure. Combined with the characteristic of corrosion prevention measures and present situation of corrosion protective covering application at home and abroad, analyzed and contrasted main antiriot material property. But also in view of general corrosion problem of buried pipelines, using several routine equations fetched the calculation equations of corrosion remaining life of buried pipelines and gave examples, and hence provided theoretical criterion for calculating service life of buried oil/gas pipelines. And I also give my cognition and plan for this respect.Keywords buried pipeline。 prevention。 remaining life目 錄第1章 前言 1第2章 埋地管線的腐蝕環(huán)境及金屬腐蝕機理 2 埋地管線腐蝕環(huán)境 2 腐蝕機理 3 化學腐蝕 3 電化學腐蝕 4 腐蝕性研究進展 6 腐蝕檢測的內(nèi)容 7 管道沿途土壤腐蝕性研究 7 腐蝕速率的研究 8 雜散電流對埋地管道的腐蝕 11 地磁引起的電流的影響 16第3章 常用防護方法 18 涂層保護 18 18 19 22 電化學保護 26 陽極保護 26 陰極保護 26 雜散電流排流保護 32 合理選材 34 管線的在線檢側(cè)與評估 36 管線的在線檢側(cè) 36 管道失效評估 38 剩余壽命預(yù)測 40第4章 結(jié)論和建議 45 個人對所研究問題的認識 45 在腐蝕及防護研究的領(lǐng)域 45 建議 45致謝 47參考文獻 48前言第1章 前言輸油管道的運輸方向不受限制，與公路運輸、鐵路運輸、水運、管道輸送等陸地運輸方式相比，運輸費用最低，所以是最主要的油氣運輸方式。輸油管道基本上都采用碳素鋼無縫鋼管、直縫電阻焊鋼管和螺旋焊縫鋼管。金屬管道遭到腐蝕后，在外形、色澤以及機械性能方面都將發(fā)生變化，影響所輸油品的質(zhì)量，縮短輸油管道的使用壽命，甚至不能使用。隨著“西氣東輸”天然氣管道和中俄跨國輸油氣管道建設(shè)高潮的逐步來臨，加強對油氣管道技術(shù)方面的研究顯得尤為必要和重要。鋼質(zhì)管道的腐蝕損失占有相當?shù)谋壤?，所以加強鋼質(zhì)管道防護、延長管道使用壽命是急待解決的問題。1埋地管線的腐蝕環(huán)境及金屬腐蝕機理第2章 埋地管線的腐蝕環(huán)境及金屬腐蝕機理材料與其所處環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生化學的、電化學的或物理的作用而引起的材料破壞和變質(zhì)稱為腐蝕。鋼制管道置身于土壤、水(包括海水和淡水)等以及工業(yè)介質(zhì)中，其外壁不可避免地要發(fā)生腐蝕過程，這是金屬材料自身的熱力學不穩(wěn)定性所決定的。外壁因環(huán)境介質(zhì)的腐蝕作用，常發(fā)生不均勻的全面腐蝕 ,如銹蝕、大面積坑蝕、潰瘍腐蝕，導致管壁減薄。 埋地管線腐蝕環(huán)境目前國內(nèi)輸油、輸氣管線多數(shù)以鋼管為主，長距離大口徑金屬管道埋入地下，由于土壤的腐蝕作用，造成管道穿孔，跑、冒事故時有發(fā)生。土壤是具有固、液、氣三相的毛細管多孔性的膠質(zhì)體，土壤的空隙為空氣和水所充滿，水中含有一定的鹽使土壤具有離子導電性；土壤物理化學性質(zhì)的不均勻性和金屬材質(zhì)的電化學不均勻性，構(gòu)成了埋地管道的電化學腐蝕條件，從而產(chǎn)生土壤腐蝕。土壤電解液對金屬腐蝕過程為：(1)土壤復雜環(huán)境破壞金屬表面的保護膜，微生物侵蝕及植物根系對涂層的穿透。(3)腐蝕產(chǎn)生的沉淀物進一步加速金屬腐蝕的速度。上述過程相互交融，或隨著環(huán)境和生物的不同單獨或同時對管道破壞。此種反應(yīng)因需具備缺氧條件，在低水位、強鹽堿的濱海地區(qū)，細菌腐蝕不占主導地位。直流雜散電流腐蝕原理與電解腐蝕類似；交流雜散電流是管道附近高壓電力線產(chǎn)生的二次感應(yīng)交流電疊加在管道腐蝕電化學電池產(chǎn)生的腐蝕，其腐蝕量較小，但集中腐蝕性強。 腐蝕機理金屬的腐蝕是指金屬在周圍介質(zhì)作用下，由于化學變化、電化學變化或物理溶解作用而產(chǎn)生的破壞或變質(zhì)。埋地管道的腐蝕原因可分為： 化學腐蝕化學腐蝕是指金屬表面與非電介質(zhì)直接發(fā)生純化學作用而引起的破壞。通常金屬在常溫和干燥的空氣里并不腐蝕，但在高溫下就容易被氧化，生成一層氧化膜（由FeO、FeO、FeO組成），同時還會發(fā)生脫碳現(xiàn)象。在實際生產(chǎn)中，單純化學反應(yīng)的例子很少見。電化學腐蝕是最普遍、最常見的腐蝕，電化學腐蝕中，電流流出的部位叫陽極，電流流進的部位叫陰極。因為在金屬表面上分布著很多雜質(zhì)，當它與電解質(zhì)溶液接觸時，每一顆雜質(zhì)對金屬本身來說都可能成為陰極或陽極，所以整個表面就必然會有很多微小的陰極和陽極同時存在，形成很多的原電池，如圖21所示。ne(陰極過程) (22)在陰極附近能夠與電子結(jié)合的物質(zhì)很多,但在大多情況下，是溶液中H和O。如果其中一個環(huán)節(jié)停止進行，則整個腐蝕過程也就停止。金屬表面各個部位點的電極電位都可能存在著或大或小的差異，它們彼此都可能構(gòu)成原電池中的陰極和陽極。也可能同時與另一點電位相對較高的鄰近部位點形成原電池而成為該原電池中的陽極。由于土壤性質(zhì)及其結(jié)構(gòu)的不均勻性，在小塊土壤內(nèi)形成腐蝕電池；因不同土壤交接而形成的腐蝕電池腐蝕最嚴重，有時可能達數(shù)十公里遠。當管道鋪設(shè)在電氣鐵路、電廠附近時，就會發(fā)生雜散電流腐蝕。在尋求電阻最小的回路時，電流常常偏離其直接通道，而以地下管道等其它構(gòu)筑物作為旁路。這種電流流到管道上的部位為陰極從而受到保護；相反，電流離開管道的那個部位變?yōu)楦g電池的陽極遭到腐蝕。 細菌腐蝕當土壤中含有硫酸鹽時，在缺氧的情況下，一種厭氧性細菌———硫酸鹽還原菌(SRB)就會繁殖起來，在它們的生活過程中需要氫或某些還原物質(zhì)，將硫酸鹽還原成為硫化物，利用反應(yīng)的能量來繁殖。細菌本身并不侵蝕鋼管，但隨著它們的生長繁殖，消耗了有機質(zhì)，最終構(gòu)成管道嚴重腐蝕的化學環(huán)境而腐蝕管道。其中，當土壤pH值在5～9，溫度在25～30℃時最有利于細菌的繁殖。相關(guān)文獻中指出SRB對碳鋼的腐蝕影響與其數(shù)量有關(guān)。、細胞外的聚合物質(zhì)（EPS）和水（主要的）組成的生物膜，通過這個生物膜的形成發(fā)生了金屬的微生物集群現(xiàn)象。但是，生物膜也方便了金屬/溶液接觸面處化學物種交換的擴散邊界的形成。采取合適的監(jiān)控策略來補充現(xiàn)場和室內(nèi)微生物技術(shù)是正確理解在腐蝕反應(yīng)中微生物