城市天然氣管道的腐蝕與防護(hù)-在線瀏覽
2024-09-15 04:22本頁面
【正文】 的自發(fā)過程，天然氣地下金屬管道外壁所受的腐蝕是金屬在所處的環(huán)境中受化學(xué)和電化學(xué)作用而引起的一種損壞。它的的發(fā)生將嚴(yán)重制約天然氣集輸能力的提高, 導(dǎo)致維修改造費(fèi)用增大。從而破壞正常平穩(wěn)供氣，影響用戶的生產(chǎn)和生活以及生命財產(chǎn)安全。按管道投產(chǎn)時間與壁厚資料計(jì)算，穿孔年限517年。腐蝕帶來的危害不僅威脅人們的生命安全，也給國家造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。對天然氣管道中的腐蝕及如何解決腐蝕的問題進(jìn)行研究是非常有必要的。鋼鐵在大氣自然環(huán)境中生銹, 就是一種最常見的大氣腐蝕現(xiàn)象。一般地講, 鋼材在大氣條件下, 遭受大氣腐蝕有三種類型。此時大氣中基本沒有水汽, 普通金屬在室溫下產(chǎn)生不可見的氧化膜, 鋼鐵的表面將保持著光澤。是指金屬在肉眼看不見的薄膜層下所發(fā)生的腐蝕。此時大氣中存在著水汽, 當(dāng)水汽濃度超過臨界濕度(鐵的臨界濕度約為65% , 某些鎳的腐蝕產(chǎn)物臨界濕度約為85% , 而銅的腐蝕產(chǎn)物臨界濕度接近100% ) , 相對濕度低于100% 時, 金屬表面有很薄的一層水膜存在, 就會發(fā)生均勻腐蝕。（3）可見液膜下的大氣腐蝕。此時, 水分在金屬表面上已成液滴凝聚, 存在肉眼看得見的水膜。在大氣環(huán)境下對鋼材起腐蝕作用的物質(zhì)中, 水是主要因素(一般地講濕度越大, 腐蝕性就越強(qiáng))?！ ?b) 水可離解成H+ 和OH , pH 值的不同對金屬和氧化物的溶解腐蝕具有明顯的影響。SO2在大氣中被氧化成SO3，與水結(jié)合生成H2SO4，與鋼鐵產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致腐蝕。以石油、天然氣、煤為燃料的廢氣中含有大量的SO2, 鋼材的腐蝕速率隨大氣中的SO2含量的增加而增加。而天然氣在開采和輸送中大量地應(yīng)用了鋼質(zhì)管道, 一般埋地鋼質(zhì)管道在土壤作用下常發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕穿孔, 造成油氣的跑、冒、滴、漏。正確地評價土壤的腐蝕性, 對正確地選擇防腐措施有著十分重要的意義。在土壤中, 氧的傳遞通過土壤孔隙輸送, 其傳送速度取決于土壤的結(jié)構(gòu)和濕度, 在不同的土壤中氧的滲透率會有很大差別。宏腐蝕電池的種類有: (1) 長距離輸油管道穿越不同土壤形成的宏腐蝕電池。 (3) 由于管道埋深不同, 上、下部土壤的密實(shí)性, 含氧等差別造成管道上下部電極電位不同形成宏腐蝕電池。土壤的孔隙度、含水量、電阻率、pH 值以及含鹽量等對土壤的腐蝕性有極大影響。土壤的孔隙有利于氧氣的滲入和水分保存, 孔隙度越大管道腐蝕越嚴(yán)重。隨著含水量增加腐蝕速率增加, 當(dāng)含水量超過一定值以后, 由于水量增加氧的擴(kuò)散滲透受到阻礙, 土壤中的可溶性鹽已全部溶解, 即盡管含水量增加, 但不再有新的鹽分溶解, 從而使腐蝕速率減小?！ ?c) 電阻率的影響?！ ?d) pH 值的影響?！ ?e) 含鹽量的影響。當(dāng)土壤中含CaCO3時, 其腐蝕速率隨CaCO3含量的增加而降低。電車、電氣化鐵路、以接地為回路的輸配電系統(tǒng)、電解裝置等, 在其規(guī)定的電路中流動的電流, 其中一部分自回路中流出, 流入大地、水等環(huán)境中, 形成了雜散電流。根據(jù)腐蝕干擾源的不同, 可分為直流干擾和交流干擾。(3) 土壤中的微生物的影響。(4) 溫度的影響。天然氣管道腐蝕的破壞形態(tài)包括全面腐蝕和局部腐蝕, 全面腐蝕是一種常見的腐蝕形態(tài), 包括均勻全面腐蝕和不均勻全面腐蝕。某某管道的宏觀腐蝕形貌三、 腐蝕的防護(hù)措施概述及應(yīng)用現(xiàn)狀埋地管道的腐蝕可分為內(nèi)壁腐蝕和外壁腐蝕兩種類型。這兩種反應(yīng)都造成管壁疏松、脫落以致穿孔,不能再承受壓力和輸送天然氣。②管道內(nèi)壁涂敷對管道作內(nèi)壁涂敷可減少腐蝕、輸氣阻力以及每年的清管次數(shù)。有數(shù)據(jù)表明,對于大口徑長輸管線,大約一年即可收回內(nèi)涂所花費(fèi)的投資。如果用被腐蝕金屬的質(zhì)量來表示腐蝕速度,則有下列關(guān)系：W=i*t*k式中：W一被腐蝕金屬損失的質(zhì)量,gi一腐蝕電流強(qiáng)度,At一時間,sk一電化學(xué)當(dāng)量上述因素都會影響到腐蝕電流,其中,土壤電阻率是反映土壤腐蝕性的主要指標(biāo),土壤電阻率越小,形成腐蝕電池的電流強(qiáng)度越大,腐蝕速度則越大,反之亦然。絕緣層防腐蝕要根據(jù)管道所處地域的地形、地貌、地質(zhì)狀況正確選擇合理的防腐蝕材料,目前國內(nèi)外常用的有石油瀝青、環(huán)氧煤瀝青、煤焦油瓷漆、聚乙烯熔結(jié)環(huán)氧粉末等。它分三個等級見下表,可根據(jù)不同的要求進(jìn)行選擇。涂層作為腐蝕控制的第一道防線，其作用是將管體金屬基體與具有腐蝕性的土壤環(huán)境隔離，同時為附加陰極保護(hù)的實(shí)施提供必要的絕緣條件。 防蝕涂層目前用于新建埋地管道的防蝕涂層主要有：復(fù)合涂層和環(huán)氧粉末。 復(fù)合涂層通過簡單的物理疊合或化學(xué)粘結(jié)將各具特點(diǎn)的單一涂層材料聯(lián)為一體，形成綜合性能良好的多層涂層系統(tǒng)。 三層聚乙烯/聚丙烯涂層三層系統(tǒng)是目前常用的復(fù)合涂層，由環(huán)氧粉末底層、粘結(jié)劑中間層和聚烯烴外護(hù)層組成。如：陜京輸氣管線、靖西輸氣管線及蘭成渝成品油管線等。 環(huán)氧粉末涂層環(huán)氧粉末由固態(tài)環(huán)氧樹脂、固化劑及多種助劑經(jīng)混煉、粉碎加工而成，在我國也得到了推廣應(yīng)用，但主要是作為復(fù)合涂層的底層。 液體聚氯脂涂層液體聚氨酯涂料也經(jīng)常用于管道的涂層修復(fù)，能夠達(dá)到要求的厚度， m。無溶劑聚氨酯涂料的優(yōu)勢包括，在幾分鐘內(nèi)就可以達(dá)到可觸摸的干度，幾個小時可以完全固化：抗磨損和抗土壤應(yīng)力的能力強(qiáng)；有非常好的粘結(jié)性，但不如環(huán)氧樹脂的粘結(jié)能力好：對陰極保護(hù)電流的要求非常低；能抗陰極剝離。 陰極保護(hù)陰極保護(hù)應(yīng)用于管道始于上世紀(jì)三十年代，到五十年代中期已成為較成熟的防蝕技術(shù)，被世界各國廣泛采用。對于埋地管道陰極保護(hù)是作為附加保護(hù)方式對涂層破損處的管體金屬提供防蝕保護(hù)的。陰極保護(hù)目前有相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可執(zhí)行，包括設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工驗(yàn)收規(guī)范、運(yùn)行維護(hù)規(guī)范及材料標(biāo)準(zhǔn)。 緩蝕劑防護(hù)緩蝕劑保護(hù)
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