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              管道防腐技术
                   
              发布时间:2016.03.30 新闻来源:河南金鹏管道有限公司 浏览次数:
               
                   阐述了金属腐蚀的本质分类及危害,介绍了目前通用的4类金属管道防腐技术镀位与涂;3;阴极;;缓蚀剂;电偶效应前言腐蚀是金属设备的常病多发病慢性病,它无声无息地蚕食着金属,威胁生产安全,酿成灾祸事故,是国民经济的大敌。据资料介绍,每1钢铁设备约有31固腐蚀而报废,其中变成完全无用的铁锈。工业发达国家年腐蚀统计明,国民经济总值约3被腐蚀化为乌有。美国统计明,腐蚀遥居各类灾害之首。所以,腐蚀不仅是个经济问,而且是个严重的社会问。据大庆油田1980年不完全统计,全油田管道腐蚀穿孔1905次,其中开采最早的采油厂管道腐蚀长266.3占总长的26.4.这不仅造成管道的损坏,能源生命。因此,必须充分认识管道防腐严格讲应是腐蚀控制对油库安全的必要性及其重要意义,加强对管道防腐技术的研究,努力做好管道的防腐工作。
                1金属腐蚀的本质及分类腐蚀的本质从广义上讲是物质由于周围环境因素的作用引起物质含金属和非金属的破坏。
                若只就金属而言,则是达金属由元素状态转化为化合物状态的化学变化和电化学消耗,即金属腐蚀遍的自然现象。金属存在着放出能量变为能量更低更稳定的矿石状态的趋向。这种放出能量就是产生腐蚀的推动力,放出能量的过程就是腐蚀的过程。金属管道的腐蚀就是这种普遍自然现象的体现。
                按照腐蚀机理,可将金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀2大类。
                化学腐蚀化学腐蚀是指金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。腐蚀过程是种纯氧化还原过程,即腐蚀介质氧化剂直接同金属面原子还原剂相互作用形成腐蚀产物,金属被氧化,腐蚀介质被还原。例如铁在铸造轧制热处理等过程中发生的高温氧化就是金属在高温气体中的化学腐蚀;Ц从挚煞治甯春驮诜堑缃庵嗜芤褐械母。其特点是在反应进行过程中没有电流产生。
                电化学腐蚀金属在电解质溶液中由于电化学作用所发生动。金属在海水工业用水各种酸碱溶液中发生极过程电子转移和阳极过程3个环节组成。
                金属管道的腐蚀类型是以电化学腐蚀为主的大气腐蚀土壤腐蚀水及其溶液腐蚀杂散电流腐蚀等。另外,还有细菌腐蚀。
                2管道防腐技术我国油田早在60年代初就开始了输油管道防教学科研工作。
                腐的研究。国际上,关于金属管道防腐的研究直很活跃,提出了为数不少的行之有效的防止措施。
                但是,由于管道的敷设条件千差万别,影响腐蚀的因素又是各种各样,所以,金属管道的防腐问直未得到彻底地解决。这里仅对目前通用的4类金属管道防腐技术作介绍。
                2.1镀层与涂层镀层钢铁镀层是利用电镀喷镀热镀渗镀等技术,将耐腐蚀的金属镀敷到钢铁面形成的。镀层有阳极性和阴极性2种。如钢铁面镀锌镉等金属,镀层电位比基体铁电位更负,属阳极性镀层。
                这种镀层可起到牺牲阳极的作用,这对于不光滑的钢管面很适用,即使有微孔缺陷等,仍能较好地;じ止,抑制朦蚀;另种是镀层金属的电位高于钢铁电位,属于阴极性镀层,如铅锡铜镍等,阴极性镀层般只有足够完整时,才能较好地;じ痔,否则将加速钢铁的腐蚀。
                防腐绝缘;げ愦笮吐竦馗止,如输油输气管道,钢管外壁腐蚀严重,工程上常采用防腐绝缘层。将防腐蚀涂料均,致密地涂敷在经除锈的钢管外壁,使其与腐蚀环境隔绝,切断腐蚀电池的电路,;す艿烂庠飧。如输油管道,是在除锈的钢管外壁涂以环氧沥青涂料,再包裹玻璃丝布,反复交替施工数层,形成厚度超过的防腐蚀绝缘层。其特点是与钢铁有良好的粘结性电绝缘性能好有较的机械强度和柔韧性防水耐热化学稳定性高等。
                管道内涂层在石油化工及其他工业部门,钢铁管道内壁腐蚀也是不容忽视的。内壁涂层是有效的防腐措施之。常用的涂料有环氧树脂防腐漆酚醛树脂改性的环氧树脂漆聚氨基甲酸酯防腐漆环氧1聚氨酯漆等。这些防腐漆还常添加些特殊填料,如玻璃髹片磁性氧化铁粉末锌粉活性石棉粉等,以提高防腐蚀效果。其特点是施工工艺成熟!简便成本低。管道内壁防腐蚀措施还有橡胶衬!里塑料衬里如聚乙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚氟乙烯尼龙等玻璃钢衬里搪瓷衬里等。这些;措施难度较大,有定的局限性。
                2.2阴极;す艿婪栏坎闶且栽黾咏鹗舾吹绯鼗芈返缱,减少腐蚀电流来抑制腐蚀的。然而在实践中,由于各种因素的影响,涂层难以做到完整无损,特别是长距离埋地输油管,常在涂层漏敷处或损伤处发生腐蚀。所以,在有些情况下,单纯采用防腐涂层,还达不到防止腐蚀发生的目的。根据金属电化学腐蚀原理,腐蚀电池的阴极不发生腐蚀,只有阳极才发生腐蚀。采用定方法使被;そ鹗舯涑梢跫,防止金属腐蚀的产生,这种防腐的方法叫阴极;,在油库中通常用于埋地输油管的防护。阴极;し治饧拥缌饕跫;ぜ拔艏;。
                外加电流阴极;だ猛獠恐绷鞯缭慈〉靡跫缌鞣乐菇鹗粼馐芨吹姆椒,叫做外加电流阴极;。其特点是必须有直流电源及阳极地床辅助阳极接地装置。主要优点如下驱动电压,能灵活控制阳极,;さ缌魇淞;适用于恶劣的腐蚀条件或高电阻率土壤环境;使用不溶性阳极材料可作长期的阴极;;防腐涂层质量良好时,个阴极;ふ镜谋;し段Э纱锸;对裸露或防腐层质量较差次性投资费用高;维护技术较牺牲阳极复杂,运行维护费用较高;需要外部电源;对邻近的地下金属构筑物有干扰影响。
                牺牲阳极;げ捎帽缺;そ鹗舻缥桓旱慕鹗舨牧嫌氡槐;そ鹗粝嗔,防止金属腐蚀的方法,叫做牺牲阳极;。其特点是不需外加直流电源,但阳极材料必须采用电位较负的有色金属。主要优点如下;さ缌骼寐式细;适用于无电源地区和规模小分散的对象;对邻近的地下金属设施无干扰影响;施工技术简单,安装及维修费用低;接地;ぜ婀。
                主要缺点如下驱动电位低,;さ缭吹髡;使用范围受土壤电阻率的限制;对大口径裸露管道或防腐层质量不良的管道,因费用很高,般不宜采用;在杂散电源干扰强烈的地区,将丧失;ぷ饔;;て谙奘芪艏倜南拗。
                阴极;し绞降难≡裢饧拥缌饕跫;ず臀艏;ざ际欠乐孤竦厥溆凸艿栏吹挠行Х椒,在具体工程中选用哪种方式为好,应根据被;な溆凸艿浪肪澈途眉际踔副甑纫蛩匮《。其选择原则如下管径较大,并有连续防腐涂层,采用外加电流能取得良好;な;当杂散电流产生的管地电位变化超过牺牲阳极的;つ芰,而采用外加电流方在管道系统中,大部分管段绝缘防腐状况良好,腐蚀轻微,仅有局部管段腐蚀点多,且分散;な;短而孤立的管道;外加电源阳极地床对邻近金属构筑物产生严重干扰时,宜采用牺牲阳极;し绞。
                2.3缓蚀剂向腐蚀介质中添加少量就能使金属腐蚀速度显著降低甚至完全抑制腐蚀的物质称为缓蚀剂或腐蚀抑制剂;菏醇劣τ眉虮,效快,经济效果好,已广泛应用于石油化工机械钢铁动力及运输等工业部门。
                缓蚀剂分类缓蚀剂种类繁多,但归纳起来可分为以下几类,按缓蚀剂的化学成分,可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。在石油及化学,业中,有机缓蚀剂应用最广泛,按物质性质,可将缓蚀剂分为油溶性缓蚀剂水溶性缓蚀剂和气相缓蚀剂,按缓蚀剂的官能团,可分为阳离子型阴离7型和混合型缓蚀剂。这是实际应用中比较常按形成;つさ闹掷,可将缓蚀剂分为钝化膜型沉淀膜型和吸附膜型。钝化膜型缓蚀剂常的有铬酸盐亚硝酸盐钼酸盐等,它们所形成的;つぶ旅芙媳,与金属结合紧密。
                缓蚀剂的作用机理缓蚀剂的作用机理有以下儿种理论,电化学理论。按照电化学理论,缓蚀剂可分为抑制阳极型和抑制阴极型。抑制阳极型缓蚀剂,亦称钝化剂,是在钢铁面形成层致密的氧化膜,抑制阳极反应,从而抑制了铁的溶解。抑制阴极铟缓蚀剂,亦称阴极去极化型缓蚀剂,它使阴极极化曲线的斜率变小,即溶液中的金属离子更容易被还原,从而抑制了金属的溶解,亦即抑制了腐蚀,吸附理论。吸附理论认为,缓蚀剂通过物理吸附和化学吸附作用,吸附在钢铁面上,减小了腐蚀介质与钢铁面接触的可能性,从而达到缓蚀的目的;成膜理论。成膜理论认为,缓蚀剂与酸性介质中的某些离子生成难溶的物质,沉积在钢铁面,阻止管道腐蚀。
                钢质管道常用的缓蚀剂钢质管道常用的缓蚀剂主要有脂肪胺衍生物,如胺系列酰胺系列等;咪唑啉及其衍生物,如咪唑啉的油酸盐等;季铵盐类,如十六烷基甲基溴化铵等,除具有缓蚀作用外,还有杀菌作用;松香衍生物,如聚氧乙烯松香酸胺等;吡啶盐类,属阳离子型缓蚀剂,它具有用量少效果好成本低等优点,应用广泛。
                2.4电偶效应的抑制当2种不同的金属浸在电解质溶液中时,由于者的自然电位不同,产生电位差。如果者相接触,则较低电位的金属中的电子就要向高电位金属流动。与此同时,在电位较低的阳极金属面发生氧化反应,在电位较高的阴极金属面发生还原反应。在这过程中,电位较低的阳极金属腐蚀就要加速,这现象称为电偶效应,由电偶效应引起的腐蚀称为电偶腐蚀或异种金属接触腐蚀。根据电偶效应形成机理,可采取以下控制电偶腐蚀的措施,管道系统尽量选用单材料,避免用复合材料进行组合。如必须选用复合材料时,应选用电极电位接近的材料;管道系统所用的焊接铆钉螺栓和螺母等材料的电极电位要比被;そ鹗舻母;注意阳极面积不能太小,不能将面积小的阳极与面积大的阴极材料相接触;接触的金属之间要电气绝缘,或者选择绝缘性粘合剂进行粘合,可在阴极面进行涂敷,但不能涂敷阳极。
                如果涂敷阳极,旦出现针孔,阳极面积就变得很小,就会产生集中腐蚀,使管道系统处于危险状态,在进行结构设计时,选用易于更换的牺牲阳极材料;⑦电气防腐方法对各种材料和复杂结构都适用。即使在用其他方法不能充分减少异种金属接触腐蚀的场合下,电气防腐方法也有很好的效果。
                以上4类管道防腐技术各有利弊,所以不能简单地评价孰优孰劣。而将它们有机地融合在起,共同使用,发挥各自的优势,弥补彼此的不足,往往更能收到良好的管道防腐效果,这是近年来管道防腐技术的个发展趋势。
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