牺牲阳极防腐油管短节管理办法

牺牲阳极防腐油管短节管理办法

一、用途

牺牲阳极防腐油管短节分为外挂牺牲阳极防腐油管短节和内挂牺牲阳极防腐油管短节，应用于注水井和高含水油井的油管防腐蚀的井下采油工具。

二、结构

牺牲阳极防腐油管短节由上接头、下接头、合金电极和金属主体组成。

三、工作原理

任何一种金属处于电解质溶液里都有一个对应的电极电位，不同的金属在同一种电解质溶液里有不同的电极电位，相同的金属在不同的电解质里也有不同的电极电位；电极电位不同就出现了电位差，这个电位差将推动电子流动而形成电流。在电流流出的地方，金属受到腐蚀叫阳极区；在有电流流入的地方金属得到电子则不会腐蚀。阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护的金属整体处于电子过剩状态，因此使金属原子不容易失去电子而变成离子，溶解到电解质中去，实现金属材料的防腐。

油田开发生产中的采出液和注入水地层水矿化度较高，含有硫化物、二氧化碳、氧气、硫酸盐厌氧菌等属于强电解质，对井下油管、套管都具有较强的腐蚀性。在油套环空构

电化学在金属防腐蚀中的应用

应用电化学结课论文 电化学在金属防腐蚀中的应用 化工132班 李旭 2013012059

-摘要： 金属与环境组分发生化学反应而引起的表面破坏被称为金属腐蚀。据统计，全世界现存的钢铁及金属设备大约每年腐蚀率为10%，全世界每年因腐蚀损失约高于7000亿美元。世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5％～4.2％，超过每年各项大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨！而国每年腐蚀掉不能回收利用的钢铁达100多吨，大致相当于宝山钢铁厂一年的产量，腐蚀损失为洪水、火灾、飓风、和地震等自然灾害综合损失的六倍，但人们往往很难意识到这种分散的、日积月累的、不知不觉中发生的腐蚀破坏的严重性。所以研究金属腐蚀和防护具有重要意义. 关键词：金属腐蚀与防护电化学保护法 一、基本原理： （一）金属材料的腐蚀机理 1、金属腐蚀的分类 按照金属的腐蚀机理的不同，可以将金属腐蚀分为三类：一是化学腐蚀，二是电化学腐蚀，三是物理腐蚀。 2、金属电化学腐蚀的机理 （1）电化学腐蚀原因 金属的电化学腐蚀往往由于表面不同部位存在电位差而引起的，不同部位构成电池的阳极区和阴极区，从而发生开路条件下的电化学反应。金属表面存在电位差的原因有：①金属表面化学成分不均匀，杂质成分与金属本身的电位不同； ②金属组织不均匀，多相金属材料中晶界的电位通常比晶粒负，多相合金中不同相的电位各不相同；③金属的物理状态不均匀，金属在加工过程中各部分所受的应力和形变不同，通常应力和形变大的部位具有较负的电位；⑷金属表面钝化膜或涂层不完整。由于这些原因，一旦金属与电解质溶液接触或表面潮湿时，就会发生电化学反应。 （2）电化学腐蚀机理

金属的电化学腐蚀与防护

第二章金属的电化学腐蚀 通常规定凡是进行氧化反应的电极称为阳极；进行还原反应的电极就叫做阴极。由此表明，作为一个腐蚀电池，它必需包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四个不可分割的部分。而腐蚀原电池的工作历程主要由下列三个基本过程组成： 1、阳极过程：金属溶解，以离子的形式进入溶液，并把当量的电子留在金属上； 2、阴极过程：从阳极过来的电子被电解质溶液中能够吸收电子的氧化性物质所接受； 3、电流的流动：金属部分：电子由阳极流向阴极； 溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移。 4、腐蚀电池的类型 可以把腐蚀电池分为两大类：宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池 一、宏观腐蚀电池 1）、异金属接触电池 2）、浓差电池 3）、温差电池 二、微观腐蚀电池 在金属表面上由于存在许多极微小的电极而形成的电池称为微电池。微电池是因金属表面的电化学的不均匀性所引起的 1、金属化学成分的不均匀性 2、组织结构的不均匀性 3、物理状态的不均匀性 4、金属表面膜的不完整性 当参与电极反应的各组分活度(或分压)都等于1，温度规定为25 C，这种状态称为标准状态，此时，平衡电位Ee等于E0，故E0称为标准电位。 由于通过电流而引起原电池两极间电位差减小并因而引起电池工作电流强度降低的现象，称为原电池的极化作用。 当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象，称为阳极极化。 当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象，称为阴极极化。 消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程称为去极化作用或去极化过程 根据控制步骤的不同，可将极化分为两类：电化学极化和浓度极化 极化分类： 电化学极化：电子转移步骤最慢为控制步骤所导致 浓度极化：电子转移步骤快，而反应物从溶液相中向电极表面运动成产物自由电极表面向溶液相内部运动的液相传质成为控制步骤 电阻极化：电流通过电解质溶液和电极表面的某种类型膜而产生的欧姆降。 产生阳极极化的原因： 1、阳极的电化学极化 2、阳极的浓度极化 3、阳极的电阻极化。 析氢腐蚀以氢离子作为去极化剂的腐蚀过程，称为氢离子去极化腐蚀 吸氧腐蚀以氧作为去极化剂的腐蚀过程，称为氧去极化腐蚀 氢去极化腐蚀的特征 1、阴极反应的浓度极化小,一般可以忽略。 2、与溶液PH值关系很大。 3、与金属材料的本质及表面状态有关。 4、与阴极面积有关。

金属的电化学腐蚀与防腐

金属的电化学腐蚀与防腐 李泽升 宁夏大学资源环境学院 12级环境科学1班 摘要：腐蚀现象都是由于金属与一种电解质（水溶液或熔盐）接触，因此有可能在金属／电解质界面发生阳极溶解过程（氧化）。这时如果界面上有相应的阴极还原过程配合，则电解质起离子导体的作用，金属本身则为电子导体，因此就构成了一种自发电池，使金属的阳极溶解持续进行，产生腐蚀现象。 关键词：电化学腐蚀原理晶间腐蚀均匀腐蚀应力腐蚀防护与应用镀层阳极保护 一、引言 随着社会生产力的发展，人民生活水平的提高，金属的使用在日常生活中应用的越来越普遍，由金属腐蚀所带来的损失也越来越严重，这样研究金属的腐蚀与防护便显得非常的重要，本论文主要综合讲述了金属的电化学腐蚀的基本原理和分类，以及讨论了有关现实生产生活中具体的防护措施，以更好的指导现实实践。 二、电化学腐蚀原理 金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原，与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上，这样一种腐蚀过程称为化学腐蚀。由于金属是电子的良导体，如果介质是离子导体的话，金属被氧化与介质中被还原的物质获得电子这两个过程可以同时在金属表面的不同部位进行。金属被氧化成为正价离子（包括配合离子）进入介质或成为难溶化合物（一般是金属的氧化物或含水氧化物或金属盐）留在金属表面。这个过程是一个电极反应过程，叫做阳极反应过程。被氧化的金属所失去的电子通过作为电子良导体的金属材料本身流向金属表面的另一部位，在那里由介质中被还原的物质所接受，使它的价态降低，这是阴极反应过程。在金属腐蚀学中，习惯地把介质中接受金属材料中的电子而被还原的物质叫做去极化剂。经

金属的电化学腐蚀与防腐

金属的电化学腐蚀与防腐 摘要: 金属的腐性是对能源的一种极为严重的浪费。本文从分析全属腐性的热力学及 电化学原理入手, 探讨了种种行之有效的防腐方法 关键词:全属腐性, 热力学, 电化学, 防腐 引言: 人们在生产中使用的机械设备, 各类容器及大量的管道, 大都是金属及其合金 制造的。这些材料不断与大气中的氧气、水蒸汽、酸雾以及酸、碱、盐等种种物质接触而起作用, 使金属遭受腐蚀。大气的天然组成影响着腐蚀性成分的形成, 即使周围环境中不存在、等污染物质, 我们仍应十分重视金属的腐蚀问题。由矿石冶金需要能量, 而金属腐蚀后会使其回复到类似于矿物的状态, 可见金属的 腐蚀接地表示了一种重要的能源消耗。由于腐蚀而报废的金属设备和材料, 数量十分巨大, 给国民经济带来的损失非常惊人。据估计, 世界钢产量的大约消耗于腐蚀, 单是美国每年损失于腐蚀的钢就达三千多万吨〔” , 而冶炼这些钢所需要的能量实在不是个小数字。金属腐蚀的更大危害不在金属本身的损失而是其制品的破坏。在工业生产中, 尤其是化工生产中, 由于设备腐蚀损坏, 发生跑、冒、滴、漏等现象, 污染环境, 恶化劳动条件, 危害人身健康, 影响产品质量, 甚至造成事故, 其损失更是无法估计。研究金属防腐蚀问题的重要性是显而易见的。腐蚀是外界因素对金属的破坏作用。金属腐蚀总是从表面开始, 然后向内部蔓延, 或同时向表面其他部分扩展。金属腐蚀可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。金属表面与介质发生单纯的化学作用而引起的腐蚀称为化学腐蚀。例如, 碳钢由、及石墨组成中的与周围介质、、、在高温下发生反应, 结果使其表面硬度降低, 抗疲劳性能下降。金属在有机液体如苯等等非电解质溶液中, 以及含硫的石油中所发生的腐蚀, 亦属化学腐蚀。金属和电解质溶液接触时, 由于电化学作用引起的腐蚀称为电化学腐蚀。这是本文讨论的重点。腐蚀的热力学基础腐蚀过程包括金属或合金自发地转变为腐蚀产物, 如碳酸盐、硫化物、硅酸盐氢氧化物、氧化物或水合氧化物, 其一般反应方程式为少一, 众所周知, 化学反应自发进 行时, 其自由能变化△必定是负值, 在标准状态℃ , 下宝鸡文理学院学报自 然科学版年△△ , 生成物一△。, 反应物让我们研究典型金属同氧的反应十冬一材认‘由于任一稳定单质的标准生成自由能为零, 故对上述氧化反应, 有△一△ , 氧化物于是, 由氧化物的自由能可以预测式所示的反应进行的趋势。由表不难看出, 许多常用金属都可以同大气中的氧自发地形成氧化物。热力学提醒人们, 在实际使用时, 金属状态不应优先选用。当然、热力学只能告诉我们某反应自发进行的可能性, 而不能指出反应速率, 后者则属于动力学研究的范畴。表典型金属氧化物的标准生成自由能氧化物△ ,一一一一一一一 实际上, 除了金之外, 所有金属在常温下暴露于空气中都形成氧化膜。更何况大多数金属制品在制造过程中被加热, 氧化作用更易发生。这层膜保护金属不再被腐蚀, 但它可以被外力损坏, 也可以被酸分解而破坏。腐蚀的电化学原理电化学

油管防腐技术的研究及应用

油管防腐技术的研究及应用 摘要：文章在对油管腐蚀状况进行调查、研究的基础上，总结出了油管腐蚀的一般规律和腐蚀的典型性，并在对腐蚀的类型、机理以及对腐蚀的影响因素的研究基础上，提出了有效的防腐工艺技术措施，这对于提高油气田的防腐工艺技术水平有一定的实用及参考价值。 关键词：腐蚀；油管腐蚀；油管；防腐工艺 修复油管在经过加热、清洗、探伤和试压等工序后，由于油管内外表面的油污被清洗掉，金属本体直接与空气接触，现场露天存放，腐蚀速度很快。一般经过一个小时后，内外表面便开始出现红色锈斑，随着时间的推移，腐蚀面积会逐步扩大，一周以后，金属表面裸露处将大面积腐蚀，伴有铁红色锈沫出现。时间再往后延长，腐蚀向深度扩展，原来未裸露的部分，出现内部腐蚀，形成锈皮脱落，导致修复油管不能下井使用，只能再次修复后使用。因此，正确认识油管防腐知识，增加油管使用年限，是一项急需而重要的工作，它直接关系着原油生产能否正常进行。 1腐蚀因素分析 ①油管材质的影响。对中原油田采油六厂马厂、桥口及白庙油区的10口油气井油管的腐蚀资料进行了分析，它表明在同种情况下，油管材质不同，油管受腐蚀的程度也会有所不同。从油管材质的化学成分分析来看，我们发现油管材质中铬含量增加，会增加油管表面钝化膜的稳定性，而钼含量的增加，会减少Cl-的破坏作用，从而使油管的耐点蚀性能增强。 ②H2S、Cl-、CO2的影响。对发生腐蚀油气井的腐蚀环境及腐蚀因素进行分析后可以看出，油管在使用过程中，受腐蚀性气体H2S、CO2、Cl-和硫酸盐还原菌（SRB）等共同作用发生腐蚀。 ③腐蚀类型的影响。油管在含酸气气井的腐蚀属电化学腐蚀。即：金属与电解质溶液接触时，由于金属表面的不均匀性，在金属表面出现阳极和阴极区，阳极和阴极区通过金属本身互相闭合而形成许多腐蚀微电池，电化学腐蚀就是通过这些阳极和阴极区反应过程进行的。 H2S在溶解在水中立即电离，使水有酸性，同时对油管产生电化学腐蚀，它的反应式表示为: H2S=H++HS-，HS-=H++S2-。阳极反应:Fe-2e→Fe2+；阴极反应:2H++2e→H2；阳极反应产物:Fe2++S2-→FeS↓。 电化学腐蚀阳极反应的产物是硫化铁，它与油管表面的粘结差、易脱落、易氧化，对油气井的正常生产有着严重的危害。

电化学与油管防腐

特殊油气藏油田化学前沿技术 文献综述 题目：电化学沉积技术在油管防腐中的应用 学号： 姓名： 完成日期：

电化学沉积技术在油管防腐中的应用 1油管的腐蚀 金属和它所处的环境介质之间发生化学或电化学作用而引起金属的变质或损坏称为金属的腐蚀[1]。基本的腐蚀类型有:化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是指在电解质存在的环境中，受氧化物质的直接作用，在金属表面发生化学反应，使结构受到损坏。电化学腐蚀是指金属和外部介质发生了电化学反应，在反应过程中，有隔离的阴极区和阳极区，电子通过金属由阴极区流向阳极区[2]。电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在于电化学腐蚀过程中有电流产生，金属以离子形式进入电解质溶液中。 随着石油天然气勘探开发的发展，油气开采面临的环境越来越恶劣，特别是高含二氧化碳、硫化氢及元素硫等含硫组分的油气田的相继出现，使得油管的腐蚀、结蜡、结垢等问题也越来越突出。油管的工作环境十分恶劣，其使用寿命和性能严重影响勘探开发和油气田经营效益，对于含硫气田，还有可能导致重大安全事故和环境问题。所以对油管的腐蚀机理和防腐蚀技术的研究显得十分重要[3]。 油气田开发过程中，井内的腐蚀性组分主要有硫化氢及元素硫等含硫组分、二氧化碳、高氯离子含量地层水、硫酸盐及硫酸盐还原菌，建井和井下作业中引入的氧或其它酸性材料（如酸化作业）[4]。 由热力学规律可知，大多数从矿物中提炼出来的金属具有趋于低能量状态的倾向。金属转化成低能量氧化物的过程称为腐蚀[5, 6]。在常温下大多数通用工程材料的腐蚀从性质上说是一个电化学过程。腐蚀过程包括金属丢失电子（氧化）［式（1-1）］和消耗这些电子的还原反应（如氧、水的还原）［式（1-2）和式（1-3）］[7]： 通常，腐蚀发生时必须同时进行氧化反应和还原反应，以保持电中性。否则，如在金属和电解质溶液的界面堆积大量的负电荷，腐蚀过程就会停止。 1.1H2S腐蚀 干燥的H2S对金属材料无腐蚀破坏作用，H2S只有溶解在水溶液中才具有腐蚀性，在0.1 MPa，30℃时，硫化氢在水中的饱和浓度约2 983 mg/L。H2S溶于水便立即电离，释放出的氢离子极易在阴极夺取电子，促进阳极铁溶解而导致腐蚀。阳极反应生成的腐蚀产物硫化铁（Fe x S y）通常是一种有缺陷的结构，在钢铁表面的附着力差，易脱落。且Fe x S y还具有导电性，电位较高，可作为阴极与钢铁基体构成一个活性微电池，对钢铁继续进行腐蚀。 含硫化氢的石油天然气管道中常见的腐蚀类型有 3 种：（1）硫化物应力破裂（Sulfide Stress Cracking，简称SSC），（2）氢诱发裂纹（Hydrogen Induced Cracking，简称HIC）、氢鼓泡（Hydrogen Blistering，简称HB）和应力促使氢诱发裂纹（Stress Oriented HIC，简称SOHIC）和（3）电化学失重腐蚀，有均匀腐蚀、点腐蚀等[8]。 1.2CO2腐蚀 干燥的CO2 本身不具腐蚀性，但CO2 易溶于水、凝析油和原油中。CO2 溶于水中反应生成HCO3-和CO32-，后者会与铁发生电化学腐蚀反应，生成碳酸亚铁。其腐蚀现象主要有

关于石油油管防腐预处理工艺分析

关于石油油管防腐预处理工艺分析 发表时间：2020-04-08T09:01:05.580Z 来源：《基层建设》2019年第31期作者：马海霞 [导读] 摘要：对油管进行防腐处理采用的磨料射流工艺，是以高压水射流技术的基础上研发而来的。 新疆克拉玛依市科能防腐技术有限责任公司 摘要：对油管进行防腐处理采用的磨料射流工艺，是以高压水射流技术的基础上研发而来的。在油田生产过程中，使用的油管经常会受到腐蚀，导致油管报废无法正常使用，这会增加油田企业的更换油管的频率，直接提升油田企业的运行成本。采用磨料射流工艺对油管进行防腐预处理，根据油田常用的油管型号，根据射流的水力参数、喷头结构、材料布置等优化和完善防腐预处理技术，进而建设成一条油管防腐预处理生产线，有效缓解油田油管出现报废，导致石油运输质量和效率下降产生的压力。 关键词：石油油管；防腐；预处理 1 磨料射流油管表面预处理原理 对油管表面进行防腐预处理，油管的内外表面，经过除油、除锈等操作后，在表面通过化学反应生成防锈涂层，以此提高油管的防腐性能。与传统的防腐预处理工艺相比，磨料射流油管防腐预处理工艺，操作较为简单。采用磨料射流油管表面防腐预处理工艺，将防腐物质以硬质颗粒的形态，通过高压水射流喷涂到油管的内外表面。在进行防腐材料喷涂过程中，将混合均匀并且合适浓度的硬质磨料，通过喷头高速喷涂到油管表面，既能将油管表面原有的油污、锈蚀层清理干净，同时将防腐蚀材料喷涂到油管内外表面，进而完成油管的防腐蚀预处理操作。 2 工艺流程及装置组成 磨料射流防腐预处理工艺，工作流程如下：一，配置浓度合适的磨料，调整好高压水压力；二，对油管的外表面进行清洗时，应提前旋转油管前进角度；三，对油管外表面进行防锈清洗，做好油管保护工作；四，对油管上的储料架以及管内表面进行清洗；五，将3根油管上定位旋转机，进入到油管内表面开始清洗操作；六，对油管上储料架内表面再次进行清洗；七，将油管放入到防锈槽内，对油管的表面进行钝化处理；八，将油管拔出出液槽，将油管表面的残留液进行清理，即可完成防腐预处理。 该防腐预处理工艺操作的装置，由许多系统和设备组成，其中系统分为磨料循环系统、上下料以及传输系统、水循环净化系统以及防锈处理系统。该装置有多种设备组成，主要包括总电气控制室、油管外表面喷射清洗装置、清水补充阀、磨料浓度调节器以及新磨料填加装置等。 3 对关键的技术问题进行讨论 3.1 磨料射流工作方式 磨料射流工作方式有两种，一种为磨料水射流式，另一种为磨料浆体射流式。另外根据磨料水射流混合方式的变化，衍生出两种磨料水射流方式，一种为前混式磨料水射流式，另一种为后混式磨料水射流式。进行油管防腐预处理时，采用磨料水射流式，将防腐材料进行充分的研磨，并在材料中加入多种物质，最后在水的混合下形成防腐浆体，将浆体通过高压泵，受到高压作用后从喷嘴喷射到油管表面。改造方法对于配置的浆体有较高的要求，一般应用在切割以及抛光等油管表面使用。采用磨料水射流式，磨料会与高压水相互融合，形成混合浆体后喷涂在油管表面。 3.1.1 前混式磨料水射流 前混式磨料水射流式，是将水和磨料提前混合后，进入到高压管内，受到高压水流作用后产生水射流，对油管的表面的进行防腐预处理。前混式磨料水射流式通常会采用两种加压防腐，第一种是将水和磨料放入到混合磨料设备内进行充分的搅拌，将搅拌后的浆体经过高压砂泵，运送至喷嘴设备进行防腐预处理。第二种是在高压容器内放入磨料，高压泵升高清水的压力，通过加砂控制装置与磨料进行充分的混合，然后将混合后的浆体通过高压管线运送至喷嘴进行防腐预处理。在采用第一种防腐进行油管防腐预处理时，磨料和水都会保持在较高的喷射速度，可以对油管表面进行充分的清洗，但是该方法只能持续较短的时间进行预处理，只有通过加压的方法，才能延长处理时间，一旦增加压力，会缩短高压砂泵泵头的使用寿命，需要经常更换该装置才能保证处理正常的进行。采用第二种方法进行防腐预处理时，为保证处理工作连续进行，需要不断更换加砂容器，但是会出现不安全情况，影响到方法预处理的正常进行。 3.1.2 后混式磨料水射流 采用后混式磨料水射流方式，将磨料放入到磨料箱进行研磨后，与高压水管喷射出的清水在混合腔内进行混合，随后在磨料喷嘴将混合后的浆体喷涂到油管的表面。在上述处理过程中，磨料和清水进入到混合腔内受到的压力不同，会在混合腔内使磨料和水产生混乱的搅动状态，导致磨料与水无法形成水射流中心，即便喷涂到油管表面，无法产生较高的喷涂效率，油管表面的防腐预处理未能产生良好的效果。但是，该种方法可以进行连续处理，许多油管表面防腐预处理都采用后混式磨料水射流式。 3.1.3 喷头结构 采用后混式磨料水射流式进行油管表面防腐预处理，喷头是重要的组成部分，组成喷头结构使用的设备包括水射流喷嘴、混合室以及磨料射流喷嘴等。另外，水射流股数的不同，使用的喷头种类也不同，如单股和多股射流喷头，而磨料输入方式的不同，喷头氛围侧进式、中进式以及切向进给式。现阶段使用的喷头类型，应用较为广泛的为单射磨料侧进式、多射流磨料中进式以及外混合式磨料射流喷头。在对油管表面进行长期的防腐预处理过程中，研究人员研制出多射流磨料中进且带准直管喷头，并且获得良好的预处理效果。为保证喷头在使用时不会发生堵塞情况，在对喷嘴清洗时，应根据喷嘴的规格制定清洗方案，以便充分彻底的清洗喷头结构，以此延长喷头的使用寿命。 3.1.5 水的循环及净化 在对油管表面进行防腐预处理时，应使用清洁度高的水质，避免水中的杂质堵塞高压泵、调压阀等装置，影响到防腐预处理工作正常进行。为保证预处理使用的水洁净度较高，需要在装置内加装水净化循环系统，既能保证水的清洁度，还能避免水资源大量的浪费。 3.2 技术参数 对磨料的射流切割以及清洗能力产生影响的因素，主要体现在5个方面：第一，使用大流量喷头装置，可提升防腐预处理质量的同时，还能快速完成设备的清洗工作；第二，应保证喷距与移动速度都在最佳的状态，减少其它因素由于变化产生的影响；第三，保质组理想的喷射角度；第四，选择合适的磨料类型，才能保证磨料装置的喷涂以及清洗获得良好的效果；第五，控制磨料流量和粒度。

电化学防腐方案

目录 第一章编制依据 (2) 第二章工程概况 (3) 第三章主要工种施工方法 (3) 第四章施工质量保证措施 (17) 第五章工期计划及施工进度保证措施 (22) 第六章现场文明施工控制 (28)

第一章编制依据 1 SY0007-1999 《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》 2 SY/T0413-2002《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》 3 SY/T0407-97 《涂装前钢材表面预处理规范》 4 GB/T8923-88 《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》 5 GB/T21448-2008《埋地钢制管道阴极保护技术规范》 6 SY/T0023-9 7 《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法标准》 7 SY/T0086-2003《阴极保护管道的电绝缘标准》 8 SY/T0032-2000《埋地钢质管道交流排流保护技术标准》 9 SY/T0017-96 《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》 10 GB126-89《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》； 11 GB50185-93《工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准》； 12 HGJ229-91《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》；

第二章工程概况 一、工程名称：中水输水管线防腐工程。 二、工程说明 中水输水管线工程线路防腐部分，内容包括该段线路外防腐层、水锤间工程、井室损坏处理及阴极保护。 第三章主要工种施工方法 第一节电化学防腐保护系统施工 一、阴极保护测试桩安装 ⑴施工前按图纸要求对测试桩进行检查，检查外观尺寸及内部结构完好，接线是否牢固。 ⑵在特殊地段，回填管沟时应预留测试桩的安装坑。 ⑶根据图纸提供的测试桩位臵，推算到实际焊口、管子上，并测出距最的转角桩的距离、方向等数据，并在测试桩标牌上注明桩的类型编号、里程。 ⑷沿线的电位与电流测试桩兼做里程桩时，安装时用TC600 全站仪测量距离，桩间距离误差不大于1m。 ⑸测试桩的导线与管道连接采用铝热焊接法。具体操作步骤为： ①首先将焊接处的管道顶部防腐层剥开100×80mm，将其清理干净，打磨出金属光泽；

电化学腐蚀与防护

电化学腐蚀与防护 09应化 姚远 一、金属腐蚀的机理 金属腐蚀由于其隐蔽性、缓慢性、自发性、自催化性常常被人们忽视，寻找最佳有 效的防腐蚀和控制腐蚀方法，已成为当代材料领域最重要的课题之一。 金属材料与电解质溶液相接触时，在界面上将发生有自由电子参与的广义氧化和广义还原过程，致使接触面金属变成单纯离子，络离子而溶解，或者生产氢氧化物，氧化物等稳定化合物，从而破坏了金属材料的特性。这被称为电化学腐蚀或湿腐蚀。 海洋生物的生命活动会改变金属—海水的界面状态和介质的性质，对金属产生不可忽视的影响。海水中金属腐蚀是金属﹑溶液﹑生物群3个要素互相作用的结果。由于附着微生物对钢结构表面的覆盖作用，阻碍了氧的运输，有利于减少钢的平均腐蚀；但是附有海生物的金属难以形成完整致密的覆盖层，钢的局部腐蚀却增加了。这严重影响了在海洋环境下工作的材料的寿命。由于微生物的生命活动也可以使金属遭到破坏, 故称为微生物腐蚀。4.金属的电化学腐蚀的基础[2] 腐蚀学里，通常规定电位较低的电极为阳极，电位较高的电极为阴极。阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。如果金属与氢电极构成原电池，当金属的电位比氢的平衡电位更负时，两电极间存在一定的电位差，发生氢去极化腐蚀。当电解质溶液中有氧气存在时，在阴极上发生氧去极化反应而导致阳极金属不断溶解的现象叫氧去极化腐蚀。Fe 处于离子状态的阳极反应，在未达到相当大的深度时,海水充气良好,海水被氧所饱和,非常有利于氧去极化的阴极反应进行,还原大量的OH- ,并使海水碱性提高, Fe2 +继续腐蚀并形成腐蚀产物。海水中含有大量Cl -离子,其对Fe 的腐蚀危害极大。 二、金属材料腐蚀的防护 整个腐蚀反应过程, 包括四大步骤[5]：一是去极化剂到达金属表面的传质过程。二是阳极反应过程。三是与阳极反应过程同时进行的去极化剂还原的阴极反应过程。四是腐蚀产物离开金属表面或转化为其他化合物的过程。 金属腐蚀防护方法有三种，依次为：电化学保护、加缓蚀剂保护和覆盖层保护（金属保护层和非金属保护层），各种方法多有各自的适用范围和优缺点，在实际应用中我们大多时候会综合运用各种防腐蚀方法，以取得好的防护效果。 1.电化学保护 电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护的原理如下：利用电化学原理，将被保

电化学腐蚀与防护

子《新课标》高三化学（人教版）第一轮复习选修修（4）单元讲座 第四章电化学基础 第四节金属的电化学腐蚀与防护 复习目标： 1.解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害。 2.探究防止金属腐蚀的措施。 复习重点：电化腐蚀的原因． 复习难点：析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式． 课时划分：一课时 教学过程： 知识梳理 一、金属腐蚀 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿反应而腐蚀损耗的过程。 1、化学腐蚀：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿反应而引起的腐蚀。特点：反应＿、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。 2、电化学腐蚀：＿＿＿＿＿＿与电解质溶液接触，会发生原电池反应，＿＿＿＿的金属失电子被氧化的腐蚀。 分类析氢腐蚀吸氧腐蚀 条件水膜酸性较强（弱酸）水膜酸性较弱或呈中性 负极反应Fe –2e－ === Fe2+2Fe –4e －=== 2 Fe2+ 正极反应2H2O + 2e－ === H2↑+2OH－ 总反应2Fe + 2H2O + O2 == 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+ 2H2O + O2= 4Fe(OH)3 Fe2O3.xH2O 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2= 4Fe(OH)3 Fe2O3.xH2O 次要主要 3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比 （1）本质：金属原子失电子而被氧化 M – ne == M n+ 金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀 条件 本质 现象 （2）相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。

二、金属的电化学保护 1、牺牲阳极保护法 2、外加电流法 【总结】判断金属腐蚀快慢的规律： (1)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀； (2)同种金属的腐蚀在强电解质中>弱电解质中>非电解质中； (3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快； (4)对同一电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 典例剖析 A．2H＋＋2e-＝H2 B．2H2O＋O2＋4e-＝4OH- C．Fe－2e-＝Fe2＋ D．4OH-－4e-＝2H2O＋O2 解析：钢铁发生电化学腐蚀时，负极上发生的电极反应是：Fe－2e-＝Fe2＋；正极上发生的电极反应，吸氧腐蚀是：2H2O＋O2＋4e-＝4OH-，析氢腐蚀是：2H＋＋2e-＝H2。答案 C 例2、在体积相同、浓度同为4.0mol/L的盐酸中，一份加入纯锌，另一份加入含有杂质铜的金属锌，哪个反应产生的氢气速率快？简述其原因。 解析：纯锌跟盐酸发生的是置换反应，含有铜的金属锌跟盐酸发生的电化学反应，无数Cu－Zn微小原电池的形成，使化学反应速率加快。含有杂质铜的金属锌跟盐酸反应速率快，这是由于Cu、Zn构成原电池的正极和负极，其电极反应式为： （－）极Zn-2e—= Zn2＋（＋）极2H＋＋2e-＝H2↑。 在相同条件下，电化学反应比化学反应的反应速率快得多。 例3：埋在地下的钢铁管道容易腐蚀而损坏，其原因在哪里？应采取何种措施保护埋在地下的管道？ 解答：地下钢铁管道容易腐蚀的原因是发生电化学腐蚀。可在管道外壁涂沥青保护层，使钢铁管道跟周围电解质溶液隔离开来，破坏原电池形成的条件，从而使地下钢铁管道得到保护。另外，可把比Fe更活泼的Zn联结在钢铁管道，Zn作为原电池的负极被腐蚀，而钢铁管道则被保护。 例4、如图各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是 A．④>②>①>③B．②>①>③>④C．④>②>③>①D．③>②>④>①解析：金属腐蚀的快慢判断方法：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀；同一种金属腐蚀：强电解质>弱电解质>非电解质溶液。②、③实质均为原电池装置，④为电解池装置，Fe作阳极，腐蚀最快。③中Fe为正极，被保护； ②中Fe为负极，被腐蚀，①中因铁不纯而发生微电池反应。答案：A。 例5：有4种金属。a、b、c、d，当它们两两组成原电池时，金属a都是正极；在这4种金属组成的混合物中，加入足量的盐酸，可使金属b和c溶解；过滤后，在滤液中加入过量NaOH溶液，得到c离子形成的沉淀。由此可知这4种金属的活动性由强到弱的正确顺序可能是下列中的 A、a c b d B、c b d a C、b c d a D、a b c d

电化学腐蚀

电化学腐蚀 一、金属腐蚀 金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。 1、化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。 2、电化学腐蚀 电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。 分类析氢腐蚀吸氧腐蚀 条件水膜酸性较强（弱酸）水膜酸性较弱或呈中性 负极反应Fe –2e－ = Fe2+2Fe –4e －= 2 Fe2+ 正极反应2H2O + 2e－ = H2↑+2OH－2H2O + O2 + 4e－ = 4OH- 总反应Fe+2H2O =Fe(OH)2+ H2↑2Fe+2H2O+O2= 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2= 4Fe(OH)34Fe(OH)2+2H2O+ O2 = 4Fe(OH)3 主次关系次要主要 电子如何流动形成回路Fe失去2e-，成为Fe2＋进 入溶液，Fe失去电子流入 C极，H＋趋向于C极，与 C极上的电子结合成H2析 出溶液 Fe失去电子成为Fe2＋进 入溶液，Fe失去的电子 流入C极，在C极O2获得 电子成为OH―进入溶液

【例】一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH 的关系如下： pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14 腐蚀快慢 较快 慢 较快 主要产物 Fe 2+ Fe 3O 4 Fe 2O 3 FeO 2﹣ 下列说法不正确的是（ ） A ．在pH ＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀 B ．在pH ＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C ．在pH ＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O 2+4H ++4e ﹣=2H 2O D ．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓 3、化学腐蚀与电化学腐蚀的对比 （1）本质：金属原子失电子而被氧化：M – ne- = M n+ (2) （3） 相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与非电解质等直接接触 不纯金属或合金与电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化的过程 较活泼金属被氧化的过程 相互关系 化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害严重

金属的电化学腐蚀与防护Word版

金属的电化学腐蚀与防护 摘要：金属腐蚀是自发的普遍存在的一种现象，它对人类社会产生巨大的危害，对金属材料的腐蚀进行防护是十分必要的，本文主要介绍了金属电化学腐蚀机理，以及金属防腐方法。关键词：金属、腐蚀机理、防腐蚀 一、前言 金属材料的腐蚀，是指金属材料和周围介质接触时发生化学或电化学作用而引起的一种破坏现象。对于金属而言，在自然界大多是以金属化合物的形态存在。从热力学的观点来看，除了少数贵金属(如金、铂等)外，各种金属都有转变成离子的趋势。因此，金属元素比它们的化合物具有更高的自由能，必然有自发地转回到热力学上更稳定的自然形态——氧化物的趋势。 电化学保护是指在电化学腐蚀系统中，通过施加外加电流将被保护金属的电位移向免蚀区或钝化区，以降低金属腐蚀程度，这是一项经济而有效的腐蚀控制措施。在一定条件下，电化学保护不仅能防止金属在海水、土壤或化工介质中的腐蚀，而且还能防止金属发生全面腐蚀和局部腐蚀。若将电化学保护与涂料、缓蚀剂联合起来，可取的更好的防止金属腐蚀的效果。目前电化学保护技术已广泛应用于造船、海洋工程、石油和化工等部门，并作为一种标准的防腐蚀措施列入规范与法规之中。由于金属材料的腐蚀可造成设备的跑、冒、滴、漏，污染环境，甚至发生中毒、火灾、爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，因此腐蚀的防护成为急需发展的学科,研究金属材料的腐蚀机理，弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防护措施，对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产力都具有十分重大的意义。 二、金属的电化学腐蚀机理 1、腐蚀概念 金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。 2、电化学腐蚀机理 反应过程同时有阳极失去电子的阳极反应，阴极获得电子的阴极反应以及电子的流动，其历程服从电化学动力学的基本规律。 绝大多数情况下，由于金属表面组织结构不均匀，上述的一对电化学反应分别在金属表面的不同区域进行在。例如当把碳钢放在稀盐酸中时，在钢表面铁素体处进行的是阳极反应（即Fe→Fe2++2e-），而在钢表面碳化铁处进行的则是阴极去极化反应（即2H++2e-→H2↑）。与这一对电化学反应进行的同时，则有电子不断地从铁素体流向碳化铁。我们把发生阳极反应的区域叫做阳极区，铁素体是阳极；把发生阴极反应的区域叫做阴极区，碳化铁是阴极；而在阳极与阴极之间不断地有电子流动。这种情况和电池的工作情况极为类似，只不过这里的阳极（铁）和阴极（碳化铁）的数目极多，面积极小，靠的极近而已，所以通常称它为腐蚀微电池。金属的电化学腐蚀之所以采取腐蚀微电池的形式，一方面是由于金属表面存在着各种各样的电化学不均匀性，为电化学反应的空间分离准备了客观条件；另一方面则是由于这两个反应分地区进行时遇到的阻力较小，因而在能量消耗上对反应的进行有利。但是从防止和减少腐蚀的观点看，这当然是不利的，我们应当设法尽量减少或消除金属表面的电化学不均匀性。 电化学腐蚀又根据其电解质溶液酸碱度的不同分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。

电化学腐蚀动力学

电化学腐蚀动力学 20世纪40年代末50年代初发展起来的电化学动力学是研究非平衡体系的电化学行为及动力学过程的一门科学，它的应用很广，涉及能量转换(从化学能、光能转化为电能)、金属的腐蚀与防护、电解以及电镀等领域，特别在探索具有特殊性能的新能源和新材料时更突出地显示出它的重要性，其理论研究对腐蚀电化学的发展也起着重要作用。 电化学动力学中的一些理论在金属腐蚀与防护领域中的应用就构成了电化学腐蚀动力学的研究内容，主要研究范围包括金属电化学腐蚀的电极行为与机理、金属电化学腐蚀速度及其影响因素等。例如，就化学性质而论，铝是一种非常活泼的金属，它的标准电极电位为-1．662V。从热力学上分析，铝和铝合金在潮湿的空气和许多电解质溶液中，本应迅速发生腐蚀，但在实际服役环境中铝合金变得相当的稳定。这不是热力学原理在金属腐蚀与防护领域的局限，而是腐蚀过程中反应的阻力显著增大，使得腐蚀速度大幅度下降所致，这些都是腐蚀动力学因素在起作用。除此之外，氢去极化腐蚀、氧去极化腐蚀、金属的钝化及电化学保护等有关内容也都是以电化学腐蚀动力学的理论为基础的。电化学腐蚀动力学在金属腐蚀与防护的研究中具有重要的意义。 第一节腐蚀速度与极化作用 电化学腐蚀通常是按原电池作用的历程进行的，腐蚀着的金属作为电池的阳极发生氧化（溶解）反应，因此电化学腐蚀速度可以用阳极电流密度表示。 例如，将面积各为10m2的一块铜片和一块锌片分别浸在盛有3%的氯化钠溶液的同一容器中，外电路用导线连接上电流表和电键，这样就构成一个腐蚀电池，如2-1。 图2-1 腐蚀电池及其电流变化示意图

查表得知铜和锌在该溶液中的开路电位分别为+0.05伏和-0.83伏，并测得外 电路电阻R 外=110欧姆，内电路电阻R 内=90欧姆。 让我们观察一下该腐蚀电池接通后其放电流随时间变化的情况。 外电路接通前，外电阻相当于无穷大，电流为零。 在外电路接通的瞬间，观察到一个很大的起始电流，根据欧姆定律其数值为 o o 3k a -0.05(0.83)= 4.41011090 I R ??---==?+始安培 式中o k ?-——阴极（铜）的开路电位，伏； o a ?——阳极（锌）的开路电位，伏； R ——电池系统的总电阻，欧姆 在达到最大值I 始 后，电流又很快减小，经过数分钟后减小到一个稳定的电 流值I 稳=1.5×10-4 安培，比I 始 小约30倍 。 为什么腐蚀电池开始作用后，其电流会减少呢？根据欧姆定律可知，影响电 流强度的因素是电池两极间的电位差和电池内外电路的总电阻。因为电池接通后 其内外电路的电阻不会随时间而发生显著变化，所以电流强度的减少只能是由于 电池两极间的电位差发生变化的结果。实验测量证明确实如此。 图2-2表示电池电路接通后，两极电位变化的情况。从图上可以看出，当电 路接通后，阴极(铜)的电位变得越来越小。最后，当电流减小到稳定值I 稳时两 极间的电位差减小到（k ?-a ?），而k ?和a ? 分别是对应于稳定电流时阴极和阳极 的有效电位。由于k a -??（）比(o o k a -??)小很多，所以，在R 不变的情况下， I 稳 = k a -R ?? 必然要比I 始小很多。