油氣管道腐蝕與防護(hù)

出版時(shí)間:2008-8  出版社:中國石化出版社  作者:寇杰,梁法春,陳婧 編著  頁數(shù):385  字?jǐn)?shù):621000  

前言

  管道作為五大運(yùn)輸方式之一,已經(jīng)有100多年的歷史。由于市場(chǎng)對(duì)能源的需求,管輸事業(yè)發(fā)展迅猛。目前,世界長(zhǎng)距離輸送管道約200萬km以上。發(fā)達(dá)國家原油管輸量占總輸量的80%,天然氣管輸量占95%。腐蝕是引起管道系統(tǒng)可靠性和使用壽命的關(guān)鍵因素,腐蝕破壞引起的惡性突發(fā)事故,往往造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會(huì)后果。世界各國每年因管道腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失,美國約20億美元,英國約17億美元,德國和日本約33億美元。作為油氣勘探開發(fā)和儲(chǔ)運(yùn)的油氣管道(包括油管、套管、長(zhǎng)距離輸油氣管、出油管、油田油氣集輸管,注水注氣、注二氧化碳、注聚合物管等)其失效形式主要表現(xiàn)為腐蝕失效。此外,腐蝕還極易造成管線內(nèi)介質(zhì)的跑、冒、滴、漏,污染環(huán)境而引起公害,甚至發(fā)生中毒、火災(zāi)、爆炸等惡性事故。大量的研究表明,盡管腐蝕很難完全避免,但可以控制。因此了解油氣管道的腐蝕機(jī)理、影響因素和控制方法具有重要的意義?! ”緯^全面介紹了金屬材料的腐蝕原理、腐蝕形態(tài)、影響因素、腐蝕控制方法等,還對(duì)近年來在腐蝕檢測(cè)以及腐蝕狀態(tài)評(píng)價(jià)和腐蝕管線搶修取得的進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)和回顧。本書主要內(nèi)容為八章,第一章為金屬腐蝕的電化學(xué)原理,主要介紹腐蝕電池、金屬的極化和去極化、金屬鈍化、金屬E-pH圖及其應(yīng)用等腐蝕科學(xué)基本理論;第二章描述了金屬腐蝕形態(tài),重點(diǎn)介紹小孔腐蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、應(yīng)力腐蝕等常見局部腐蝕的特征、腐蝕機(jī)理及控制方法。第三章對(duì)環(huán)境腐蝕性和影響因素進(jìn)行了概括,主要介紹了常見腐蝕環(huán)境(土壤、大氣、水)下的金屬腐蝕,同時(shí)也對(duì)特殊環(huán)境(酸性環(huán)境,多相流動(dòng)環(huán)境)下的金屬腐蝕機(jī)理和預(yù)防措施進(jìn)行了介紹;第四章詳細(xì)敘述了油氣管道腐蝕防護(hù)的方法,即通過選擇耐腐蝕材料和優(yōu)化結(jié)構(gòu),以及采用電化學(xué)保護(hù)、覆蓋層保護(hù)及緩蝕劑進(jìn)行防腐保護(hù)。

內(nèi)容概要

本書較全面系統(tǒng)地闡述了油氣管道腐蝕的基本理論及腐蝕防護(hù)的基本原理和應(yīng)用技術(shù)。詳細(xì)介紹了金屬材料的電化學(xué)腐蝕理論、金屬腐蝕形態(tài)、金屬在各種環(huán)境下的腐蝕及其影響因素和油氣管道腐蝕控制方法等;另外,對(duì)近年來在油氣管道腐蝕檢測(cè)、腐蝕狀態(tài)評(píng)價(jià)以及腐蝕管線搶修取得的進(jìn)展也進(jìn)行了總結(jié)和回顧。    本書可作為石油院校油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)課程教材,也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒論第一章 電化學(xué)腐蝕基礎(chǔ)  第一節(jié) 腐蝕原電池    一、腐蝕原電池    二、腐蝕電池的化學(xué)反應(yīng)    三、宏觀電池與微觀電池  第二節(jié) 雙電層結(jié)構(gòu)    一、雙電層結(jié)構(gòu)    二、雙電層理論  第三節(jié) 電極電位    一、電極電位    二、絕對(duì)電極電位    三、平衡電極電位    四、非平衡電極電位    五、參比電極  第四節(jié) 金屬腐蝕傾向判據(jù)  第五節(jié) E-pH圖    一、水的E-pH圖    二、Fe的E-pH圖    三、E-pH圖在腐蝕中的應(yīng)用  第六節(jié) 極化與去極化    一、極化現(xiàn)象    二、極化的原因    三、極化規(guī)律和極化曲線    四、極化過電位的計(jì)算    五、腐蝕極化圖    六、金屬的去極化  第七節(jié) 金屬的鈍化    一、鈍化現(xiàn)象    二、金屬鈍化的影響因素    三、鈍化的特性曲線    四、鈍化理論    五、鈍化膜的破壞第二章 金屬腐蝕形態(tài)  第一節(jié) 全面腐蝕和局部腐蝕   一、全面腐蝕/均勻腐蝕   二、局部腐蝕   三、全面腐蝕和局部腐蝕區(qū)別 第二節(jié) 電偶腐蝕   一、電偶腐蝕特征   二、電偶腐蝕發(fā)生條件   三、電偶電流及電偶腐蝕效應(yīng)   四、影響電偶腐蝕的因素   五、電偶腐蝕控制措施 第三節(jié) 小孔腐蝕   一、小孔腐蝕特征   二、點(diǎn)蝕發(fā)生條件   三、點(diǎn)蝕機(jī)理   四、點(diǎn)蝕影響因素   五、控制點(diǎn)蝕的措施 第四節(jié) 縫隙腐蝕   一、縫隙腐蝕特點(diǎn)   二、縫隙腐蝕產(chǎn)生條件   三、縫隙腐蝕特征   四、縫隙腐蝕機(jī)理   五、縫隙腐蝕影響因素   六、縫隙腐蝕控制措施   七、縫隙腐蝕與點(diǎn)蝕的比較 第五節(jié) 晶問腐蝕   一、晶間腐蝕特征   二、發(fā)生條件   三、晶間腐蝕機(jī)理   四、影響因素   五、晶間腐蝕控制措施 第六節(jié) 選擇性腐蝕   一、選擇性腐蝕定義   二、黃銅脫鋅   三、石墨化腐蝕 第七節(jié) 應(yīng)力腐蝕   一、應(yīng)力腐蝕開裂現(xiàn)象   二、應(yīng)力腐蝕發(fā)生條件   三、應(yīng)力腐蝕特征   四、應(yīng)力腐蝕發(fā)生機(jī)理   五、影響SCC的因素   六、防止SCC的措施第三章 環(huán)境腐蝕性第四章 油氣管道腐蝕防護(hù)第五章 腐蝕測(cè)量實(shí)驗(yàn)第六章 管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)第七章 腐蝕管道適用性評(píng)價(jià)第八章 腐蝕管線泄露檢測(cè)及搶修附錄1 與腐蝕相關(guān)的主要期刊和網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)附錄2 常用材料標(biāo)準(zhǔn)電極電位表附錄3 含缺陷油氣輸送管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法附錄4 國內(nèi)外常用防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

  二、腐蝕定義和本質(zhì)  1.什么是腐蝕  腐蝕Comsion來自拉丁文“Corrode”,意為“損壞”、“腐爛”。日常生活所見到的鐵生銹就是鐵及鐵基合金生成水合氧化鐵為主的腐蝕。腐蝕最初只局限于金屬材料。H H·Hhlig在《腐蝕科學(xué)與腐蝕工程一腐蝕科學(xué)與腐蝕工程導(dǎo)論》一書中指出,腐蝕是金屬和周圍環(huán)境起化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致的破壞性侵蝕。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 6044——1999和我國國標(biāo)GB/T10123將腐蝕定義為“金屬和環(huán)境問的物理一化學(xué)相互作用,其結(jié)果是使金屬性能發(fā)生變化,導(dǎo)致金屬、環(huán)境及其構(gòu)成的技術(shù)體系功能受到損傷”。  狹義的腐蝕只是指金屬的腐蝕,然而隨著時(shí)代進(jìn)步和科技發(fā)展,金屬之外其他材料,如非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料等應(yīng)用越來越廣泛,這些材料在使用過程中同樣會(huì)因環(huán)境作用發(fā)生功能損傷現(xiàn)象。廣義的腐蝕包含所有的天然材料和人造材料,因此腐蝕的廣義定義是“材料和環(huán)境發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而導(dǎo)致材料功能損傷的現(xiàn)象”?! ∵@個(gè)定義明確指出了金屬腐蝕是包括金屬材料和環(huán)境介質(zhì)兩者在內(nèi)的一個(gè)具有反應(yīng)作用的體系。這個(gè)反應(yīng)包括化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)反應(yīng)以及物理溶解作用等。金屬要發(fā)生腐蝕必須有外部介質(zhì)的作用,而且這種作用發(fā)生在金屬與介質(zhì)接觸的界面上,不包括因單純機(jī)械作用引起的金屬磨損破壞。這個(gè)定義包含以下幾個(gè)含義: ?。?)腐蝕研究著眼點(diǎn)在材料。腐蝕既導(dǎo)致材料損傷,又造成環(huán)境破壞。例如,食品或酒類生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)過程的容器材料,因腐蝕造成容器壁厚減薄、強(qiáng)度降低,但同時(shí)也可能導(dǎo)致食品或酒類受腐蝕產(chǎn)物污染而品質(zhì)惡化。后者雖因腐蝕引起,但介質(zhì)環(huán)境的變化一般稱為污染,而不稱為腐蝕。 ?。?)腐蝕是一種材料和環(huán)境間的反應(yīng),大多數(shù)是電化學(xué)反應(yīng),這是腐蝕和摩擦現(xiàn)象的分界線。實(shí)際條件下腐蝕和磨損往往密不可分、同時(shí)發(fā)生。強(qiáng)調(diào)化學(xué)或電化學(xué)作用時(shí)稱為腐蝕,強(qiáng)調(diào)力學(xué)或機(jī)械作用時(shí)則稱為摩擦磨損。如兩者作用相當(dāng),習(xí)慣上稱為腐蝕磨損或磨損腐蝕,它們不僅包含腐蝕及磨損作用,還會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜交互作用。這些在討論實(shí)際腐蝕體系時(shí)再展開討論。根據(jù)習(xí)慣,部分化學(xué)反應(yīng)及少數(shù)物理過程也被當(dāng)作腐蝕。如,鋁在非電解質(zhì)CCl2中的腐蝕屬于純化學(xué)反應(yīng);金屬在某些高溫溶鹽或液態(tài)金屬中的腐蝕屬于純物理溶解等,如合金在液態(tài)金屬中的物理熔解(存放熔解鋅的鋼容器,鐵在高溫下被液態(tài)鋅熔解,使容器壁變?。,F(xiàn)代的金屬腐蝕理論主要以電化學(xué)腐蝕(即以電化學(xué)反應(yīng)為特征的腐蝕)為對(duì)象?! 。?)腐蝕是材料的損傷。宏觀上可表現(xiàn)為材料質(zhì)量流失、強(qiáng)度等性質(zhì)退化等;微觀上可表現(xiàn)為材料相、價(jià)態(tài)或組織改變,主要靠這些變化來發(fā)現(xiàn)腐蝕或評(píng)價(jià)腐蝕程度。腐蝕一般指材料壞的變化,強(qiáng)化過程或好的變化習(xí)慣不稱為腐蝕,如鋼鐵在一定氣氛中熱處理、材料表面三束(粒子束、電子束、激光束)改性等過程。這層含義有時(shí)比較含糊,例如,鋁、不銹鋼材料表面氧化;半導(dǎo)體硅片蝕刻等,雖稱為腐蝕,但其后果是我們希望的。

編輯推薦

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