第11章 埋地管道的腐蝕與防腐

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1、前言集輸化學是集輸工程學與化學之間的邊緣科學。集輸化學是研究如何用化學方法解決原油集輸過程中遇到的問題。前言一、原油集輸遇到的化學問題：管道與設備的防腐乳化原油的破乳起泡沫原油的消泡原油的降凝輸送和減阻輸送天然氣的脫水和脫酸性氣體污水處理（6個目的）污水處理（1）除油（2）除氧（3）除固體懸浮物（4）防垢（5）緩蝕（6）殺菌前言管道與設備防腐層中的各種化學劑乳化原油破乳劑起泡沫原油消泡劑原油降凝劑和減阻劑天然氣處理劑污水處理劑二、原油集輸用到的化學劑前言第11章埋地管道的腐蝕與防腐第三篇集輸化學第一節(jié)埋地管道的腐蝕金屬腐蝕埋地管道的

2、材料多屬金屬材料。金屬腐蝕：金屬與周圍環(huán)境起化學或電化學反應而導致破壞。為了減少埋地管道的腐蝕，需要使用有效的防護法。第1節(jié)埋地管道的腐蝕1、土壤由四部分組成：礦物有機質(zhì)水空氣2、土壤的相組成：固相：礦物顆粒和有機質(zhì)液相：土壤水氣相：空氣。一、土壤第1節(jié)埋地管道的腐蝕第1節(jié)埋地管道的腐蝕二、土壤腐蝕1．土壤水中含氧時產(chǎn)生的腐蝕管道中不均勻部分的通過微電池產(chǎn)生腐蝕：陽極反應2Fe→2Fe2++4e+）陰極反應O2+2H2O+4e→4OH-電池反應2Fe+O2+2H2O→2Fe2++4OH-第1節(jié)埋地管道的腐蝕2．土壤水含酸性氣體時產(chǎn)生

3、的腐蝕若土壤水中含硫化氫和二氧化碳，則它們可在水中解離。H2S→H++HS-CO2+H2O→H++HCO3-陽極反應Fe→Fe2++2e+）陰極反應2H++2e→H2↑電池反應Fe+2H+→Fe2++H2↑第1節(jié)埋地管道的腐蝕Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓（白色）3Fe(OH)2+2OH-→Fe3O4+4H2O+2e（黑色）2Fe3O4+2OH-+(3n-1)H2O→3Fe2O3·nH2O↓+2e（紅色）Fe2++S2-→FeS↓（黑色）Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓（棕色）第1節(jié)埋地管道的腐蝕3．土壤中由細菌產(chǎn)生的腐蝕

4、土壤水中的硫酸鹽還原菌（SRB）,厭氧菌，可將硫酸鹽還原為硫化物和[O]，產(chǎn)生腐蝕。SO42-S2-+4[O]SRB陽極反應Fe→Fe2++2e+）陰極反應[O]+H2O+2e→2OH-電池反應Fe+[O]+H2O→Fe2++2OH-第1節(jié)埋地管道的腐蝕土壤水中的鐵菌（IB），喜氧菌，可將Fe2+氧化為Fe3+，產(chǎn)生腐蝕。4Fe2++O2+2H2O4Fe3++4OH-IB第1節(jié)埋地管道的腐蝕綜合反映土壤的腐蝕。土壤電阻率——土壤電阻率，Ω·m；R——平行截面間土壤的電阻，Ω；A——平行截面間的截面積，m2；L——平行截面間的垂直距離

5、，m。第1節(jié)埋地管道的腐蝕第1節(jié)埋地管道的腐蝕埋地管道的防腐第二節(jié)一、覆蓋層防腐覆蓋層：為使金屬表面與腐蝕介質(zhì)隔開而覆蓋在金屬表面的保護層。覆蓋層防腐法：用覆蓋層抑制金屬腐蝕的方法。定義：第2節(jié)埋地管道的防腐好的防腐層：熱穩(wěn)定好化學穩(wěn)定好生物穩(wěn)定好機械強度高電阻值高滲透性低石油瀝青防腐層煤焦油瓷漆防腐層聚乙烯防腐層聚乙烯聚氨酯泡沫保溫防腐層熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層環(huán)氧煤瀝青防腐層三層型防腐層第2節(jié)埋地管道的防腐1．石油瀝青防腐層定義以石油瀝青涂料為主要材料組成的防腐層。第2節(jié)埋地管道的防腐底漆：由石油瀝青溶于工業(yè)汽油制成。石油瀝青：I號石

6、油瀝青：軟化點為95～110℃的輸送液體溫度低于50℃的埋地管道II號石油瀝青軟化點為125～140℃輸送液體溫度在50～80℃范圍的埋地管道。內(nèi)纏帶：為玻璃布（由玻璃纖維編織而成）外纏帶：聚氯乙烯工業(yè)膜（膜上涂有由氯丁橡膠與松香混合制得的膠粘劑）瀝青防腐層的結(jié)構(gòu)：第2節(jié)埋地管道的防腐2．煤焦油瓷漆防腐層第2節(jié)埋地管道的防腐底漆由煤焦油和煤焦油瀝青溶于二甲苯制成煤焦油瓷漆（分為三類：軟化點分別為大于100℃、105℃、120℃）煤焦油煤焦油瀝青煤粉內(nèi)纏帶：玻璃纖維織成的氈帶，浸漬了膠粘劑（如乙烯與乙酸乙烯酯共聚物）外纏帶：玻璃纖維織

7、成的氈帶，煤焦油瓷漆。第2節(jié)埋地管道的防腐3、聚乙烯防腐層聚乙烯防腐層的產(chǎn)生方法：擠壓包覆法將聚乙烯加熱熔化，擠壓包覆在涂有底膠的管道外壁形成防腐層膠粘帶纏繞法在聚乙烯帶表面涂上粘膠，制得聚乙烯膠粘帶將聚乙烯膠粘帶纏繞在涂有底漆的管道外單形成聚乙烯防腐層第2節(jié)埋地管道的防腐4．聚乙烯聚氨酯泡沫保溫防腐層以聚氨酯泡沫為內(nèi)保溫層，以聚乙烯為外保護層的復合保溫防腐層。第2節(jié)埋地管道的防腐5．熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層將加有固化劑的環(huán)氧樹脂粉末噴涂在金屬表面，在150～180℃下烘15min，即可得到堅韌的熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層。第2節(jié)埋地管道的防腐6

8、．環(huán)氧煤瀝青防腐層由環(huán)氧煤瀝青底漆、中層漆和面漆組成。第2節(jié)埋地管道的防腐第2節(jié)埋地管道的防腐7．三層型的復合防腐層底層環(huán)氧樹脂，有很好的防腐性、粘結(jié)性與熱穩(wěn)定性；中層為各種含乙烯基單體的共聚物乙烯與乙酸乙烯酯共聚物乙烯與丙烯酸乙酯共