水井套管防腐蝕的強制電流法陰極保護

通過對運行期已達20年的大口徑水源管線追加強制電流深井陽極式陰極保護技術(shù),解決了氣阻等諸多技術(shù)難題,使全線達到了保護,延長了管線使用壽命,節(jié)約了大量資金。文章著重介紹了該項工程中深井陽極的選用依據(jù),以及在設(shè)計和實施過程中對氣阻問題及陽極地床填料選材等關(guān)鍵問題的解決方法。

防腐蝕層與陰極保護聯(lián)合使用是目前長輸管道外壁最常見的防護措施。但是,管道外防腐蝕涂層,特別是絕緣性能良好的防腐蝕層脫粘剝離后,會引發(fā)陰極保護電流屏蔽,使管道得不到有效的保護電流,最終導致管道腐蝕,引發(fā)安全事故。本文綜述了管道外防腐蝕涂層引起陰極保護電流屏蔽現(xiàn)象的原因、表現(xiàn)形式、對管道的危害以及解決的辦法。

針對鋼鐵企業(yè)大量使用鋼質(zhì)水管,本文研究了不同水質(zhì)對鋼管的腐蝕狀況以及施加強制電流控制鋼管的腐蝕。結(jié)果表明,施加強制電流,可使鋼管達到陰極保護的目的,鋼管腐蝕率最小從0.365mm/a降至0.133mm/a,即降低63%,腐蝕率最大可從0.464mm/a降至0.055mm/a,即降低88%。通過正交試驗,強制電流對鋼管腐蝕起主導作用,在投加clo2情況下,通過施以強制電流,可將腐蝕率控制在0.143mm/a~0.199mm/a之間,具有明顯的保護效果。且正交試驗影響的主次關(guān)系為:強制電流、clo2、硬度。

針對受一個陰極保護站保護的埋地鋼質(zhì)管道,提出了管道電位和電流計算的等效電阻方法,并用解析方法推導出管道覆蓋層破損后電位和電流的計算公式。等效電阻方法將所研究管道劃分成若干管段,用一個電阻表示管段對軸向電流的阻礙作用,一個電阻表示對徑向電流的阻礙作用,從而將管道強制電流陰極保護系統(tǒng)表示成一個等效電阻電路。利用網(wǎng)孔電流法求解該電路的網(wǎng)孔電流,并計算出管道各節(jié)點上的電位。計算結(jié)果表明,等效電阻方法得到的結(jié)果與解析法的計算結(jié)果完全吻合。該方法特別適合于管徑和(或)過渡電阻發(fā)生變化的情況。

采用陰極保護聯(lián)合3pe防腐蝕層的方法對埋地鋼質(zhì)管道進行了防護。試驗?zāi)M了管道3pe防腐蝕層底漆存在、金屬基體暴露、金屬暴露孔處未與土壤介質(zhì)接觸及與土壤介質(zhì)完全接觸的不同情況,探討了陰極電流與通電電位之間的關(guān)系,研究了通/斷電位的負移對試樣3pe防腐蝕蝕層陰極剝離的影響。結(jié)果表明,試樣陰極保護電流的變化與管道3pe防腐蝕層的缺陷存在、土壤接觸方式、通電電位密切相關(guān)。通/斷電電位正于-0.85v(cse)時,難以阻止試樣發(fā)生腐蝕,通/斷電位過度負移將造成3pe防腐蝕層的陰極剝離,使3pe防腐蝕層提前失效。

腐蝕控制工程全生命周期管理工作指南 編制說明 2017年7月 1 （一）任務(wù)來源 腐蝕無處不在、無時不有。盡管世界各國為控制腐蝕制定了大量的專業(yè)技術(shù) 標準，但每年仍因腐蝕造成巨大的國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的損失，甚至發(fā)生重大安全事 故，污染環(huán)境、破壞生態(tài)等。究其原因，是由于僅僅依靠單一專業(yè)或某幾項具體 的非生命周期防腐蝕技術(shù)，均不能在腐蝕控制工程全生命周期內(nèi)從根本上杜絕腐 蝕的發(fā)生。然而，在實際工程的整個腐蝕控制工程全生命周期內(nèi)，各個階段在采 用、選擇和使用腐蝕控制方案時往往缺乏整體性、系統(tǒng)性、相互協(xié)調(diào)優(yōu)化性和綜 合性的全局考慮，沒有建立規(guī)范化的運作方法指導和統(tǒng)一的技術(shù)管理支持，以致 因腐蝕造成的損失不斷增加、事故不斷發(fā)生。 為解決上述問題，針對整個腐蝕控制工程全生命周期中的所有活動建立腐蝕 控制技術(shù)支持和管理指導，提出本標準。旨在聯(lián)合、協(xié)調(diào)各行業(yè)、各領(lǐng)域、各方 面，有計劃、有組

結(jié)合萊蕪市已建的泰鋼次高壓燃氣管道追加強制電流陰極保護工程的實踐,論述了陰極保護方案的確定、方案設(shè)計、施工、調(diào)試、運行方面的實踐經(jīng)驗。

強制電流陰極保護技術(shù)是防止和緩解金屬腐蝕的有效措施,因此得到了廣泛應(yīng)用。實現(xiàn)強制電流陰極保護需要輔助陽極的配合,所以應(yīng)對輔助陽極給予足夠重視,但在實際應(yīng)用和日常維修、維護中,人們更多關(guān)注的是陰極保護設(shè)備,而對輔助陽極維護較少,重視不夠。文章在分析陽極接地電阻對強制電流陰極保護影響的基礎(chǔ)上,提出了解決方法。

針對油田油水井套管發(fā)生腐蝕滲漏的現(xiàn)象,分析了土壤腐蝕性的相關(guān)參數(shù).結(jié)果表明,土壤電阻率、土壤氧化-還原電位、土壤理化性質(zhì)等對套管的腐蝕起決定性作用;根據(jù)貝克曼綜合評價指數(shù),確定土壤腐蝕性,評價結(jié)果為大慶油田大部分土壤為強腐蝕等級,必須采取有效的防護措施,防止套管滲漏

鋼管樁陰極保護與Denso防腐蝕技術(shù)聯(lián)合保護

探討了雜散電流對金屬管道的腐蝕機理,給出了雜散電流腐蝕的判別方法,如外觀判別法電氣判別法和管道電位波動法.根據(jù)腐蝕機理尋求排流方法,以對工程應(yīng)用中預防雜散電流的腐蝕提供指導.

外加電流法陰極保護的基本技術(shù)條件 為實施陰極保護并能獲得良好的保護效果，被保護 體系必須滿足一些重要的基本條件。 環(huán)境介質(zhì)必須是電解質(zhì)體系。被保護金屬結(jié)構(gòu)物 所處的環(huán)境介質(zhì)必須是電解質(zhì)體系，一是通過電解導電，保 證輔助陽極能把電流輸送到被保護結(jié)構(gòu)物表面；二是保證在 陰極/電解質(zhì)界面和陽極/電解質(zhì)界面能發(fā)生必要的電化學 反應(yīng)，通過氧化還原反應(yīng)的平衡以實現(xiàn)有效的陰極保護。 被保護金屬結(jié)構(gòu)物的電連續(xù)性。對于任何陰極保護 體系，必須保證被保護金屬結(jié)構(gòu)物具有良好的電連續(xù)性，這 是一個最基本的必要條件。對于不具有良好電連續(xù)性或?qū)щ?性不良的結(jié)構(gòu)物，陰極保護電流流動的電阻大，將會產(chǎn)生較 大的電壓降，從而增大保護電流需要量，顯然這不是不經(jīng)濟 的。此外，同樣的保護電流也會由此而縮小保護范圍，降低 保護效果。對于導電不良或不具有電連續(xù)性的各部件之間可 以采用跨接電纜，以改善電連續(xù)性。例如，對于埋地管道

碼頭設(shè)施的腐蝕狀況關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全和耐久性能;由于受到海水及海洋大氣環(huán)境的影響,碼頭工程會受到氯化物、硫化物、海洋微生物以及各種陰、陽離子等的腐蝕,鋼管樁等工程往往會出現(xiàn)較為嚴重的腐蝕情況,不利于維護碼頭的使用年限和安全。因此,需要采取有效的防腐保護措施,保障鋼管樁在其設(shè)計使用年限內(nèi)的安全及正常使用功能。

1102鋼管樁陰極保護與Denso防腐蝕技術(shù)聯(lián)合保護

在營口港某碼頭鋼管樁出現(xiàn)腐蝕問題后,對鋼管樁采取犧牲陽極陰極保護與denso防腐蝕技術(shù)聯(lián)合保護,詳細介紹了denso防腐蝕技術(shù)的施工工藝以及犧牲陽極陰極保護技術(shù)的設(shè)計過程。結(jié)果表明該結(jié)合技術(shù)的保護效果良好,可供相關(guān)水域的鋼管樁保護借鑒參考。

碼頭設(shè)施的腐蝕狀況關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全和耐久性能;由于受到海水及海洋大氣環(huán)境的影響,碼頭工程會受到氯化物、硫化物、海洋微生物以及各種陰、陽離子等的腐蝕,鋼管樁等工程往往會出現(xiàn)較為嚴重的腐蝕情況,不利于維護碼頭的使用年限和安全。因此,需要采取有效的防腐保護措施,保障鋼管樁在其設(shè)計使用年限內(nèi)的安全及正常使用功能。

通過室內(nèi)實驗,得到了手鐲式陽極套管的電力線分布及極化場形態(tài),找到了手鐲式陽極的最佳組合方式,分析了手鐲式陽極在土壤環(huán)境中對套管的保護效果.實驗結(jié)果表明,手鐲式陽極極化場呈輻射狀,極化半徑超過9m,在淺表層100m內(nèi)每間隔一根套管固定一個手鐲式陽極是最佳的組合方式,在土壤環(huán)境中可對套管起到良好的保護作用.

在油井套管陰極保護系統(tǒng)中,外加陰極電流可以有效地抑制油井套管外壁的腐蝕;但是模擬實驗表明,外加陰極電流同時也可以加速套管內(nèi)壁的腐蝕。本文采用等效電路對這一結(jié)果進行分析,提出了幾種消除不利因素的方法。

本文通過對電絕緣產(chǎn)品在油氣管網(wǎng)強制電流區(qū)域陰極保護系統(tǒng)作用的分析,說明了絕緣接頭是絕緣法蘭換代產(chǎn)品,介紹了絕緣接頭結(jié)構(gòu)與工作原理,并對制造材料和施工安裝方面提出了具體要求和注意事項。

油水井套管損壞問題始終伴隨著整個油田的開發(fā),尤其注水油田開采過程中,套管損害的幾率和程度都大幅度提高,套管的損害不僅嚴重影響油水井自身的正常生產(chǎn),而且降低了連通井組的注采關(guān)系,同時造成作業(yè)施工難度增大,如何預防套管的損壞已經(jīng)成為各大油田迫切解決的共性問題。

為了弄清埋地鋼管陰極保護下交流電流干擾腐蝕的性能及機制,建立了交流回路和直流回路的模擬試驗裝置,研究了陰極保護對于埋地管線交流電流干擾腐蝕行為的影響。利用失重法測量了有、無陰極保護條件下交流電流干擾腐蝕速率,并用掃描電鏡(sem)觀察了腐蝕產(chǎn)物的微觀形貌及去除腐蝕產(chǎn)物后試樣表面腐蝕形貌,測量了腐蝕電流隨時間的變化規(guī)律。結(jié)果表明:施加陰極保護后,腐蝕向均勻腐蝕發(fā)展,且陰極保護可能改變腐蝕產(chǎn)物的沉積狀況和致密度;陰極保護對于交流電流干擾腐蝕的作用,主要集中在析氫反應(yīng)和氣體逸出上;陰極保護對于交流電流腐蝕嚴重程度的影響,根據(jù)不同的腐蝕體系,其規(guī)律也不盡相同。

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