石油大学腐蚀与防护复习题1

1.油气集输管道的内腐蚀原因有哪些？查看答案管道输送介质为油、气、水多相介质，其中又混杂了CO2、H2S等酸性气体，在温度、压力、流速以及交变应力等多种因素的影响下，管道的内腐蚀十分严重。干燥的H2S对金属材料无腐蚀破坏作用，H2S只有溶解在水中才具有腐蚀性。钢材受到H2S腐蚀后阳极最终产物是FeS，它是一种有缺陷的结构，它与钢铁表面的粘结力差，易脱落，易氧化，且电位较正，因而作为阴极与钢铁集体构成一个活性的微电池，对钢基体继续进行腐蚀。反应产物一般认为有两种去向：一是氢原子之间有较大的亲和力，易相互结合形成氢分子；二是由于原子半径极小的氢原子获得足够的能量后变成扩散氢[H]而渗入钢的内部并融入晶格中，溶于晶格中的氢有很强的游离性，一定条件下导致材料的氢脆和氢损伤。湿H2S环境中的的腐蚀主要有氢鼓泡、氢致开裂、硫化物应力腐蚀、应力导向氢致开裂等。当存在水时，水与CO2反应生成H2CO3，引起腐蚀作用。在相同pH值下，由于CO2的总酸度高，因此它对钢铁的腐蚀比盐酸严重。在含CO2油气田上观察到的腐蚀破坏，主要由腐蚀产物膜局部破损处的点蚀，引发环状或台面的蚀坑或蚀孔。另外多相流环境下，腐蚀和冲蚀联合交互作用使得管道材料的失效加剧。2.海洋腐蚀环境哪一个区域腐蚀最严重？这是什么原因造成的？这一区域该如何防腐？查看答案海洋浪溅区腐蚀最严重，由于海水与空气充分接触，含氧量最大，干湿交替以及阳光照射导致的温度升高，加之海浪的冲击作用，成为最苛刻腐蚀环境。飞溅区防腐可以采用重防腐涂料保护，包括无机富锌涂料、环氧沥青涂料、玻璃鳞片涂料、无溶剂环氧涂料、厚浆型涂料等；还可以采用金属涂、镀层，如热镀锌、铝复合涂层；还可以采用矿脂缠带系统，其具有使用寿命长、施工容易等优点。3.我国常用的埋地管道防腐层主要有哪些？其组成是？其适用性的土壤环境是？查看答案埋地油气管道常用的防腐层主要有石油沥青、环氧煤沥青、煤焦油磁漆、3LPE等。石油沥青防腐层由石油沥青、玻璃布、聚氯乙烯膜、底漆组成。其强度及低温韧性较差、吸水率高、不耐微生物腐蚀、易被植物根茎穿透，耐土壤应力差。适用于对环境要求不高的一般土壤环境，如沙土、粘土等。环氧煤沥青防腐层由一层底漆和多层面面漆组成，面漆层间玻璃布增强。适用于规模较小管径的管道工程，同时对涂层机械性能要求不高，但要求耐水、耐微生物及植物根茎的地区。煤焦油磁漆防腐层由底漆、煤焦油磁漆、内外缠带，适用于人烟稀少的沙漠、戈壁地区和水位高、植物根茎茂盛、生物活动频繁的沼泽或灌木丛生地带。3LPE由底层熔结环氧粉末、中间层聚乙烯基聚合物、表层高、中、低密度的聚乙烯或改性聚乙烯组成。适用于各类环境，特别适用于对涂层机械性能、耐土壤应力及阻水屏蔽性能要求较苛刻的环境，如土壤含水率高、碎卵石段、石方段、生物活动频繁、植物根系发达地区。4.阴极保护中常用的辅助阳极和牺牲阳极材料有哪些？其在土壤中使用时阳极地床填充料有什么区别？查看答案常用辅助阳极有铸铁、石墨、高硅铸铁、MMO阳极带、柔性阳极、磁性氧化铁、铂以及带有镀层的阳极等。常用填料是焦炭。焦炭粒是多孔结构，导电性好。用于填充时，既可避免“气阻”，又可加大阳极尺寸，减小阳极的接地电阻，延长阳极的使用寿命。常用牺牲阳极有锌、镁、铝及其合金。填充料是石膏、膨润土或硅藻土、硫酸钠等盐类。可减少电流流通时的电阻，阻止在牺牲阳极表面形成钝化层，活化阳极表面，使保护电流均匀分布，使牺牲阳极本身腐蚀均匀。5.阴极保护附属设施主要有哪些？其作用是？查看答案测试桩：定期检测管道阴极保护参数。电绝缘装置：安装绝缘法兰或绝缘接头可以将进行阴极保护的管段和不进行阴极保护的管道绝缘，使得保护不致流失而造成对其他金属构筑物的干扰以及电源输出功率的增加。另外，在杂散电流干扰区，绝缘法兰或绝缘接头还可用来分割干扰区和非干扰区，减小杂散电流的危害。埋地型参比电极：埋入地下与恒电位仪组成自控信号源或方便一些典型地段的电位测量。检查片：检查片是为了定量地测量阴极保护效果，是在管道沿线典型地段埋设的与被保护管道相同的钢制试片。6.如何防止储罐的腐蚀？查看答案油罐的内壁涂层满足耐油、耐化学介质、抗腐蚀和导静电要求，以保证油罐的安全使用。底漆主要采用导电的富锌底漆或不含锌粉的导电底漆；面漆多采用综合性能优异的环氧类浅色导电涂料。油罐的外壁涂层以满足耐大气腐蚀、大气老化和保持良好外观为主。底漆多采用环氧富锌、环氧云铁类，面漆多为脂肪族聚氨酯、丙烯酸和氯化橡胶类。油罐的罐底内表面应实施加强的涂层防护，可通过增加底漆或中间层涂膜厚度的方法，保证防腐效果。罐底外表面要求涂层具有良好的耐热性，焊接后涂层不受损伤，应涂装无机富锌等耐热涂料或在焊口1～3cm范围内涂装无机富锌等耐热涂料。油罐的罐顶内表面通常有网架结构等加强筋，结构复杂、边角焊缝较多，容易发生涂层防护提前失效，除应选择性能优异的涂料，更要严格控制该部位的表面处理和涂装质量。（2）阴极保护原油储罐内壁通常使用牺牲阳极阴极保护，牺牲阳极选择铝阳极。保护的范围是罐壁下部1米，罐底板内表面全部。罐底板外壁阴极保护技术可采用牺牲阳极和外加电流阴极保护两种。对于底板面积较小，罐底施工质量有保证的储罐，当周围土壤电阻率较低时可选用牺牲阳极保护。对于所需阴极保护电流较大的罐底，采用外加电流法较为合适，通常可供选择的阳极埋设方式有罐周直埋立式、罐底水平式、罐旁深井式和罐底斜角式。7.如何评价长输管道阴极保护的有效性？查看答案（1）保护率100％保护率反映管道施加有效阴极保护覆盖范围的程度，通常以保护管道的总长和未达有效保护管道长度两参数计算。（2）运行率≥95％阴极保护运行率反映在一年时间内，阴极保护运行时间所占的比例。（3）保护度≥85％阴极保护保护度反映阴极保护有效程度，通常采用通电、不通电的试片腐蚀速率来计算。（4）保护电位通常管道阴极保护电位应为-850mV（CSE）或更负，但不能比-1200mV更负。也可采用阴极极化或去极化电位差大于100mV的判据。8.如何判定地下金属管道遭受交流杂散电流腐蚀？查看答案当管道交流干扰电压不高于4V时，可不采取交流干扰防护措施。当管道交流干扰电压高于4V时，应采用交流电流密度评估。当交流电流密度30A/m2时，可不采取交流干扰防护措施；当交流电流密度为30～100A/m2时，宜采取交流干扰防护措施；当交流电流密度30A/m2时，应采取交流干扰防护措施。9.为了测试管道等金属构筑物的自然电位以及阴保电位，需要用到参比电极，在实际使用中，常用的参比电极有哪些？各适用于什么环境？查看答案常用的参比电极有饱和甘汞电极、银－氯化银电极、饱和硫酸铜电极，分别适用于实验室测试、海洋环境、土壤环境。10.如何防护直流杂散电流腐蚀？查看答案（1）最大限度地减少干扰源泄漏电流（2）保证电气化铁道与管道间的安全距离、阴极保护系统与地下管道的安全距离。（3）增加回路电阻，管道防腐层等级应为加强级或特加强级。（4）排流保护。排流形式有直接排流、极性排流、强制排流和接地式排流，接地式排流分为地床排流、阴极保护排流、牺牲阳极排流三种类型。