腐蚀与防护工作概要课件

腐蚀与防护工作概要2009-11-11背景有关统计显示，各国每年因腐蚀造成的蚀损失约占国内生产总值（GDP）的3%～5%。美国2008年发布的本国第9次腐蚀损失调查结果表明，2008年直接腐蚀损失是3760亿美元；我国2008年腐蚀所造成的经济损失超过6000亿元人民币。在化工和石油化工企业中，腐蚀是一种普遍的、与很高的维修费用联系在一起的现象。例如，美国的流程工业企业每年在解决腐蚀方面投入的资金就高达2160亿美元，主要用于腐蚀检查、流程设备腐蚀后的维修或者配件更换、采取相应的预防措施等等。包括了特殊防腐涂层的费用、管道的阴极防腐处理或者抵抗内部腐蚀的防锈剂等等。领域在学科上腐蚀与防护专业起码是跨接和交融在材料学、电化学和弱电子学三大学科中；涉及到国防和民用各个行业所有的装备产品服役中的安危和要应对日新月异变幻的新环境适应性的要求。如石油开采中如何应对高浓度CO2和H2S对管系的严重腐蚀问题；1000m以下深海中可燃冰的开采、大潜深潜艇的腐蚀与防护技术研究；材料表面的纳米化处理和纳米涂层技术；海湾大桥、大型水坝的百年安全防护技术；南水北调、海水淡化的防蚀新技术；核电、石化行业的环保减排中某些防护新技术都是崭新的、急需攻克的技术难题，即包含着大量的高科技、创新内容。从物质损失、环境污染、影响国计民生的角度看腐蚀长期以来，人们认为腐蚀是一种必然现象，自然规律，无碍大局；腐蚀处处有，但其危害并不处处见，也不像地震、火灾等突发性事故那样可怕。而且腐蚀具有普遍性、隐蔽性、渐进性和突发性的特点，既是流行病，又是一种慢性病，使大多数人对腐蚀视而不见，司空见惯，因而习以为常，不予重视。现在这种认识误区正在逐步扭转。越来越多的人认识到，腐蚀是一种严重的消损现象，它无处不在，无时不有，损失巨大。随着工业化的发展，腐蚀和污染一样都在不断加剧。每年因腐蚀造成的损失约占各国GDP的3～5%。据此测算，我国去年腐蚀损失约有5000多亿元，远远大于自然灾害和各类事故损失的总和。腐蚀不仅无时无刻地吞噬着地球上有限的宝贵资源，破坏着大量的生产装置、建筑设施，还造成环境污染，甚至危及人类安全和健康。因此，决不能漠然处之，必须像关注环境、自然灾害、流行病那样，关注腐蚀，全社会都要积极行动起来，向腐蚀宣战。从建设资源节约型和环境友好型社会的高度认识腐蚀腐蚀虽可控制但要投入，而其效益是滞后的和间接的，所以人们认为腐蚀控制可有可无，作用不大。这种认识现在也在改变。事实教育大家，目前人类虽然还无法根除腐蚀，但完全可以控制腐蚀。只要采取现有的防腐蚀措施，可以延长设备和装备的使用寿命。例如地下金属管道采用电化学（阴极或阳极）保护，就可以大大减缓腐蚀速度，使用寿命可以延长2～3倍。各行业都积极推广采用防腐蚀新设备、新技术、新工艺、新材料，我国至少可以减少30%的腐蚀损失，腐蚀控制不但可以减少损失，还具有安全耐蚀、美化环境、体现时代精神三大功能。世界各国都十分重视人类的生存环境，地上的建筑、海陆空交通工具，油、气、水输送管道，各类工业装备设施，无论选用耐腐材料，还是采用防腐蚀措施，都是在确保安全耐蚀的同时，追求与自然的和谐，为人类创造一个安全、舒适、美丽的生存空间。因此腐蚀控制在推进我国经济“节约发展、清洁发展、安全发展、可持续发展”的进程中，有着不可替代的重要作用。决不能等闲视之，而应该象重视节水、节能、节电、节气、环保、安全那样，重视腐蚀控制。这是贯彻中央关于创建节约型社会的需要，是减少污染、保护环境的需要，也是建设和谐社会的需要。从耐蚀产品开发和防腐施工的难度了解了防腐蚀过去，在一些人的想象中，防腐蚀业很简单，无非是刷刷油漆、贴贴磁砖、搞搞衬里而已。这是又一种认识误区。现在了解到，现代防腐业是一个很大的产业群。有一个从科研开发、产品生产使用，一直到防腐施工的完整产业链。其腐蚀机理的研究剖析，耐蚀新产品、新材料的研制开发，不同介质和不同环境下防腐措施的选择等等都很复杂。涉及电化学、物理化学、材料学等很多学科。很多问题还在探索之中。科研单位、大专院校、大型企业都有专人从事防腐事业。即使仅就防腐施工而言，也包括施工机具的改进、施工工艺和技术的提高、施工组织设计和人员培训等多个方面。现代防腐蚀业已不是一把刷子、一把铲子就能干的行业，而是具有高技术、高标准、高难度的特点。耐腐新产品、新技术、新工艺更是层出不穷。对腐蚀危害性和腐蚀控制重要性尚未引起全社会高度重视腐蚀难免论、无碍论，以及腐蚀控制无用论、简单劳动论的偏见依然有一定市场；腐蚀控制对节约资源、节能、环保、安全和建设和谐社会重要作用的认识尚有差距；对一些已为国内外实践证明、确有成效的防腐蚀措施，立法滞后，不能成为强制性措施；对急需进行的我国腐蚀和防腐蚀情况的普查，以及一些新技术、新产品的研发，因投入不足而不能实施防腐蚀业基础还比较薄弱，力量分散，多数企业水平不高企业小而散，集中度低，队伍素质不高，防腐蚀装备水平较低，缺乏国际竞争力；设计、生产制造、贮运安装、操作运行和日常维护的紧密型防腐蚀产业链尚未形成，各唱各的调，不能按技术性、功能性和经济性的要求，完成防腐蚀不同功能的需求；我国尚未涌现出全国有影响力的防腐蚀企业和企业家，更无国际知名防腐蚀企业和产品品牌防腐蚀产品和技术与国际水平相比有较大差距如：绝大部分锆、钽、铌耐蚀特种金属材料、精细石墨原材料和防腐蚀塑料的原材料还需要进口；新型、特种、长效防腐蚀涂料的品种和产能有待发展和提高；热塑性玻璃钢制品有待开发，玻璃钢废品的回收利用急需解决；防腐蚀产品中，纳米技术的应用需加大开发力度；橡胶衬里的质量还不够稳定；防腐蚀地坪，特别是树脂地坪的施工工艺需进一步完善电化学保护技术，如阴极保护所用的仪表仪器、自动化程度与国际水平还有一定差距，一大批贮存和运输危险品的设备和管道还没有实施保护措施石油工业腐蚀在我国的油气田事故中，腐蚀造成的破坏约占30％国内某油田1993年管线与容器腐蚀穿孔8345次，更换油管590公里，直接经济损失7000多万元，而产品流失、停产、效率下降、环境污染等的间接损失可达2亿多元。柯伟《中国工业与自然环境腐蚀调查》油气田腐蚀主要包括：采油系统（井下工具及抽油系统的腐蚀；油管、套管内腐蚀）注水系统（注水管线的腐蚀、注水井油套管的腐蚀、回水管线腐蚀、注水泵腐蚀）油气地面集输系统天然气净化厂（脱硫系统，脱水系统等）污水处理站长输管道海上钻井平台石油工业腐蚀杂项电流和土壤腐蚀加工原油高硫、高酸值材质等级偏低有机CL-高温、高压、高流速微生物流体冲刷焊缝缺陷机械磨损溶解性气体结构应力涂装缺陷浪花飞溅区海生物附着海潮气潮差变化流体诱导酸性介质石油工业腐蚀腐蚀类型腐蚀发生部位检测方法防腐措施钢管桩浪花飞溅区腐蚀重防腐涂层下部观察判断重新涂装，包覆外加阴极保护平台外表面暴露于高盐高湿环境防腐涂层失效观察判断重新涂装平台导管架牺牲阳极消耗过快平台导管架安装的牺牲阳极ROV更换牺牲阳极或者外加电流油管二氧化碳或者硫化氢腐蚀接箍或者管柱内表面检测气体含量或者修井判断井下加注缓蚀剂或者更换耐蚀管柱采油树井口冲蚀腐蚀油嘴前后弯头超声波测厚壁厚增加或者更换耐冲蚀材料海底管线焊缝缺陷腐蚀穿孔焊缝缺陷部位海管泄漏后压力变化，智能球更换失效段海管或者打卡子，优化缓蚀剂海管底部垢下腐蚀大部分海管6“点钟位置海管泄流后压力变化，智能球更换失效段海管或者打卡子，优化缓蚀剂海管面临的co2和h2s大部分海管6“点钟位置海管泄流后压力变化，co2h2s含量，智能球添加缓蚀剂流体诱导腐蚀高流速管道中焊缝附近检测流体的雷诺数，智能球降低流速或者增加流体粘度冲蚀弯管附近智能球增加膨胀弯管壁厚或者去除流体中固体颗粒分离器底部腐蚀焊接部位和流体滞留部位超声波测厚，铁离子检测缓蚀剂，将滞留流体运动起来管线滞留流体部位焊缝或者法兰附件超声波测厚，铁离子检测将滞留流体运动起来应力腐蚀开裂水力旋流器部分管线弯头和焊口发现泄漏或者超声波探伤打卡子或者更换管线气蚀外输泵叶轮外输泵振动增加更换叶轮缝隙腐蚀管线连接处或者有应力开裂的部位观察腐蚀失效，超声波探伤打卡子或者更换管线电偶腐蚀部分不锈钢与碳钢直接相连部分检测两端材质腐蚀电位更换成同样的材质微生物腐蚀部分海管底部和管线流体滞留部位检测SRB的含量变化加入杀菌剂并清管作业近50%的管道泄漏是由内外部腐蚀引起；对于气体传输，超过20%的泄漏由腐蚀引起；在引起酸性油气田设施腐蚀的众多因素中,H2S和CO2是最危险的,特别是H2S不仅会导致金属材料突发性的硫化物应力开裂,而且大量的研究表明,溶有盐类、残酸、H2S和CO2的水溶液往往比单一的H2S、CO2水溶液腐蚀要严重得多,腐蚀速率要高几十倍,甚至几百倍；局部腐蚀占腐蚀事故的70%-90%。石油工业腐蚀上海采技服防腐中心简介腐蚀与防护工程技术中心隶属于中海油能源发展采油技术服务公司上海分公司，面向国内外石油行业及相关产业提供全套工业腐蚀研究与技术服务，包括腐蚀结垢的研究与评价、腐蚀监/检测系统设计与服务、腐蚀失效原因分析、开发腐蚀结垢数据管理系统、海水防污、埋地管线检测、阴极保护系统工程、防腐涂装设计与施工等。上海采技服防腐中心简介中心提供全方位、多层次的腐蚀监测评价与防护工程服务。包括：油气田采、集、输系统、石油炼化厂储罐、输送管网、港口、船舶、桥梁、管网设施、发电厂循环冷却水系统、化工厂循环冷却水系统、城市污水处理系统。与众多国内外腐蚀防护技术公司、协会、科学院所进行着广泛的技术交流和合作。生产工艺设计参数分析历史生产数据分析历史腐蚀监测数据分析现有防腐检测手段评估现有防腐措施效果评估系统中已经发生腐蚀部位统计确定已发生腐蚀的因素及腐蚀机理腐蚀检测技术与检测方法的选择易腐蚀管段取样点位置的选择海管旁路设计阴极保护方式的选择与设计阴极保护监测系统设计优化化学药剂的选择、评价化学药剂加注工艺的设计和优化现场调研，根据设计方案，组织队伍现场实施腐蚀监控和防护措施ODP防腐工艺前期设计CorrosionProtectioninODPdesign历史数据调研documentscollection数据库管理Databasemanagement腐蚀管理数据库可以实现不同油田、不同系统腐蚀状况、水质分析的结果、流程的变化情况、不同检测方法的检测结果等数据的归纳、总结、查询功能；动态显示危害程度、腐蚀检测点分布、腐蚀程度等信息的功能一个有效的数据库管理可以实现作业者对工况腐蚀状态的快速查询与及时预警。腐蚀一体化管理腐蚀挂片LPR线性极化和ER电阻电极ROVFSM场指纹检测SMARTPIG管道智能检测RD-400/PCM埋地管线探测长距离管道超声导波聚焦检测便携式X射线管道外壁腐蚀检测远程超声C扫描成像系统Pipescan—管道腐蚀漏磁检测超声波测厚和无损探伤直接检测腐蚀检测与监控Corrosioninspection&monitoring

间接检测监控系统PH值原油性质分析水质全分析天然气性质分析细菌含量测试总铁含量检测水中溶解性气体二氧化碳分压天然气露点砂粒、污油泥检测井下腐蚀监测系统（DCMS）Quicksand磨蚀检测系统CPMS导管架阴极保护系统海管旁路检测系统Microcor电感检测系统腐蚀监测手段丰富、多家腐蚀监测承包单位承担不同的腐蚀检测任务，监测数据在一定程度上可相互验证；但各种监测数据、失效分析数据、流程变化数据等缺乏缺乏统一、归纳，相互关联，给现场的腐蚀管理带来一定难度。腐蚀一体化管理电化学工作站电位滴定仪高温高压评价釜LPR油水系数分析装置HACH分析仪坑深测定仪液相硫化氢检测装置离子色谱分析仪紫外-可见分光光度计磁力驱动评价釜（四联体）动态环道评价装置（FlowLoop）RCE（旋转电极）离子选择性电极扫描电镜(SEM)能谱分析(EDS)X射线衍射(XRD)热重分析(TGA)SIMENX-荧光光谱仪原子吸收光谱仪金相显微镜显微硬度计气相色谱-质谱联用仪采用各种评价装置，各种分析仪器、各种软件结合腐蚀数据库信息开展腐蚀和结垢相关机理研究和诊断分析。主要是为特定腐蚀环境选材，筛选评定各种材料的耐蚀性，包括腐蚀率、发生局部腐蚀的可能性和速度等；测定防腐蚀方法的效率及寻找最佳参数、电化学保护的最佳电位和电流密度；并采用高温高压腐蚀评价装置、动态环道腐蚀评价装置、油水分配系数测定装置，评价缓蚀剂、防垢剂的应用效果。PH计诊断预测Analysis&prediction腐蚀失效分析Corrosionfailureanalysis腐蚀结垢预测软件红外分析(FHR)腐蚀一体化管理通过多年的海上服务经验，防腐中心已积累了一定的配套技术，如腐蚀监测、腐蚀机理研究、腐蚀结垢预测、失效分析、腐蚀数字化管理、阴极保护系统维护等等。

油田腐蚀控制是一个系统工程，随着油田开发程度的加深，腐蚀结垢监测与现场控制需要不断的深入，以期达到延长油田正产生产寿命的需要。尤其是对未投产的油气田，从设计和工程阶段着手建立腐蚀一体化管理体系，参照开发方案、工艺条件、工程标准和材料标准把防腐设计实施于其中，这是最好的防腐理念和措施。

防腐中心在未来5年的发展中，重点是建立腐蚀管理基本结构和团队，开展长期有效的腐蚀一体化管理工作。对上游和中下游进行全面、系统、科学的调查研究，收集历史数据，查勘腐蚀现状，按照腐蚀因素、等级分类，并且应用数据库管理，实现腐蚀危害智能预警。同时在一体化管理中建立检测监测标准，贯穿具体的制度程序，先入为主，防患于未然。腐蚀一体化管理腐蚀研究重点实验室ScanTrackPL™-γ射线管道腐蚀扫描系统ScanTrackPL是用于检测在役管道（包括带保温层）的内外壁腐蚀，集自动化、数字化于一体的γ射线扫描系统。利用最新CMOS成像技术，ScanTrackPL可以实现对管道根部或整周100%的检测。在小计算机控制扫描运行的同时，工作站进行实时采集、分析、存储γ射线数字信息。便携式X射线管道外壁腐蚀检测系统无需拆除保温层,通过手持显示器或眼镜,直接观察保温层下管道外壁的腐蚀状态.非常适合石油石化、电场等高温管道管网的在线检查。系统包含一个高灵敏度的X光映像器和由电池供电的提供两种能量范围的X射线管。移动的映像器在对象周围可以提供一个三维图象，使操作者能够比任何以前的X光系统更迅速，更详细的扫描各种物体的大小。彩色摄像机可以显示X-射线视图区域。腐蚀检测与检测技术UT/NDT检测

超声波发生器发出的超声波，以纵波、横波、表面波或板波中任何一种形式发射到被检物中，并在其中传播。如果在传播过程中遇到缺陷，将有部分超声波被缺陷反射回来并被探头接收。超声波探伤就是根据回波的返回时间和强度，来判断缺陷在零部件或结构中的深度及相对大小，进而实现超声探伤的目的。Teletest长距离管道超声导波聚焦检测系统检验管道的腐蚀或冲蚀，能够100%覆盖管道壁厚。仪器在一个测试点可以沿着管道向两端发射低频超声导波，可以传播很长的距离，甚至在保温层下面传播，反射的回波由仪器接收，由此评价管道的腐蚀情况。该技术正在被广泛的接收为管道和管网评估的有效工具，尤其在对其实验检验很困难的或因实施检验的费用昂贵的场合，更易发挥其技术优势。Pipescan—管道腐蚀漏磁检测系统检测管道内、外部腐蚀的检测系统。该系统以漏磁原理为基础，具有操作简单、检测高效、方便携带等优点。最新的磁性材料、独特机械设计的扫描探头，即可覆盖管径50mm到2400mm的管道。不同于其它检测方法，运用漏磁技术不论是进行离线检测还是在线检测都不受管道内部流动介质的影响。检测时，检测管道表面的温度可达到90℃。腐蚀检测与检测技术井下腐蚀监测系统（DCMS）

DCMS是目前唯一能够在恶劣的井下环境中实时监测腐蚀率

和温度数据的仪器。DCMS敏感度高，可对井下实际应用中的缓

蚀剂成膜进行评估，具有良好的预见性。DCMS由探头、电子存

储模块和电池组成。氢含量检测

氢监测仪是测量氢原子的渗入率来显示钢铁对氢诱发裂纹和

氢鼓泡的敏感性。通常，应用在定性的检测氢原子量明显增加的

过程中。与电化学方法相比，这种可靠的物理测量原理是一种既

简单又易于实现的方法。插入式探头测试材料的寿命一般是很充

足的，但如果需要也可以更换。几种不同配置的RCS氢探头可供

选购，每一种探头都有自己的优势和局限。氢监测设备可应用于

危险区域。Quicksand磨蚀检测系统

油气井中的沙砾会引起油井顶层设备的迅速侵蚀和磨损，如

阻塞门、阀门、分离器管路等部件。此外，它也可能导致形成更

严重的危害。因此迅速探测和补救油井出沙和磨蚀情况是极其必

要的，以避免顶层设备在短期内失效和累积形成更大损害。RCS

提供这一类金属损耗探头和监测仪器，是在近似真实速度的条件

下，专门为检测沙砾磨蚀而设计的。腐蚀检测与检测技术CPMS实时检测腐蚀电流,实时检测腐蚀点位,优化平台牺牲阳极设计,及时发现导管架欠被保护的位置,为相似海域导管架阴极保护设计积累数据

FSM是一种监测工艺管道和管线内部整体和局部腐蚀、磨蚀和破裂的无接触式监测手段，可快速反映出实际管壁厚度的实时改变，FSM可以改进腐蚀控制、降低巡检费用，从而为用户节省运行成本。管道旁路技术腐蚀产物（沉淀物）取样分析；缓蚀剂性能的快速评价；试验管段内表面腐蚀状况描述；安装腐蚀检测探头进行在线腐蚀检测；针对该管段进行加密超声波测厚；取样进行微生物培养，分析MICR

长输管道场指纹检测技术腐蚀检测与检测技术检测仪器：RD-PCM型埋地管道外防腐层状况检测仪非接触式探测和评估，无需开挖。杂散电流、电位梯度分布情况阴极保护系统工作状况管线简单地理信息管道外防腐层老化破损情况管壁厚度测量埋地管道腐蚀检测腐蚀检测与检测技术

根据不同的流体选择适宜的腐蚀检测技术，及时性与长期性相互兼顾的原则（均匀与局部检测），在线检测技术与离线检测技术相互配合，互相补充，对腐蚀监测系统实施网络化管理，可以将ER电阻式测试系统、CORRATER线性极化式测试系统以及MICROCOR电感式测试系统的测试数据以及过程数据整合在一起。专家系统可将这些腐蚀数据与过程数据、化学参数做出其相关性并进行腐蚀数据管理。远程腐蚀数据也可轻易便捷地传送到本地系统当中。腐蚀状态远程网络监测系统腐蚀检测与检测技术腐蚀管理数据库专业腐蚀预测软件CorrosionAnalyzer，可实现以下功能：分析预测功能动力学分析热力学分析模拟功能计算功能腐蚀管理软件专业结垢预测软件ScaleChem，可实现以下功能：模拟功能计算功能分析功能预测功能优选功能腐蚀管理软件阴极保护工程是一种用于防止金属在电介质（海水、淡水及土壤等介质）