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三、油气管道腐蚀机理
2.2 电解腐蚀 指外界杂散电流使处在电解质溶液中的金属发生电解而形成的腐蚀。 当管道铺设在电气铁路、电厂附近时，就会发生杂散电流腐蚀。 多数情况下，大地被作为电流的回路。在寻求电阻最小的回路时， 电流常常偏离其直接通道，而以地下管道等其它构筑物作为旁路。其干 扰范围大，腐蚀速度快，且受多种因素的影响，防护难度较大。
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三、油气管道的腐蚀机理 2.油气管道腐蚀机理：
气体腐蚀 化学 腐蚀
非电解质溶液 中的腐蚀
腐蚀
细菌 腐蚀
硫酸盐还原 菌腐蚀导致
电化 学腐 蚀
原电池腐蚀 电解腐蚀
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三、油气管道的腐蚀机理 3. 具体腐蚀过程
1）化学腐蚀（整个金属表面的流失比较均匀，一般腐蚀较轻）
指金属表面与周围介质发生化学作用而引起的破坏。特点是在化学作用进行过 程中没有电流产生。化学腐蚀又可分为两种。 (1) 气体腐蚀 指裸金属表面暴露在空气或其它气体中, 形成氧化膜和化合物, 在较高温度下 氧化膜生长速度通常较快, 空气或气体中的水分会加快这类腐蚀的速度。 (2) 在非电解质溶液中的腐蚀 油气管道内除常含有一定的水分外, 有时也含有一定的H2S, SO2, CO2等易腐蚀 管道的化学物质。它们与管道内壁发生化学作用而腐蚀管道。
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三、油气管道的腐蚀机理
情况五：产生微电池。由于在施工过程中受碰撞、表面划痕和刮痕等影响，使埋 地管线的防腐层破损而露出金属表面。在下雨或积水时，管线外壁常形成薄水膜。 这些裸露的金属与管线外壁的水溶液可形成许多阴极和阳极, 构成许多个微电池 而腐蚀管道。 这种腐蚀由管线下表面开始, 然后逐渐向里渗透、扩张, 从而形成氧化层鼓起 并分层。随着腐蚀的不断加深和扩展, 防腐层也逐渐成片脱落, 进而形成管线 底部的大面积锈蚀区域。这是埋地管线防腐/2010/1001/jmzg.html Reference: /hyxw/2010/1001/jmzg.html
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二、油气管道腐蚀背景及意义
除了自然的不可抗力之外,近几年,“打孔盗油”、“打孔盗 气”等人为破坏因素导致油气管道事故频发。2009年9月中旬,
东营市孤岛采油厂特大盗油案 (胜过懒昌星案件)(2012-11-30)
主犯:李爱诚、刘玉柱、李大国在不到六年的时间，就因盗油，拥有资产上亿元。
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二、油气管道腐蚀的背景及意义 2、研究的背景
目前，石油及天然气资源主要依靠埋地管道(通常为低合金钢)进行输 送。在管道运营过程中，各种因素带来的管道腐蚀常造成管道的失效，
流出
（受腐蚀）
流入
（受保护）
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三、油气管道的腐蚀机理
综上所述，油气管道在潮湿的大气中、海水中、土壤中以及油气田的污 水、注水系统等环境中的腐蚀均属腐蚀原电池。 当管、罐金属表面受到外界的交、直流杂散电流的干扰产生电解电池的
作用时，腐蚀金属电极的阳极溶解，即发生所谓的杂散电流腐蚀。(电解
池的正极进行阳极反应，负极进行阴极反应，其电极的正、负极性与腐 蚀原电池相反) 故电化学反应是借助于原电池和电解池进行的。电化学腐蚀较普遍和常 见，是油气田设备及管道腐蚀的主要类型。
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二、油气管道腐蚀背景及意义 1、课题的提出 目前，中国的大地下正埋藏着长达7万多公里的油气管道
这张“地下长城”规划图还在不停地扩张,未来10年内,“地下长城” 的主干线、支线增加的长度将可能再绕地球一到两周。 因此，如何保障蔓延中国大地的油气管道的安全，成为越来越突出
的问题。
Reference: /hyxw/2010/1001/jmzg.html Reference: /hyxw/2010/1001/jmzg.html
例如：碳钢在酸性环境腐蚀时，在阳极区Fe被氧化成Fe2+，所 放出的电子自阳极（Fe）流至钢表面的阴极区（如Fe3C）上， 与H+作用而还原成氢气，即 阳极反应：Fe→Fe2++2e 阴极反应：2H++2e →H2↑ 总反应：Fe+2H+ →Fe2++H2 ↑
管体局部发生严重坑蚀
、石油沥青防腐层大面积剥离 防腐层下管体明显锈蚀
油气管道及其腐蚀
目录
油气管道的发展现状及趋势 油气管道腐蚀背景及意义
油气管道的腐蚀机理
油气管道的检测技术 油气管道的防腐技术 我国油气管道未来技术展望
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一、油气管道的发展现状及趋势 1. 世界油气管道基本现状及特点
管道运输是五大运输方式之一，在世界已有100多年的历史，至今发达国家的原 油管输量占其总输量的80%，成品油长距离运输基本也实现了管道化；天然气管 输量达95%。美国和前苏联是世界最大的油气消费国，已建油气管线长度分别占 世界第一位和第二位，占世界石油管道总长度的60%。
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二、油气管道腐蚀背景及意义
“几百吨石油值不了什么钱,但是抢修维护需要几十倍甚至上百倍的代价。”中石油 的一位人士说,“现在需要优化发生事故的几率与抢修的成本。”
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三、油气管道的腐蚀机理
2）电化学腐蚀（影响最为严重）
管道主要腐蚀是电化学腐蚀。特点是在腐蚀进行过程中有电流产生。可分为： (1) 原电池腐蚀
指金属在电解质溶液中形成原电池而发生的腐蚀。对于管道来说, 其外围的湿润土壤 和大气,都含有电解质溶液。原电池腐蚀可分为以下几种情况：
情况一：新旧管线连接时引起的。最常见也最容易忽视的原电池腐蚀是将一 节新管焊接在一条旧管道上时发生的。此时，新管总为阳极。 情况二：不同金属成分连接引起的。钢管本体的金属和焊缝金属成分不一样， 两者的电位差有的可达0.275V, 埋入地下后电位低的部位遭受腐蚀。 情况三：金属物理状态不均匀引起的。在机械加工和施工过程中会使金属各 部分的变形和内应力不均匀, 变形和应力大的部位, 负电性增强，常成为腐蚀电 池的阳极, 而受腐蚀。 情况四：由金属表面差异引起的。管道埋地后, 表面的伤痕、刮痕、管箍及 管件上表面光洁的螺纹形成活泼的阳极区, 光洁表面一般为阳极区,而其余管道 表面为阴极区, 这样的腐蚀非常活泼且破坏性强。
93
100 80 60 40 20 0
33 3.5
美国
前苏联
中国
截至2004年底，全世界油气管道干线长度已超过200×104km。
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一、油气管道的发展现状及趋势
图1 美国油气管道管网示意图
图2 俄罗斯油气管道管网示意图
天然气管 天然气管道 道 成品油管 成品油管道 道 原油管道 原油管道
图3 我国油气管道管网示意图
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二、油气管道腐蚀的背景及意义
自然灾害（不可避免）
危害管道 安全因素
所以分析油气管道
人为破坏（主观避免）
腐蚀的原因，研究 管道腐蚀的原理显
得尤为重要。
管道腐蚀（最为严重）
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一、油气管道的发展现状及趋势 2.中国油气管道现状及发展历程
20世纪50年代，第一条原油管线，新疆克拉玛依至独山子； 20世纪70年代，原油产量剧增，相应建成一批输油管线； 十一五期间，输气管道建设迅猛增长，新建管道总长超过8000km； 目前中国油气骨干管道里程已突破7万公里。管道运输已经成为继公 路、铁路、水运和航空之后第五大交通运输方式，承担着我国70%的原 油和99%的天然气运输。 随着X80、X100管线钢的应用和中国油气管网的进一步完善、陆上进 口油气管道的建成和沿海LNG大规模引进，建立全国性调度中心及区域 调度中心将是今后管网系统发展的方向。
案例： 在2004年4月，在伊朗北部传输石油产品的API5L X52管线管发生破裂，导致 油气泄漏。对腐蚀的原因进行了研究发现，除了SCC外，SRB微生物的参与在微 观结构上对SCC在裂纹扩展中起到了重要作用，从而加强管道点蚀和裂纹萌生过 程。
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三、油气管道的腐蚀机理
3）细菌腐蚀（硫酸盐还原菌腐蚀导致）
当土壤中含有硫酸盐时, 在缺氧的情况下, 一种厌氧性细菌--硫酸盐还原菌就 会繁殖起来, 在它们的生活过程中需要氢或某些还原物质, 将硫酸盐还原成为硫 化物, 利用反应的能量来繁殖。硫化物与钢管表面形成的氢膜相互作用, 消耗了 氢膜而使更多的铁从钢管溶解下来。细菌本身并不侵蚀钢管, 但随着它们的生长 繁殖, 消耗了有机质, 最终构成管道严重腐蚀的化学环境而腐蚀管道。
中石化鲁皖成品油管道柴油泄漏,方圆百里的老百姓抢油,其原因就 是盗油引起。2003年“12·19”兰成渝输油管道打孔盗油案中,喷发 的油柱高达40余米,导致宝成铁路停运6小时,管线停输近15小时。事 后,主犯被处以死刑。
•人为破坏
（主观避免）
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据介绍,目前盗油分子不仅盗窃油管道,而且开始伸向天然 气管道,天然气管道压力大,造成的伤害也必将更严重。 2009年10月底，《石油天然气管道保护法草案》正式由全 国人大审议。这也标志着，油气管道立法被提上议事日程。
降低使用寿命，影响管道输送。在油气田开发生产中，从油气井到管道
和储罐以及各种工艺设备都会遭受严重的腐蚀，造成了巨大的经济损失。
管道腐蚀的问题也广泛凸显在采油、储运等石化行业的各环节中，是
保证油气输送和安全、控制油气成本所面临的重要课题。
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二、油气管道腐蚀背景及意义 3、研究的意义
1）腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素
所以，分析油气管道腐蚀的原因，研究管道腐蚀的原理显得 尤为重要。 ---- 意义重大！
Reference: /hyxw/2010/1001/jmzg.html