文档介绍：1、金属电化学腐蚀基础知识
2、阴极保护技术原理及发展简史
3、阴极保护技术的分类
4、阴极保护系统的基本构成
5、阴极保护准则
7、阴极保护系统施工与验收
8、阴极保护运行维护与管理
6、涂层与阴极保护的相互关系
讲座内容
阳极反应:
Fe
2e
Fe2+
+
(氧化反应)(失电子)
阴极反应:
O2
+
2H2O
+
4e
4OH-
(还原反应)(得电子)
总反应:
2Fe
+
O2
+
2H2O
2Fe(OH)2
中性介质(水溶液、土壤)
金属管壁
O2
O2
O2
O2
O2
+
2H2O
+
4e
4OH-
2e
2e
阳极区(腐蚀部位)
阴极区
Fe2+
Fe2+
Fe(OH)2
OH-
金属管壁
金属电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的电解质溶液(土壤或水溶液等)发生电化学作用而产生的破坏。
1、金属电化学腐蚀基础知识
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阳极反应:
Fe
2e
Fe2+
+
(氧化反应)(失电子)
阴极反应:
O2
+
2H2O
+
4e
4OH-
(还原反应)(得电子)
总反应:
2Fe
+
O2
+
2H2O
2Fe(OH)2
腐蚀反应:
金属的价态升高(失电子)(被氧化)
去极化剂的价态降低(得电子)(被还原)
去极化剂(O2、H+、Fe3+、Hg+等)
氧化还原反应
Fe
Fe2+
1s22s22p63s23p63d64s2
1s22s22p63s23p63d64s0
O
1s22s22p4
O2-
1s22s22p6
2e
Ne
1s22s22p6
氖(0族惰性气体)
1、金属电化学腐蚀基础知识
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阳极反应:
Fe
2e
Fe2+
+
(氧化反应)(失电子)
阴极反应:
O2
+
2H2O
+
4e
4OH-
(还原反应)(得电子)
总反应:
2Fe
+
O2
+
2H2O
2Fe(OH)2 (白色)
次生反应:
3Fe(OH)2(白色)
+
2OH-
Fe3O4 (黑褐色)
+
4H2O
2e
+
2Fe3O4
+
2OH-
+
(3n-1)H2O
3(Fe2O3 nH2O) (红色)
.
2e
+
铁矿石(赤铁矿)主要成分
1、金属电化学腐蚀基础知识
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电化学腐蚀;
①有两个独立的腐蚀反应(阳极反应、阴极反应);
②同时发生在空间上彼此独立的两个区域(阳极区、阴极区);
③两个独立的腐蚀反应有一个相同的腐蚀速度;
④阴/阳极面积比对腐蚀穿孔速率影响巨大。
①金属材料本身形成阳极区/阴极区;
②被腐蚀的金属材料一定与电解质水溶液相接触;
③电解质水溶液中必须含有腐蚀介质(O2、CO2、H2S、SRB);
④必须具有电子通路和离子通道(金属材料/腐蚀电解质)。
本质:
特点:
必要条件:
四者缺一,腐蚀不会发生与发展
油田中各种局部腐蚀
1、金属电化学腐蚀基础知识
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阳极反应:Fe Fe2+ + 2e
阴极反应:O2+2H2O+4e 4OH-
总反应:2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2
<1> O2存在时:
多发生在油田埋地集输管道的外壁、储罐底板外壁,含O2集输管道内壁(外部引入O2时,如回注污水含氧不合格、缓蚀剂加注不当时引入)、储罐内壁、穿越套管内管段的外壁、埋地管道水泥固定墩附近土壤侧管道的外壁、各种地下/地上管线地面交界处附近地下一侧的管道外壁等;常见,多发。
油田中各种局部腐蚀
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<2> CO2存在时:
CO2+H2O H2CO3
H2CO3 2H+ + CO32-
阴极反应 Fe Fe2+ + 2e
阴极反应 2H+ + 2e H2
总反应 Fe+H2CO3 FeCO3+H2
CO2水溶液对钢铁材料的腐蚀,影响因素有两个:一是受H+去极化影响,二是与产物能否成膜,膜的结构和稳定性有重要关系。
腐蚀形貌:产物膜局部破损处的点蚀,引发环状或台面状的蚀坑、蚀沟。
油田中各种局部腐蚀
1、金属电化学腐蚀基础知识
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阳极反应:Fe Fe2+ + 2e
阴极反应 2H+ + 2e Had+Had H2
钢铁中扩散,
形成H2
总反应 Fe+ H2S FeS+H2
这种腐蚀破坏通常有两种类型
<3> H2S存在时:
油田中各种局部腐蚀
体积腐蚀
氢渗透
1、金属电化学腐蚀基础知识
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注水开发的油田集输系统中都存在SRB。SRB的繁殖可使系统中的H2S含量增加,腐蚀