防腐蚀工程论文范文

防腐蚀工程论文篇1

关键词：金属腐蚀与防护；教学改革；毕业论文

作者简介：冯佃臣（1977-），男，内蒙古乌兰察布人，内蒙古科技大学材料与冶金学院，讲师；宋义全（1963-），男，河北抚宁人，内蒙古科技大学材料与冶金学院，教授。（内蒙古 包头 014010）

基金项目：本文系内蒙古科技大学校内基金项目资助（项目编号：JY2009003）的研究成果。

中图分类号：G642.3     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2011）11-0128-01

一、“金属腐蚀与防护”课程概况

金属材料作为社会经济发展的必需品被各行各业大量使用，而金属材料在绝大多数情况下与腐蚀性环境介质接触就会发生腐蚀，因此，金属的腐蚀与防护是一个重要的学科门类。

在化学、石油、造纸等工业中，金属腐蚀造成设备的跑、冒、滴、漏会导致大量有毒物质的泄漏，污染环境，危害人民的健康。因此，研究与解决材料的腐蚀问题与防止环境污染、保护人民的健康息息相关。金属的腐蚀甚至会带来灾难性的后果。在油气田的开发中，从油水井管道和储罐以及各种工艺设备都会遭受严重的腐蚀，造成巨大的经济损失。1966年某天然气井的套管发生硫化物应力腐蚀开裂，引发井喷和特大爆炸，造成人员伤亡，日产百万立方米的高产气井报废。1971年某天然气管线发生腐蚀断裂，产生爆炸，直接经济损失达7000万元。1997年某化工厂 18个乙烯原料储罐由于硫化物腐蚀引起大火，停产半年，直接损失达2亿多元，间接损失巨大。1985年日本的一架波音747客机，由于应力腐蚀断裂而坠毁，导致500余人丧生。

腐蚀破坏所造成的直接经济损失也是十分惊人的。每年由于腐蚀可损失大约10～20％的金属。2003年世界的钢产量达到9.625亿吨，中国的钢产量高达2.2亿吨，美国的钢产量为0.914亿吨。按下限计算，世界每年腐蚀掉的钢大于美国的钢产量；中国一年就有2200万吨钢被腐蚀掉，相当于腐蚀掉一个大型钢铁企业的年产量。通过普及腐蚀与防护知识，推广应用先进的防腐蚀技术，可挽回经济损失30％～40％。因此研究腐蚀规律、解决腐蚀破坏已成为国民经济中迫切需要解决的重大问题。所以许多高校的工科专业开设了“金属腐蚀与防护”课程。

“金属腐蚀与防护”是金属材料工程专业学生的一门专业选修课。主要介绍金属腐蚀与防护方面的基础知识，掌握有关金属腐蚀与防护的基本理论和基础知识，重点是电化学腐蚀的原理，以拓宽金属材料专业学生的专业面，并使学生能够在该领域从事基本的应用与研究工作。要求学生了解几种常见的局部腐蚀的形式以及自然环境中的几个腐蚀种类，了解各种环境腐蚀发生的影响因素及其防护措施。本科程为一门理论性与实用性并重的专业课，要求学生既要掌握扎实的理论基础，又有较强的分析问题、解决问题的实践能力，以适应社会的需求。

二、教学改革

之前本课程只是作为一门选修课，在课堂上以板书教学为主，学生以笔试的方式完成期末考核。近年来，材料研究课题有很多牵涉到材料的腐蚀方面的研究内容，本科生和硕士生的毕业论文工作又和指导教师的研究课题密切相关。有许多本科生毕业论文就是金属腐蚀与防护相关的课题。但大多数学生对材料腐蚀的实验方法了解甚少，甚至有时茫然不知所措，直接影响到了学生毕业论文的完成进度和完成质量。据统计，内蒙古科技大学材料与冶金学院（以下简称“我院”）2006年和2010年本科生毕业论文工作过程中，涉及到腐蚀实验的学生占毕业生总数的20～30%，因而，使学生能较熟练地掌握材料的腐蚀研究实验方法和研究体系势在必行。

一直以来，我院材料工程和材料成型专业学生由于受较传统的教学体制的影响，对材料的组织与性能方面等传统实验方法学习和实践环节较多，而对其他实验方法如电化学腐蚀等实验和研究方法的学习和掌握较少甚至是空白。目前，由于国家对材料环境腐蚀的不断重视，[1-2]特别是在国防现代化方面的投入和研究力度的加大，材料在自然环境中或特定腐蚀环境条件下的腐蚀特性和腐蚀规律的研究日益增多，[3-4]因而要求材料专业的学生应对材料的腐蚀的实验方法进行学习，掌握材料腐蚀研究方法的实验体系，以能应对和满足今后工作和学习的进一步需求。

1.多媒体教学和传统板书巧妙配合提高课堂效率

随着教学辅助手段日益发展，“金属腐蚀与防护”课程教学现在大量采用多媒体与板书相结合的教学形式。多媒体教学的特点是能够显示丰富的色彩、能容纳大量的信息，可节约大量的课堂时间，教学直观、易懂，能让教学内容形声化、表现手法多样化，对学生的感官进行多路刺激，便于开展情境教学。例如，在介绍全面腐蚀和局部腐蚀时，可以利用图片很容易说明每种腐蚀的形貌特点。

“尺有所短，寸有所长”，多媒体教学具有传统教学所不具备的优势，但也不能完全替代板书。多媒体教学携带的信息量大，给学生留下的思考时间就相对减少，学生没有递进式的思考和探究，往往跟不上教师的进度和思路，在讲述基础内容时板书的教学效果将更加明显。例如，在讲述腐蚀电化学原理一章中阴阳极的腐蚀反应方程式时，可以充分利用板书将腐蚀过程的反应方程依次列出，在重难点处可以进一步在黑板上进行扩展，学生看着黑板听着教师的讲解或描述，把思路集中在教学内容上，教师在黑板上表达清楚，有血有肉，有理有据，在下面听的学生不断思考，在对话交流的过程中让学生感受到教师和学生的互动，这样才能随时迸发出思想的火花，发现值得探究的现象，产生引入深思的问题。

2.增设网络课件，延伸教学体系

不管课堂教学如何内容丰富，但时效性很强。无论课堂组织多么优秀，学生也不可能在90分钟内一直全神贯注听讲。为了便于学生及其他相近专业学生自主学习，为了做到资源共享，课题组还开发了“金属腐蚀与防护”网络课件，把课件放在教学网络平台上，把教学大纲、课程重点难点、课后练习、提高练习等放在网上。学生随时可以学习，学生有问题可以在网上留言提问，教师及时回复，这样就方便了学生的学习。

3.增加实验教学培养学生独立思考自主创新能力

由于“材料腐蚀与防护”是一门专业特色课程，与科研方向密切相关，其实验课程的教学重点是培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力，提高学生的动手能力，为将来毕业论文的科研工作以及毕业后的工作提供基本方法、基本技能和科学思维的保障。针对材料专业学生的特点和培养目标，以及近年来毕业论文的需求，课题组教师精心设计了实验体系。一是基础验证性实验，重点培养学生基本技能，巩固基本理论知识。二是以任务为目标，提出设计性实验课题引导学生完成知识的综合和提高，加深对腐蚀防护的理解。三是开辟综合性开放性实验室，提高学生综合分析和设计实战经验。学生在开放实验室里可以自主查阅资料设计实验，指导教师予以指导。

我院在本课程的教学体系中增加了4学时的实验课，这4学时的实验课是在实验室完成。学生亲手做实验，教师全程跟踪指导。把实验也作为学生本门课程结课的考核内容。

本课程的教学目标是传授材料腐蚀与保护实验方法和实验技能，锻炼学生的动手能力，培养学生良好的实验习惯和科学的思维方法。材料腐蚀与保护实验侧重于实验技能的强化和提高训练，必须要求学生严格按照实验步骤及操作规程执行，掌握基本的实验技能，熟悉常用实验仪器的使用方法，利用这些技能和方法解决科研问题。[5]这就为后续的毕业论文的完成打下了良好的基础。

三、结语

防腐蚀工程论文篇2

关键词：石油管道 防腐工作 防腐蚀技术

石油管道防腐工作质量以及防腐蚀技术与石油质量有着非常重要的影响关系，做好石油管道防腐蚀工作，是保障石油质量的基础，更是提高石油运输安全性的关键，而对于石油管道防腐蚀工作我们需要进一步分析，了解目前防腐蚀工作的现状以及存在的问题，并对其防腐蚀技术探讨与研究。

一、我国石油管道腐蚀原因

石油管道腐蚀是影响石油正常运输的重要因素，由于，我国大部分石油企业，在管道建设过程中所选用的材料主要是以一些金属材料为主。这些金属材料在使用过程中会受到所处环境、气候等条件的影响发生介质性的反应，逐渐发生腐蚀现象，由于这些影响因素不可避免，因此无论是深埋管道施工方式或者架空管道施工方式都会导致金属材料性质变化。石油运输管道的腐蚀反应主要是因为金属材料与各种环境、气候、湿度等因素发生化学反应腐蚀、电化学腐蚀或者微生物反应腐蚀。

二、石油管道防腐蚀现状

石油管道防腐蚀工作主要是以降低管道腐蚀程度、延长管道使用寿命为主要任务，而石油管道防腐蚀措施不属于通用性的，所以在防腐蚀工作中针对防腐蚀措施的应用与研究会有一定的局限性和难度。在国家经济、科技不断发展的过程中，针对石油管道防腐蚀问题也在不断研究中，目前，石油管道防腐蚀措施已经得到了很大的进步，对降低管道腐蚀现象起到了一定的效果，但是由于防腐蚀措施在研究与应用过程中还存在很多问题没有完善，阻碍了彻底预防腐蚀现象发生，所以针对这些问题需要进一步分析：

（一）石油管道防腐理论和技术不足

做好石油管道防腐工作的首要条件就是拥有科学有效、安全可靠的防腐技术以及理论，但是由于大部分政府与石油企业对石油管道防腐工作的重要性没有完全意识到，缺乏对其重视。而是把注意力、精力、资金等条件全部投入在石油生产以及销售中，对石油开采效率以及资金收益的关心远远超出对石油管道质量问题的关心。由于政府对石油以及管道的质量严重缺乏重视，导致我国石油管道腐蚀现象越来越频繁，石油成份不能得到保证，因此，质量的下降是因此石油产业发展缓慢的重要因素。国家针对石油管道防腐蚀工作已经给予资金支持，但是很多政府将其责任已经转给石油企业，而石油企业为了节约部分投入成本，忽略国家提出的防腐要求，导致石油管道防腐工作在实际中并没有发挥真正作用，加大了石油管道防腐蚀效率。

（二）防腐工人员整体素质不高

工作人员是防腐蚀工作中的主要操作者，每个防腐工作人员的个人素质以及技术水平与防腐工作效率的影响都非常大。而目前，我国石油管道防腐蚀工作中严重缺乏专业技术人员，大部分工作人员对防腐知识的了解与掌握非常浅显，甚至有很多工作人员对其工作态度不端正，思想有偏差，在工作中缺乏积极性，严重导致工作效率降低，导致石油管道腐蚀现象不能够得到有效改善。

（三）石油管道防腐制度不健全

石油管道防腐工作在石油发展中有着重要的作用，应该受到企业的重视，但是由于部分石油企业严重忽视管道维护工作的重要性及意义，甚至对其解决腐蚀问题也只是敷衍或简单处理应对，严重导致腐蚀工作在企业中的地位较低，因此工作人员在工作中懈怠及消极心理较强，工作质量不达标便成为亟待改善的问题。此外，由于高层领导人员在制定相关制度时因忽略对企业不同情况的考虑，一直以来套用其它企业相关制度，导致相应的规章制度也没有真正发挥作用，管理制度更是与实际工作情况不符，而石油企业中管道防腐工作没有设立相应的监督管理部门，因此监管不到位是导致石油管道防腐工作效率的关键，更是影响石油质量、管道质量的重要因素。

三、石油管道防腐技g

要想有效提高石油管道防腐现象，首先要不断对防腐技术进行研究，根据目前对管道防腐现状的了解。我国相关部门已经作出针对性的防腐措施，采用科学有效的防腐技术，实现降低腐蚀几率的目的。

（一）上管道外防腐

上管道外防腐技术主要是通过对管道进行涂刷防锈漆，一般防锈漆分为两种，即为：底漆和面漆，底漆一般采用具有抗腐蚀性能强、较好的粘合力等特点的漆料，面漆一般采用具有韧性强的铝粉漆为主。在涂刷过程中要按照一定的程序与步骤进行。上管道外腐蚀技术主要是以预防环境、地质等因素对管道产生影响、变化为主，为管道外层增加一道保护层，减少外侧腐蚀现象，而对管道内侧不能起到任何作用，因此，还需要对管道内侧防腐蚀技术进行研究。

（二）活性金属减缓腐蚀

在石油管道腐蚀中，由于化学反应产生的腐蚀占据绝大因素，分析产生化学反应腐蚀的机理，即管件金属的在化学反应中显阳性，相对活跃，因此便会失去电子产生阳离子形成阳极，同样阴离子聚集会产生阴极，这就形成了“电池”效应，加速了管道腐蚀的速度。因此，可以通过在管道中适量加入比管道金属化学性质活跃的金属，它会首先被氧化产生阳离子，这样就避免了管道金属的氧化，达到了保护管道的目的。这种防腐措施对于大部分的管道类型，而且效果比较明显，适合进行大范围的普及使用。

（三）添加延缓腐蚀试剂

防辐射化学试剂是指能够有效抑制腐蚀、减缓金属材质石油管道的化学腐蚀速度。但是一般缓蚀剂只作为辅助措施，配合其他的防腐技术进行使用，达到石油管道的防腐目的。随着科学技术的进步，石油管道防腐技术已经越来越成熟。然而十二五经济建设规划对于石油的需求提出了新的要求，也增加了对于管道防腐的压力，这就需要国家带头、企业积极行动，进行石油管道防腐技术的探讨和研究，不断提高石油管道防腐水平，更好的保障石油输送。

参考文献：

[1]袁晔.关于油气长输管道阴极保护系统维护及提升的探讨[J].中国新技术新产品，2016，（17）.

[2]赵月华.连续低压重整装置埋地管道防腐蚀措施探讨[J].石油化工腐蚀与防护，2012，（03）.

防腐蚀工程论文篇3

关键词：LCD；LCM；ITO电极腐蚀；TOP层对ITO电极腐蚀的防护

中图分类号：TN141文献标识码：A

Discussion of ITO Corrosion Phenomenon and Protection

WANG Fang,YANG Chang-yong ,WANG Xiao-yan,SUN Li-qian

（Hebei Jiya Electronics Co.,Ltd，Shijiazhuang 050071，China）

Abstract: ITO corrosion is a difficult problem in the LCD production. The principles of ITO corrosion are discussed in this article, and TOP layer is analyzed as a protection method. It provided a theories reference to control and prevent ITO corrosion in the process.

Keywords: LCD;LCM;ITO corrosion; protection of ITO corrosion by TOP layer

前 言

当今显示领域中LCD（液晶显示器件）被广泛应用，ITO电极腐蚀问题是LCD制造和LCM（液晶显示模块）加工质量控制中面临的难题。许多工厂都有控制的方法，有的实现了很好的效果，但很多工厂对此还没有足够的认识，在生产过程中ITO电极腐蚀的问题仍是困扰产品可靠性的难题。本文对ITO腐蚀问题进行探讨，希望能为解决问题提供参考。

1ITO电极腐蚀的现象和机理

1.1腐蚀现象分析

ITO电极腐蚀大都是在存储条件或外加电场促进的条件下以电化学反应的方式产生的，周期有的只有数小时，有的可达数月之久，主要取决于腐蚀产生的条件的强弱。腐蚀的现象如图1所示。

ITO电极腐蚀的失效曲线如图2所示。

1.2腐蚀的步骤

步骤1：形成反应基团。

阳极：

Cl- >> Cl o + e - （Cl- 来源于污染。）

OH- >> OHo +e- （OH- 来源于污染和环境。） 阴极：

H2O + 2e- >>1/2 H2+ OH-

步骤2：失去电子破坏氧化键。

In2O3 + Clo >> In2O3* + Cl-

In2O3 + OHo >> In2O3* + OH-

步骤3：替代反应。

高pH值：In2O3* + Cl- + OH- >> In(OH)2Cl

低pH值：In2O3 * + H + Cl- >> InCl3+HClO

电极腐蚀受pH值影响强烈，高pH值时速度更快。

1.3腐蚀的产生条件分析

a.杂质或污染：材料、设施和环境。

b.电荷：电子移动、过压或过流。

c.水分：吸潮、水渗透或材料界面残留水分。

所以要对ITO电极腐蚀进行防护先要从过程中避免腐蚀条件的建立和产生，本文中不加论述。

2TOP层对ITO电极腐蚀的防护作用分析

为了保护LCD的电极，很多厂家采用涂TOP层进行产品主动防护，这是一个比较有效的办法。LCD产品中使用的TOP涂层是一种非常致密的材料，多用钛硅材料，大量LCD厂家在使用。其主要由二氧化硅SiO2和二氧化钛TiO2两种成份组成，这两种物质化学性质稳定，硬度高，用来保护ITO外电极，防止电极轻度划伤或异物腐蚀，可提高LCD的可靠性。涂TOP层后的LCD增加了防护性能，但是仍存在腐蚀的可能性。对于TOP层的腐蚀条件这里进行一下分析，以便在防护过程中加以考虑。

二氧化硅膜SiO2的化学性质：有极高的化学稳定性，不溶于水，除氢氟酸外，其他酸与其不发生反应。反应方程如下：

SiO2+4HF=SiF4+2H2O

SiF4+2HF= H2Si F6

二氧化硅膜SiO2也可以被强碱腐蚀，反应方程为：

2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O

因为反应生成的Na2SiO3是一种粘合剂，可以覆盖在表面防止腐蚀，具有对表层的保护作用。

二氧化钛TiO2的化学性质：不溶于水，溶于氢氟酸、浓硫酸，反应方程如下：

TiO2＋6HF＝H2[TiF6]＋2H2O

TiO2＋H2SO4＝TiOSO4＋H2O

TiO2＋2H2SO4＝Ti(SO4)2＋2H2O

TiO2＋H2SO4＝TiOSO4＋H2O

由以上分析可知保证涂TOP层的LCD电极腐蚀首要的问题是保证TOP层不被腐蚀的问题，即不可在TOP层上引入氢氟酸、硫酸和强碱物质，如果产生腐蚀也要先从这方面进行分析。

参考文献

[1]华南理工大学无机化学教研室.无机化学[M].北京：化学工业出版社，2001.

[2]关鲁雄.高等无机化学[M].北京：化学工业出版社，2004.

作者简介：王芳（1973－），女，河北辛集人，工程师，大学学历，一直从事LCD行业质量管理工作，获得美国认证协会（ACI）认证委员会"国际注册质量总监"证书，曾参与编写LCD技能培训教材，E-mail：。

防腐蚀工程论文篇4

[关键词]油罐；管线；腐蚀

中图分类号：TE98；X74 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0086-01

1、主要设施腐蚀现状

由于使用年久，目前王岗联合站油罐、管线腐蚀状况不容乐观：

（1）原油罐腐蚀穿孔日益突出。目前4#罐部分附件老化，连接罐壁的自动放水管线穿孔及自动放水立管频繁穿孔，现场已打卡子多处，存在巨大安全隐患；

（2）管线穿孔越来越频繁。王岗联合站原油、污水管线40余条，特别是分离器污水管线，近年来，穿孔频繁发生。

从以上分析可以看出，王岗联合站地面工程设施腐蚀严重，由此产生的安全隐患、环境污染，及居高不下的维修费用，给王岗联合站的生产、经济、 安全等各个方面带来严重的危害，解决腐蚀问题已成为当务之急。

2、王岗联合站腐蚀机理及存在问题

通过分析首站腐蚀现状，认为目前王岗联合站在腐蚀方面主要存在以下几个因素：

2.1焊口处的防腐处理难度大

通过对穿孔部位的调查发现，有很大一部分的腐蚀穿孔发生焊口处。管线和油罐、及分离器本体与进出口管线、及流程的连接及安装过程中，避免不了要进行焊接，焊口的焊接质量往往直接影响到管线的使用寿命，同时由于焊接过程中产生的高温，改变了焊口处钢材的物性，使得腐蚀穿孔经常出现在焊口处，而焊口处由于周围环境等因素的影响，往往防腐处理难度比较大，因此使得焊口处的腐蚀情况较其它部位更为严重。

2.2储罐底部长期积水

王岗联合站的1#、4#油罐作为沉降罐，罐底部长期积存大量污水，由于这部分含油污水的矿化度较高（特别是含Cl-高），溶有H2S、CO2等有害物质时，使得罐底部介质的腐蚀性很强，主要是电化学腐蚀和化学腐蚀。根据国内外科学测算及长期使用经验表明，钢质储罐若原油中不含H2S，一般寿命为10―15年；含有H2S使用寿命为3―5年，腐蚀破坏首先在罐底发生穿孔，罐底平均腐蚀速度为0.5―1.5mm/a，因此可以判断，底部长期积水是造成首站储罐类容器腐蚀严重的一个重要原因。

2.3由于底部油泥沙而产生垢下腐蚀（孔蚀）

对于分离器及原油储罐来说，孔蚀是一种常见的局部腐蚀。通过观察王岗联合站1#、4#分离器穿孔情况可以发现，其内壁所形成的孔蚀特点是：所形成孔的深度远大于直径，孔口有腐蚀产物覆盖。分析导致蚀孔迅速深挖的一个很重要的原因是蚀孔在发展过程中形成了闭塞电池，产生自催化效应，分析如下：

孔内：Fe=Fe2++2e

孔外：O2+2H2O+4e=4OH-

2H2CO3+2e=2H++2HCO3-

2HCO3-+2e=2H++2CO32-

形成闭塞电池后孔内金属的腐蚀动力来自两方面，一方面是孔外的大阴极对孔内小阳极产生阳极极化，导致孔内金属溶解；另一方面是孔内介质的酸化对孔内金属产生的腐蚀。

3、现有防腐措施

目前，油田在防腐方面研究开发了许许多多的新技术和新工艺、新材料。我们认为：应用好现有的防腐技术比开发新技术更具有实际意义；任何一种防腐技术的耐腐蚀性能都与特定的腐蚀环境相对应。针对首站的腐蚀环境，推荐一些现有的防腐技术：

3.1焊口的防腐处理

由于王岗联合站的腐蚀穿孔频繁出现在焊口处，因此建议采取以下防腐措施：

（1）地面管线可以采取法兰连接，这样可以大大减少焊口处的内防腐问题，但是这种措施仅适用于地面铺设的管线；在现场应用中，王岗联罐区的原油和污水管网大部分是地面铺设，均采用法兰连接，这样大大减少了焊口的数量，这部分管网的腐蚀穿孔的情况就比较少，取得了比较理想的现场效果；

（2）对必须焊接的管线，现在多采用不锈钢接口，使用不锈钢焊条进行焊接，这样利用不锈钢的耐腐蚀性，尽量减少焊口处的腐蚀速率。郝现联新建的污水管线在焊接处采用了不锈钢接口，该项技术就是为了预防焊口处的频繁穿孔，此处运用了不锈钢的耐腐蚀性，预期效果良好。

3.2阴极保护

（1）埋地管线的阴极保护：实现阴极保护的方法通常有牺牲阳极法和强制电流法：

①牺牲阳极法：在腐蚀电池中，阳极腐蚀，阴极部腐蚀。利用这一原理，以牺牲阳极优先溶解，使金属构筑物成为阴极而实现保护的方法。在土壤环境中常用的阳极材料有镁和镁合金、锌和锌合金；

②强制电流法：用外部的直流电源作阴极保护的计划电源，将电源的负极接管道（被保护的构筑物），将电源的正极接至辅助阳极，在电流的作用下，使管道发生阴极极化，实现阴极保护。强制电流法是目前长距离管道最主要的保护方法。

（2）储罐的阴极保护方法的选择：

①牺牲阳极法：对于底板面积较少，罐基础施工质量有保证的储罐，当周围土壤的电阻率较低时（小于60Ω*m），可选用牺牲阳极保护法，如选用锌电极。对于新建罐，可将阳极均匀分布在罐底，力求得到均匀的电流分布。

②强制电流法：对于所需阴极保护电流较大的罐底，采用强制电流法较为合适，因其电流、电压可根据需要任意调节。当罐底面积很大时，辅助阳极的布置对罐底板中心部位的保护水平起一定作用。

4、结论

根据以上对王岗联合站腐蚀现状的调查分析和论证，我们认为，首站绝大多数腐蚀过程的本质均为电化学腐蚀，因此，根据该站地面工程设施的腐蚀环境特点，同时结合根据国内外先进的防腐技术，我们认为适合于王岗联合站储油罐的防腐工艺措施有：

（1）严格的防腐处理（a、喷淋除锈b、涂敷工艺c、对油罐进行有机防腐）；

（2）牺牲阳极的阴极保护；

（3）储罐的日常维护（a、加强运行控制 b、定期清理油罐）。

对于管线，我们推荐以下几种防腐工艺：

（1）严格的防腐处理（a喷淋除锈b清扫c涂敷工艺d对管线进行相应防腐）；

（2）阴极保护（a牺牲阳极的阴极保护b强制电流的阴极保护）；

（3）管线尽量地面铺设，采用法兰连接；

（4）采用耐腐蚀的非金属材料。

参考文献

[1] 张 耀，郑 峥.储油罐腐蚀特征及失效分析.石油化工腐蚀与防护，2004，21（2）：40.

[2] 刘世相，刘立超.油罐腐蚀的防护与再生，2000，19（10）35～38.

防腐蚀工程论文篇5

关键词： 航空材料；腐蚀；防治

中图分类号：V250.2 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0220034－02

腐蚀现象在人们在社会生产及使用到的各种材料中都普遍存在，因为腐蚀所导致的原材料无法使用给社会带来了不可估量的各方面损失。航空材料由于其工作的环境复杂多变，构成材料互相配合的影响，在飞行器制空、停放阶段都会受到种类繁多、程度不一的腐蚀，导致飞行器运营成本的增加，对其功能的完整性与使用的安全性构成严重危害。有调查资料显示，每年因航空材料腐蚀的问题，而造成的大量修理、维护费用，甚至航空器重大坠毁事故的数量都不在少数。所以对航空材料腐蚀问题及防治措施的研究，对于航空业发展有着至关重要的作用。

1 航空材料腐蚀类型与相应措施

航空器包括很多不同种类的航空材料，这些材料所处的工作环境各不相同，导致对航空材料产生腐蚀的原因也是多种多样的。腐蚀类型可分为以下几种。

1.1 电化学腐蚀

电位差与电解质溶液是形成电化学腐蚀的两个基本条件。在飞行器的结构之中，承担功能的不同，所以不同结构所使用的材料性质也不同。比如，飞行器的表面材料大多使用具优良延展性、相对强度低的铝合金材料、起落架及龙骨梁则选用强度高的合金钢材料。材料不同，它们的电极电位也不同，如果它们接触就有可能产生腐蚀的隐患；就算是同种类的材料，由于其内部杂质的存在或其自身就是由不同电极电位多相组成，因此也存在着腐蚀隐患。因此从航空材料的构成来说，客观就可能存在着电化学腐蚀问题。

作为中远程运输的交通工具，飞行器工作的特点直接决定了它的工作环境的变化要大于其他交通工具。飞机在工作中经常穿越温度、温度相差很大的气候地带，尤其是我国幅员广阔，有着亚热带及热带湿润型气候，航空材料难以避免的要在潮湿的环境中工作，还会因为昼夜温差的变化，在结构中积水。空气里的二氧化碳、二氧化硫等气体包附在航空材料的表面，发生电离而产生电解质溶液，使航空材料产生吸氧腐蚀现象。同时飞行器内部有大量连接间隙，形成电化学腐蚀蔓延。

1.2 承力结构应力腐蚀

它是指应力与腐蚀环境的共同作用下对材料的破坏方式。应力腐蚀只会发生在特定腐蚀环境与材料体系之中，它的特点是造成破坏的静应力大大低于材料屈服强度，断裂形式是不产生塑性变形的脆裂，拉应力是其主因。

以飞机起落架应力腐蚀例，起落架是飞行器主要受力结构之一，当飞行器停放时，起落架轮轴受到拉应力的作用，可能在腐蚀介质下产生应力腐蚀现象。起落架的材质通常为镀铬高强钢，其强度高、耐磨损但硬度较脆，易在飞行器的起降突变负荷作用下缺陷掉落而失去效果。清洗、结露等会使起落架轮轴积水，其杂质也容易在起降或是清洗时附在轮轴位置，形成应力腐蚀溶液，从而造成应力腐蚀。在飞行器上易产生应力腐蚀部位还有：厨房、厕所下方区域，湿气的长期聚焦，容易出现腐蚀；机身顶部，由于冷凝水聚集作用再加受拉伸应力，易产生应力腐蚀；机下下部，舱门口、厨房、货舱附近的部位易出现腐蚀；框架、桁条及止裂带；机身蒙皮，在应力、湿气双重作用下，产生蒙皮鼓包、变形、丢失紧固件，易出现裂纹；压力隔框，经常出现于位置较低部位，尤其是排水设施不够及未维护的部位；大翼及安定梁，对梁上各种位置腐蚀的探测、修理非常困难；翼中段、承压舱板；货舱门的平衡弹簧应力性腐蚀。

1.3 发动机的高温腐蚀

发动机的主要腐蚀表现形式是高温氧化腐蚀。推力大、效率高、油耗低、寿命长是航空发动机发展趋势。只有对涡轮进口燃气温度进行提升，才能供给出需要的增压比与流量比，实现提升推力的同时降低油耗。所以发动机的涡轮叶抗高温腐蚀的性能非常关键。对此可采取几种方法进行防护：保障性能前提之下，提高叶片本身熔点和高温抗氧化的能力；使用与基体材料具有良好亲和力、高温性能佳的保护涂层；采用气冷技术，令冷却的空气在涡轮叶片表面构成保护型气膜。

镍基超合金是当前在航空航天领域中发展最成熟、应用最广泛的材料。它具备优良的综合机械性：高温强度、室温的韧性及抗氧化性能，但它的极限应用温度为1100至1150摄氏度，已达其熔点85%，再提升其使用温度潜力较小。现今对新型高温结构的材料使用温度要达到1600摄氏度左右，铌、钼基硅化物合金因其在高温强度与低温损伤的容限良好平衡，而显示出巨大的发展前景，可代替目前的镍基合金材料。所以最近几年国内外将铌、钼基结构的材料作为研发涡轮叶片继承材料的主方向。

在涂层保护领域，目前大多使用等离子喷涂技术、渗铝或硅涂层。在我国航空用发动机行业，用等离子喷涂制作热障涂层的技术已经在新型航空用发动机涡轮叶片与隔热屏等部件上成功被应用。同时渗铝、硅技术由于工艺简单、与新材料亲和力佳，也得到了相应的大发展。

好的气冷设计可以在现有材料基础之上对叶片表面温度进行有效降温，但因冷却必须在叶片的内部进行气道设计，并在叶片表面布置相当数量的气孔，不但要合理规划分布气道，还要对叶片实施相对复杂的强度实验与设计。

1.4 意外腐蚀

飞行器在工作中还会遇到意外腐蚀的情况，这种情况与飞行器本身材料、设计、工作环境没有关系，根本就是人为原因而造成的。比如机上承载强腐蚀性物质，发生泄漏而造成飞行器发生腐蚀。

通过编制详细的操作流程与有关部门加强监督管理，并制定相应的强制性规定规范，并由专人进行负责落实便可完全避免人为因素而造成的腐蚀现象。

2 航空材料腐蚀与防治研究

我国对航空材料腐蚀与防护研究、应用于上世纪50年代开始，经过这些年的发展，取得了一定的成果。

2.1 自然环境

这种研究是在极端的环境或是典型的环境条件之下，对航空材料进行适应性研究。在户外的暴露实验是其基本方法，也是研究的基础。我国对航空材料上常用的铝合金材料进行了户外暴露实验。研究结果表明，铝合金经过3年暴露在海洋、工业、湿热地区和潮湿大气中后，会在表面产生腐蚀物。

2.2 户内加速实验

自然环境户外暴露实验是评估材料在大气中腐蚀程度的方法，但其实验周期长，还不足以满足材料的研制、腐蚀的控制、防护材料研究的要求。为满足我国航空航天领域对迅速评估材料环境的适应性要求。我国某研究院研发了综合环境实验机，并相应发展出了针对航空铝合金材料的综合加速实验表谱。研究显示，与传统加速实验相比较，该综合加速能更好模拟航空用铝合金材料的大气腐蚀现象。

2.3 腐蚀机理与测试技术

航空材料在力学与环境因素的双重影响下可能诱发因应力腐蚀而造成重大事故，所以开展相关应力腐蚀测试与研究是一项重要内容。当前已经发展出了部分应力腐蚀敏感的测试标准。这些标准在研究航空材料和飞行器应力腐蚀问题上起着重要的作用。

2.4 发动机高温防护

发动机的高温防护涂层通常可分为扩散及包覆涂层两种。我国目前研发出许多种发动机的部件使用涂层，如渗AL、AL-SI料浆涂层、MCRALX包覆型涂层、封严涂层等等，其中有些已经批量生产。

2.5 表面处理

当前在航空航天业中普遍采用的表面处理技术有电镀、阳极化、缓蚀用剂等等。为满足航空行业需要，我国对高强度的钢低氢脆无氰镀镉进行应用研究。研究发现其各项指标均好于氯化铵镀镉镀层。

防腐蚀涂层是目前提高飞行器适应性最重要的手段之一，我国防腐蚀涂层也正朝着高性能、环保的方向发展着，国内防腐蚀密封剂等方面也取得了较大进步。

3 航空材料腐蚀问题防治体系

腐蚀防护技术已经过多年的发展。从金属成为航空器的结构主材料以来，由于腐蚀原因造成的相关维护成本大大增加，甚至导致严重的航空事故，航空材料腐蚀的防护技术重要性日益提高。腐蚀防护技术从单纯的对腐蚀零部件进行修复到预防性的喷保护漆及防水保护等。但依然处于被动的状态，腐蚀防护工作相对落后，而且时常会有疏漏情况，缺乏对腐蚀的主动控制。

航空材料的腐蚀从根本上说是自然现象，无法真正的避免其出现，只能利用有效手段进行控制。现代的腐蚀防护技术偏向保证航空器在使用寿命内其材料不会因为腐蚀原因而失去效果。为更好的实现这个目标，必须要从对型号的论证时期就对航空材料腐蚀防护的工作进行总体性的规划，按飞行器总体需要编制防护大纲，并以此开展该型号飞行器的腐蚀防护操作。

如：某型号飞行器中大量采用了复合材料，那么所编制的大纲中应该对复合材料腐蚀的特性做出详细说明，介绍其防腐蚀方法并对其进行分级；到细节设计的阶段时，专业技术人员要依据大纲的要求，编制结构防护腐蚀手册与先材手册，对飞行器设计人员实行结构设计与选材上的辅助作用，以避免在飞行器中出现容易腐蚀的结构与选材工作的失误，并对易腐蚀的关键部位进行详细的防护设计；在装配制造阶段，专业防护人员必须根据大纲的要求，配合质保人员编制生产工艺，避免在生产、装配过程中因不当操作而造成腐蚀隐患，消除其过程中的残留应力，并对暴露部件腐蚀的防护工作加以指导；在飞行器服役时期，编制腐蚀维护的相关手册，对航空材料腐蚀的维护等级进行切分，制定相应的腐蚀检查方法与其处理措施，最大程度消除飞行器腐蚀隐患，使之运行正常。至此，从飞行器的型号开发到正常使用，其防腐蚀工作可作为一套防护体系。

防护体系还应具有自我完善的功能，建立相应的数据资料库，将从型号开发往后各阶段的工作反馈资料收集入库，资料库的完整性随着型号的积累而稳步提升，最终可以为腐蚀防护工作提供极大的帮助以及理论实践的基础，将腐蚀带来的航空材料的破坏降到最低。

4 结语

对航空材料的腐蚀有四种，如果任其发展，任意一种都将造成灾难性的航空事故。我国目前对航空材料的腐蚀及防治研究已经取得了一定的成果，但仍然需要积极引入、研发防腐蚀的各类新技术，从飞行器的设计选型到交付使用的整个过程、阶段都积极应用、推广防腐蚀的新技术，以保障航空材料的质量，为我国航空航天事业的发展提供有力的理论及实践基础。

参考文献：

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[2]蔡健平、陆峰、吴小梅，我国航空材料的腐蚀与防护现状与展望[J].航空材料学报，2006，26（3）.

防腐蚀工程论文篇6

关键词：湿法冶金;设备;防腐蚀;对策

在湿法冶金行业里,各类设备在生产运行过程中,不同程度地受到各类酸、碱、盐、金属、大气、水等各种气相、液相、固相介质的作用而产生腐蚀,特别是在湿法冶金企业生产过程中,腐蚀更是无时无处不在。因此,加强设备设施的防腐蚀管理,对湿法冶金企业及工业化生产有着很大的意义[1-4]。

1注重源头管理,对新设备设施设计出科学合理的防腐蚀方案

随着国家产业政策的调整和国民经济的发展,固定资产投资逐年增大,企业都在不同程度的发展,新设备设施不断安装投运。在此基础上,设计公司就要对新设备设施使用新的防腐蚀技术、新的材料和新的工艺,以解决其腐蚀问题,而不能一直沿用过去的老设计。腐蚀与防护是一个新型边沿科学,新技术新材料层出不穷,设计公司要利用自身的前沿技术优势,引导防腐蚀新技术的推广和应用。作为湿法冶金企业,也要在不断的生产实践中培养防腐蚀技术管理人员,不断提高技术水平和管理水平,监督检查施工单位的施工质量,拿出高质量的防腐蚀产品;同时业主方也要敢于否定不适合自己企业生产的不合理设计,变更设计,使用符合自己企业生产的方案,延长设备设施在湿法冶金过程中的使用寿命。某湿法炼锌企业电解锌厂房的钢屋架原设计是刷氯磺化聚乙烯涂料,经工程技术人员讨论,认为在电解锌这样酸雾浓度极高的环境下使用涂料进行钢屋架防腐是不科学的,后改为环氧玻璃钢防腐,使用4年来钢屋架结构基本完好。

2熟练掌握生产工艺指标,严格生产工艺纪律

湿法冶金企业各个生产工序都有严格的工艺指标,液体温度、酸、碱度、压力、加入添加剂的多少都有一定的范围,如果超过此范围,不仅对生产有影响,也会对设备的防腐层产生破坏,甚至造成设备无法运行,导致停产。某湿法炼锌企业2002年,Ф12 m浓密机耙齿原设计是用316L不锈钢,实际使用不到4个月,结果耙齿拉杆断裂,耙臂表面不均匀腐蚀深度达5 mm,已没有强度,这一套价值40万元的设备已无法再用,与以往设备的使用寿命不成比例;经过金相显微镜分析,介质抽样分析最后的结论是介质里F -、Cl -加入量超过正常值300倍所致。问题找到了,新的防腐蚀方案相应而出,采用新型防腐蚀材料对耙齿耙臂进行二次防腐蚀处理,结果又继续使用6年未进行检修,仅此一项为企业节约300余万元。因此,应严格生产工艺纪律,以保证防腐蚀设备安全运行。

3建立健全管理制度

建立健全《设备防腐蚀管理制度》和《运行规程》,加强设备巡检,及时发现问题并及时处理,防止设备事故发生,减少检修费用,降低生产成本。建立健全设备防腐蚀管理制度是湿法冶金企业一个基本的管理手段。湿法冶金企业中设备设施种类多,大小不一,使用要求千差万别,前后系统联系密切,因此必须建立设备防腐蚀管理制度、运行规程,并保证安全有效运行,才能保证生产的连续性、可持续性。加强设备巡检也显得尤为重要。某湿法冶金企业,对浸出罐的巡检周期规定是30 d,结果在一次例检时发现罐内加热的蒸汽将罐壁的耐酸瓷砖冲掉4块,如果设备巡视人员没有及时巡检,没有及时发现问题;如果瓷砖在罐内高速运转将导流筒的砖柱子打烂打塌,那么连续浸出的10个罐体都将无法作业,系统就会瘫痪,生产无法进行,后果不堪设想。

4做好设备实施的周期性防腐蚀计划检修

由于湿法冶金企业所处的生产环境比较恶劣,酸碱盐时刻作用着设备,尽管进行了防腐蚀处理,但不可避免地出现一些腐蚀问题。如果在生产时一味地拼设备,只搞生产,那么设备设施总有损坏的时候,到那时将会出现全线瘫痪的后果。因此,适时地进行设备的计划检修,对腐蚀的设备设施进行维护性防腐蚀处理,防微杜渐,减少大型设备事故的发生,对企业生产来说是非常有利的。南方某45万t/年的炼锌企业,污水处理厂连续3年没有大修,3 000 m3的污水调节池大面积渗漏,造成大面积环境污染,企业不得不停产整顿,产生一系列环境污染官司,企业效益受到巨大损失,同时给企业的声誉产生一定影响。

5高度重视环保设备的防腐蚀,以保护环境和防止职业病

表面看来环保设备投入大,收益小,一些湿法冶金企业不愿意进行环保设备的防腐蚀投入,安装一套系统做个样子,久而久之,环境日趋恶化,产业工人不同程度地得了职业病,积累到一定程度,企业不得不花费大量的资金来治疗。因此,加大环保设备的防腐蚀投入,是一个企业长远的战略决策,能给企业带来更多的隐形收入。

6参考文献

[1] 张志宇,段林峰,丁丕洽.化工腐蚀与防护[M].北京:化学工业出版社,2005.

[2] E马特松.腐蚀基础[M].北京:冶金工业出版社,1990.

[3] 季朝辉.化工设备高温防腐蚀应用[J].化学工程与装备,2010(4):43-44.

防腐蚀工程论文篇7

关键词：原油；腐蚀性；腐蚀机理；腐蚀规律；防腐蚀措施

1.设备腐蚀类型

1.1从腐蚀的外观形态看，金属腐蚀可分为全面腐蚀和局部腐蚀：

全面腐蚀也称均匀腐蚀，腐蚀反应不同程度的分布在整个或大部分金属表面上进行着化学或者电化学腐蚀，从宏观上难以区分腐蚀电池的阴极和阳极。局部腐蚀即非均匀腐蚀，腐蚀现象仅发生在金属的突出的零件或者下陷的凹槽区域，其他部分几乎没有腐蚀或者发生微小的腐蚀。

1.2按照腐蚀的机理分类可将腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀：

所谓化学腐蚀是指金属与介质直接发生化学变化所产生的腐蚀 ，这种腐蚀的特点是在腐蚀过程中金属内部以及金属与介质之间没有发生电流 ，这是化学腐蚀和电化学腐蚀最为本质的区别。化学腐蚀是指非电解质溶液直接与金属发生化学变化。电化学腐蚀是指金属与电解质溶液间因为电荷的流动而发生变质的腐蚀 ，在腐蚀的过程中阳极失去电子，阴极得到电子从而形成电流。

1.3 其他腐蚀

除了这几种腐蚀类型也有其他的一些腐蚀种类，可以根据不同的情况进行分类，如按照设备的腐蚀类型分类可分为热处理腐蚀、电焊腐蚀、物理腐蚀等。按照腐蚀原因分类可分为疲劳腐蚀、晶点腐蚀、磨损腐蚀、高温氧化反应等，其中高温腐蚀对设备影响较大。

2.石化设备腐蚀机理分析

2.1 氯化物腐蚀

在原油加工过程中原油中的氯化盐会水解，其原油中的氯化物主要有氯化镁、氯化钙、氯化钠等。其中氯化镁在120℃以上时开始水解，氯化钙在150℃以上时开始水解，氯化钠在230℃以上时开始水解，340℃时只水解2%，在蒸馏装置氯化钠一般不会水解但当原油含有环烷酸或某些金属时（如铁、镍、钒等）氯化钠可在 300℃以前就开始水解。氯离子与氢离子结合，当HCl浓度达到一定值时会与石化设备发生如下反应：2HCl+FeFeCl2+H2

2.2 硫化物腐蚀

燃料油在燃烧过程中生成含有SO2和SO3的高温烟气，在加热炉的低温部位，SO2和SO3与空气中水分共同在露点部位冷凝，产生硫酸露点腐蚀。还有一些非活性硫不断向活性硫转变。在油气中干燥的H2S对金属材料没有腐蚀作用，只有溶解在水中时H2S才具有了腐蚀性。而且H2S在水中的溶解度相对于CO2和O2较大，H2S一旦溶解于水溶液便立即呈现酸性。H2S离解产物HS-、S2-吸附在金属的表面，形成吸附复合物离子Fe（HS）-。吸附的HS-、S2-使金属的电位移向负值，促进阴极放氢的加速，而氢原子为强去极化剂，易在阴极得到电子，同时使铁原子间金属键的强度大大削弱，进一步促进阳极溶解而使钢铁腐蚀。

2.3 环烷酸腐蚀

原油中有机酸的主要是环烷酸（RCOOH），其余有苯酚类、脂肪酸和硫醇等有机酸性化合物。环烷酸除了与铁直接作用发生腐蚀反应外，还能与FeS反应生成可溶于油的环烷酸铁，进行循环腐蚀。一般认为环烷酸腐蚀的反应机理如下：2RCOOH+FeFe（RCOO）2+H2 2RCOOH+FeSFe（RCOO）2+H2S

3.模M结果和讨论

本有限元仿真分析模型是以深10mm宽0.5mm的钢铁缝隙腐蚀为例对石化设备在酸性环境下的腐蚀机理做一个定性的分析。在仿真过程中未考虑离子在缝隙宽度方向的变化，并应用Nernst-Planck 方程来描述离子在电解质中的运动。

铁在缝隙中溶解的反应式：Fe（s） Fe 2+ （aq） +2e-阳极极化曲线如图3所示。

金属阳极随裂纹深度的电势的变化情况如图4所示：

随着裂缝深度的深入阳极电势逐渐减小，可能是裂缝边缘处聚集了较多来自裂缝深处的铁离子所导致。

腐蚀电流密度随裂缝深度的变化曲线如图5所示：

由图可知最大腐蚀速率发生在距离裂缝大约0.25mm处，此处可能流场环境更适合电荷（电子、离子）的运动，从而使局部电流腐蚀速率增大。

本模拟结果对石化设备在酸性环境中的腐蚀做一个定性的分析，可以加深对金属腐蚀机理的研究。

4.石化设备防腐蚀措施

石化设备防腐蚀措施主要有一下方面：1）对石油化工设备采取“一脱四注”的防腐技术，“一脱四注”防腐是目前我国主要的防腐技术，尤其在石油化工设备领域也有着极为广泛的应用。在石油化工设备的生产中应“一脱四注”技术，其中“一脱”指的是利用设备对原料中的多余的盐分进行脱除，利用电脱盐设备可以将石油原材料中的盐一次性去除60%―90%。而“四注”指的是在石油化工设备生产中向设备内注入碱、氨、水以及各种抗腐蚀剂。2） 选用材质适合的金属，合理选择材质是防止和控制化工设备腐蚀的最普遍和最有效的方法。在石油化工设备金属材质的选材过程中应考虑在材料的力学性能、材料在各种介质环境的耐腐蚀性能，还应综合考虑材料的加工工艺性能和经济性。3） 利用表面改性技术获得防腐性镀层。近年来，随着防腐技术的不断发展，表面改性防腐技术呈现多样化趋势：烤漆、喷涂、电化学镀、热浸镀、电刷镀、激光镀膜等，防腐复合镀层由于其独特的物理、化学、生物和机械性能从而得到了迅速发展。

5.结语

综上所述，石油化工设备腐蚀对设备的安全稳定运行产生了重大威胁，认真分析和总结导致其腐蚀的原因，并采取应用具有针对性的防腐技术，尽可能地提高延长石化设备的寿命是摆在炼化企业面前的艰巨性课题。本文是在对石油化工设备腐蚀机理及原因分析的基础上对如何增强石油化工设备的抗腐蚀性的具体措施进行了详细阐述。

参考文献

[1]程光旭，胡海军，沈晓艳.大型炼油装置长周期运行关键理论问题研究[J].石油化工设备，2009：1-6.

[2]林世雄主编. 石油炼制工程 第3版. 北京：石油工业出版社， 2000.

防腐蚀工程论文篇8

【关键词】油田硫化氢，腐蚀机理，防护，现状，发展

中图分类号：R142文献标识码： A

一、前言

油田硫化氢的腐蚀已经对人们的生活造成了一定程度的破坏，如何对油田进行安全且合理的开采，已成为专业人士所重视的课题。

二、油田硫化氢腐蚀概况

油气井开发过程中，从钻杆到套管、油管、井口装置、井下工具、输气管道，都存在不同情况的腐蚀。研究如何安全高效地防止硫化氢腐蚀成为勘探和开发硫化氢气藏的一个重要课题。

1.对金属的腐蚀

在绝大多数油田井腐蚀中，产出液含水量及其组成对腐蚀起着决定性作用。油田开发初期含水率较低，腐蚀并不严重。但随着含水率的升高，井下管柱的腐蚀变得日益严重。

2.对水泥环的腐蚀

硫化氢能破坏水泥石的所有成分，水泥石所有水化产物都呈碱性，硫化氢与水泥石水化产物反应生成CaS、FeS、Al2S3，硫化氢 含量大时生成Ca（HS）2，其中FeS、Al2S3等是没有胶结性的物质。如果水泥环耐硫化氢腐蚀，则可以阻挡硫化氢对套管的腐蚀。而溶于潮气中的硫化氢腐蚀性更强。

三、防硫化氢完井工艺现状

1.选择耐腐蚀材质

井下管柱、井下工具以及井口装置,是油井生产的关键设备,若出现腐蚀破坏会危害油井安全生产,不同腐蚀介质对不同材质的腐蚀程度存在很大差异,为了延长设备的使用寿命,保证生产和作业安全,节约成本,需要合理选择材质。井口装置、井下工具及完井工具配套设备的材质选用抗硫材质；油套管可选用防硫或既抗硫化氢又抗CO2腐蚀的管材或内衬油管；井下油管柱包括入井工具的连接,丝扣宜采用金属对金属密封扣。主要还是应根据油井腐蚀环境,确定合适的管材。但在耐腐蚀的材质选择上还存在一些不足。

井口装置、井下工具及完井工具配套设备的材质选用抗硫材质,如使用35CrMo、13Cr、AISI4140(18-22Cr)等或合金钢;油套管可选用防硫或既抗H2S又抗CO2腐蚀的管材或内衬油管,在管柱结构上,为保证井口安全、减缓套管、油管的腐蚀,一般多采用了封隔器完井。井下油管柱包括入井工具的连接,丝扣宜采用金属对金属密封扣,如FOX 、3SB等气密封性较好的特殊密封扣,以保证气密封性;根据安全开采期投资收益的高低选择适当的抗硫管材。

2.涂层防腐

涂层在金属表面形成一层牢固的薄膜,使金属与腐蚀介质和腐蚀环境隔离,从而达到防腐的目的。此方法简便易行,因此在油田防腐中广泛应用。保护性涂层分为金属涂层与非金属涂层,大多数金属涂层采用电镀或热镀的方法实现,非金属涂层绝大多数是隔离性涂层,其主要作用是把金属材料与腐蚀介质隔开,非金属涂层可分为无机涂层与有机涂层。

为获得良好的涂层防腐效果,一方面金属表面在敷涂层之前应进行处理,达到一定要求;另外涂层材料应具有必要的物理、化学性能,在金属表面应有较强的附着力;具有一定的机械强度,耐磨、耐撞击、耐冲刷和具有一定疲劳强度;涂层对环境的温度、湿度、酸碱度应有一定的耐受性,从而具有优良的防腐性能。使用防腐涂层可以极大提高油管的抗腐蚀性,目前由于油气井作业的复杂性,涂层使用还存在较大的限制。

3.缓蚀剂保护技术

缓蚀剂是用于腐蚀环境中抑制金属腐蚀的添加剂,又称腐蚀抑制剂。主要是防止电化学失重腐蚀,对氢脆和硫化物应力腐蚀破裂也有一定的减缓作用。使用缓蚀剂有以下明显的优点:基本上不改变腐蚀环境,就可获得良好的防腐蚀效果;基本不增加设备投资,操作简便,见效快;对于腐蚀环境的变化,可以通过相应改变缓蚀剂的种类或浓度来保证防腐蚀效果;同一配方的缓蚀组分有时可以同时防止多种金属在不同腐蚀环境中的腐蚀破坏。

4.电化学方法防腐

电化学保护就是利用外部电流使金属电位发生改变从而达到减缓或防止金属腐蚀的一种方法。保护法包括阴极保护和阳极保护。阴极保护主要是对套管柱的保护,对于超深井,需要进一步的探讨。阳极保护法是通过控制电压,使阳极电位达到钝化电位,最终达到保护金属的目的,阳极保护作为防腐措施在油气田应用较少

四、油田硫化氢腐蚀及防护重要性及危害

在钻井作业中，硫化氢主要来自于地层。原始有机质转化为石油和天然气的过程中会产生硫化氢。硫化氢贮藏在地层中，当我们进行钻井作业时将地层打开，地层内的硫化氢气体释放出来，进入井眼内，对井眼内的钻头、钻具和套管产生很强的腐蚀作用。同时硫化氢向上运移到达地面，如果没有预防措施或突然发生?喷失控，大量硫化氢从井里喷出，势必造成严重的灾难性事故。因此钻井现场必须有硫化氢预警装置，有预防设施，并且每一位现场职工都清楚硫化氢的危害性及紧急逃生路线，以防发生事故时，能够快速离开危险区域，杜绝事故的发生。

硫化氢的职业危害大部分是由硫化氢对设备腐蚀造成泄漏而引发的，在钻井作业中，硫化氢对油气田设备的腐蚀主要包括电化学腐蚀和硫化物的腐蚀破裂。钻具暴露在空气中或在井内钻井液中，受到硫化氢的腐蚀，发生电化学反应，放了出氢气，渗入钢材内部，体积增大，在金属内部产生很大应力，致使低强度钢和软钢发生鼓泡，高强度钢产生裂纹，使钢材变脆，再受外力断裂，产生“氢脆”现象。硫化氢腐蚀会造成钻具发生氢脆断裂而无法压井，被迫完钻。尤其在含硫油气田钻井中，硫化氢对油管、套管、钻杆腐蚀比较严重，其中由于钻杆受到拉、压、挤、扭、冲等复杂载荷的作用，且工作环境十分恶劣，造成钻杆的硫化氢腐蚀最为严重。

五、控制油田硫化氢腐蚀及防护的措施

目前，我国已开发的油气田均不同程度含有硫化氢气体，其中部分油气田含量较高一些。由于现场员工对于其特性及危害性认识程度不高，再加之现场的管理和防范措施不到位，曾经引发了多起硫化氢中毒事故，对职工的生命安全构成了很大威胁。因此，为确保人身安全，杜绝硫化氢中毒事故的发生，加强防硫化氢中毒的这项工作就显得越发重要。因此需要采取有效措施，做好防范工作

1.“培训”：在上岗前首先要接受硫化氢防护技术的培训。对可能接触硫化氢气体的所有作业人员应经过专门机构的培训，使其明确硫化氢的特性及其危害，明确硫化氢存在的地区应采取的安全措施，以及推荐的应急预案和急救程序。另外对于工作人员进行现有防护设备的使用和训练，最终经考试合格后，取得有资质的机构颁发的相应证书后方可上岗。

2.“准入”：培训考核合格取得上岗资质才能够进入含硫化氢现场。对于涉及接触含硫化氢环境作业的本岗位人员和外来人员都要办理准入手续。使其明确自身工作环境中的风险以及遇到该风险时应该采取的安全措施以及推荐的应急救护程序，从而最大限度的避免人身伤亡事件。

3.“防护”：在进入含硫化氢环境作业之前一定要采取防护措施。施工单位应按规定为现场作业人员配备足够数量的正压式空气呼吸器；并且要放在作业人员能迅速取用的方便位置。

4.“警示”：在可能遇有硫化氢的作业井场必须要在井场的入口处设置上明显、清晰的警示标志。

5.“警报”：当空气中硫化氢含量超过阈限值时，现场所有的监测设备应能自动报警。

6.“预案”：制定应急预案，是保证作业安全进行的前提

在进入含硫化氢地区作业前做好应急管理工作，制定一个切实可行、有效的应急预案，是保证作业安全进行的前提。一旦作业场所内有硫化氢气体超标的情况，应急预案将能够控制现场事故的扩大，降低事故后果的严重程度，保证现场人员的生命健康。

六、油田硫化氢腐蚀及防护的发展方向

1.因为高酸性油气田具有高压、高含硫化氢以及高流速等恶劣的腐蚀环境。所以建立一整套高流速、高含硫化氢的试验评价方法以及苛刻环境中油井管的腐蚀评价标准和规范十分必要。

2.由于缓蚀剂体系的复杂性,以往的研究集中在用电化学和表面分析探讨缓蚀剂结构参数与缓蚀性能的关系,而对用量子化学计算缓蚀剂与材料的相互作用研究甚少,将这3种方法结合,能建立更加完善的腐蚀控制机理模型。

3.面向工程的神经网络技术、模糊数学及灰色系统理论发展较快,已运用于腐蚀科学。用这些技术研究缓蚀剂,在预测缓蚀效率、模拟缓蚀现象和建立缓蚀模型方面有广阔的前景。

4.油气井中设备的局部腐蚀(点蚀、应力腐蚀、氢致开裂等)也很严重,而对防止局部腐蚀的缓蚀剂研究相对较少。搞好衡钻井，设计人员要弄清楚可能含硫的层位、深度、含硫量、地层压力，在一次井控上做到衡钻井。在施工过程中进行地层压力监测，发现与设计有出入者立即告知设计单位并要求更改设计。保证全过程的衡钻井，将硫化氢控制在地层内。 在井筒内消除硫化氢。在钻井液中通过调整 pH 和使用硫化氢化学清除剂的方法，使硫化氢在井筒内转化为其他无毒物质。化学药品用得越多,药品间的适配越难。因此, 多功能缓蚀剂,而且应多利用炼油副产品作为原料,降低成本,节约资源。

七、结束语

本文介绍了油田硫化氢的腐蚀原理和防护工艺的现状及发展趋势，相信不久之后，就能够进行危害相对减小的对含硫化氢的油田进行开采，而这一课题将会是我国油田开采的一大进展。

参考文献：

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