電化學(xué)腐蝕防護措施
按照相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,每一年中國那些腐蝕壞掉的金屬材料大概占 10% 的年金屬產(chǎn)量,這個數(shù)據(jù)大概占 3% 至 5% 的GDP 總額,造成的經(jīng)濟損失高達 5000 億元。石油行業(yè)當前最經(jīng)常用鋼管來做埋線管線,假設(shè)沒有良好的防腐措施的話,大概兩到三年的時間就基本會腐蝕掉然后漏氣,所以在建設(shè)油田地面工程的時候一定要使用防腐性能的鋼管來埋地。各種各樣的腐蝕損壞之中,最經(jīng)常見到的一種就是電化學(xué)腐蝕,這種腐蝕的損壞也最嚴重,所以要尋找有效的途徑來防止電化學(xué)腐蝕,對于防止金屬管道的腐蝕工作也很重要。

一、分析防止電化學(xué)腐蝕的原理
1、電化學(xué)腐蝕原理
金屬管道有一層的防止腐蝕的表層,該表層遭到腐蝕危險后,在金屬管道裸露的外表層被雨水或潮濕的土壤打濕過后,氧氣組與土地里面的氫離子形成發(fā)電池,作為陽極鐵出現(xiàn)了氧化反應(yīng),因此鐵會在非常短的時間里內(nèi)腐蝕掉然后變?yōu)殍F銹。
主要的三個電化學(xué)腐蝕成份如下:
(1)金屬溶解在陰極變?yōu)榻饘匐x子流入溶液;
Me → Men+ ne
(2)電子是從陽極流到陰極
(3)流到陰極過后溶液里面能夠吸收電子物質(zhì)的 X 會接收電子
X+ne → X·ne
2、分析相關(guān)保護方案
研究電化學(xué)的原理與分析金屬腐蝕的緣由,對于三個電化學(xué)腐蝕的主要原因來定制相關(guān)的防護手段,能夠按照下列三個方針;
(1)減慢或防止金融被溶解
第一種方法,挑選適當?shù)慕饘儆只蛘哒f研究定制一款基本不溶解的金屬。
第二種方法,把會導(dǎo)致腐蝕的物質(zhì)跟金屬分開。
第三種方法,把金屬的 PH 值或別的性能改變。
(2)防止電子流向陰極
第一種方法,把金屬電勢改變。
第二種方法,把電子流向改變。
(3)把陰極里面可以吸收的電子物質(zhì)清除掉
因為氧氣會不停從空氣里面流進土壤,所以現(xiàn)在沒有能夠清理陰極上可以吸取電子物質(zhì)的相關(guān)措施。
二、詳細的防止電化學(xué)腐蝕的方案
研究了三個電化學(xué)腐蝕的原因,并且綜合了五個方案,能夠使用下列幾項方針,最后能夠?qū)崿F(xiàn)防腐。
1、挑選適當?shù)慕饘儆只蛘哒f研究定制一款基本不溶解的金屬
制作成能夠真正防止腐蝕的金屬,制作金屬的時候會加進別的物質(zhì),提高金屬的防腐蝕水平。把煉制鋼的時候要填加Mn、Cr 等成份提煉成不銹鋼。
2、把會導(dǎo)致腐蝕的物質(zhì)跟金屬分開
把會導(dǎo)致腐蝕的物質(zhì)跟金屬分開,能夠使用的方案有幾種:第一種是采取涂抹的措施,把油漆涂在金屬的表面上,或者涂瀝青、塑料、搪瓷都可以,又或者采取鍍層的措施給想要防銹的金屬面層上化學(xué)鍍或電鍍的手段鍍上 Sn、Zn、Cr、Ni、Ag、Au 等,避免內(nèi)層給腐蝕了。
3、把金屬的性能改變了
嘗試在能夠構(gòu)成電池的體系里面加緩蝕劑,把介質(zhì)性質(zhì)改變,把腐蝕的速度降低。
4、把金屬電勢改變了
采取陰極防護措施,同時加上電源構(gòu)成電解池,把所要防護的金屬設(shè)為陰權(quán),用廢棄的金屬當做要犧牲的陽極,需要保護的金屬當做陰極來進行保護。
5、把電子流向改變
采取陽極的防護措施,外部增加電源把要防護的金屬陽極化,變成陽級,當達到相關(guān)程度的正向極數(shù)值后,因此表面有新成相層或吸附層而鈍化金屬。
三、新方法的探究
作為油田地面建設(shè)單位,工程建設(shè)公司常年接收各種采油工廠的維修工作與改造老區(qū)的工程,在實際施工的時候,有很多老化腐蝕的管線皆穿洞內(nèi)部,這是因為輸送管線的介質(zhì)具備高腐蝕性,堿性與酸性,從另一個角度來說,輸送的介質(zhì)里有比較高的氧氣與氫離子含量,比土壤里面的含量都還要高,有更加嚴重的電化學(xué)腐蝕在研究與分析造成腐蝕的原因和防止腐蝕的手段,考證了許多收集資料與理論,因此本人提出防止腐蝕的新思路:保護磁場法。運用磁場保護的思路,來源三個腐蝕環(huán)節(jié)里面的第三個點,就是要在陰極上消耗一些會吸引電子的介質(zhì)。
(一)理論基礎(chǔ)
在要防止腐蝕的管線圍上磁鐵,有液體物質(zhì)流過管線的時候,因為磁力線與沿進行垂直運力,水在介質(zhì)里面磁化,如同表 3-1,圖片里面的紅箭頭表示磁感線的流向,綠箭表示流體的流向,藍箭表示出現(xiàn)電流的方向;水在被磁化之后,水的性持會產(chǎn)生系統(tǒng)的化學(xué)與物理變化,水的表面張力,溶解度與滲透力會慢慢變大,偶極之間的距離也慢慢變大,所以水溶解氧氣吸引正負離子的引力也慢慢變大,把消耗在陰極上吸附電子的氫與氧離子,最后達到防止腐蝕的功能。同時產(chǎn)生了磁流體的發(fā)電機,實驗驗證了切割液體的磁感線也是能夠制造電流,即便不是在閉合電路里面,制造出來的電流也能在某個程度上把陰極上所吸收的電子介質(zhì)消耗掉,減慢金屬腐蝕速度。
(二)防腐效果
遼河油田鉆采院中心試驗室試驗員吳向洋,曾對磁場強度B、峰數(shù) M、級數(shù) N、流速 V 對腐蝕速度 d 的影響,用正交法優(yōu)化處理回注水,得出:磁場強度 B 對腐蝕速度 d 的影響最大。磁場強度與腐蝕速度的曲線圖中存在明顯的拐點,即在一定磁場下,腐蝕速度存在最小值。
四、結(jié)論
通過對比分析,磁場保護作為防腐的新思路,其經(jīng)濟性和可靠性仍需要經(jīng)過大量的試驗研究,陰極了防護能夠積極干預(yù)腐蝕反應(yīng),采取電學(xué)化的陰極化手段,保障了需要防護的金屬體的均勻電化學(xué)性,壓制出現(xiàn)腐蝕電池。加上保護陰極的漆膜防腐措施,是現(xiàn)在非常有效果的防止電化學(xué)腐蝕的手段。
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