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第一篇 油气田的腐蚀环境及腐蚀实例1

第一章 金属的腐蚀1

第一节 金属腐蚀的定义及分类1

一、腐蚀的定义1

二、腐蚀的分类1

三、腐蚀程度的表示方法2

第二节 腐蚀电化学3

一、电极电位3

二、金属腐蚀的E-pH图3

三、腐蚀原电池4

四、极化和去极化6

第二章 油气田的腐蚀环境8

第一节 大气腐蚀8

一、大气腐蚀特征8

二、大气腐蚀的影响因素11

三、金属材料的耐蚀性12

第二节 土壤腐蚀13

一、土壤腐蚀的特征13

二、土壤腐蚀的影响因素16

三、土壤腐蚀的评价19

四、金属材料在土壤中的耐蚀性能19

五、我国部分地区土壤腐蚀性20

第三节 油田水腐蚀环境24

一、溶解氧的影响24

二、二氧化碳的影响25

三、硫化氢的影响26

四、硫酸盐还原菌的影响26

五、溶解盐类的影响29

六、pH值的影响30

七、温度及流速的影响31

八、部分油田水体性质31

九、油气田的腐蚀实例33

第三章 滩海及海洋腐蚀环境39

第一节 滩海及海洋油田腐蚀环境39

一、腐蚀环境39

二、腐蚀类型及特征45

第二节 腐蚀控制的要求与措施48

一、腐蚀控制的要求48

二、腐蚀控制的措施50

三、腐蚀控制的相关标准52

第三节 腐蚀控制的实例52

一、海洋钢质结构物防腐涂装实例52

二、海洋平台牺牲阳极保护的腐蚀控制实例54

三、试采装置防腐设计实例55

第四节 中国各大海域介绍61

一、半岛环抱的内海——渤海61

二、混浊之海——黄海61

三、万里长江的归宿——东海61

四、世界第三大海——南海62

第四章 硫化氢及二氧化碳腐蚀环境63

第一节 腐蚀环境63

一、概述63

二、钻井63

三、采油采气63

四、油气集输63

第二节 硫化氢腐蚀64

一、概念64

二、腐蚀机理64

三、腐蚀实例65

第三节 二氧化碳腐蚀66

一、概念66

二、腐蚀机理66

三、腐蚀实例68

第四节 硫化氢二氧化碳混合体系的腐蚀69

一、硫化氢二氧化碳共存条件下碳钢和低合金钢的腐蚀机理69

二、硫化氢二氧化碳共存条件下的腐蚀影响因素69

第五章 稠油热采系统的腐蚀71

第一节 稠油集输系统的腐蚀特点71

一、稠油集输系统的内腐蚀71

二、稠油集输系统的外腐蚀72

第二节 稠油集输系统的防腐措施72

一、集输管道72

二、储罐73

第三节 稠油注汽系统的腐蚀特点74

一、注汽锅炉74

二、注汽管网75

第四节 稠油注汽系统的防腐措施76

一、注汽锅炉76

二、注汽管网77

第六章 聚合物驱油地面系统腐蚀与防护技术79

第一节 概述79

第二节 聚合物母液配制及输送系统防腐技术79

一、聚合物母液配制及输送过程中的腐蚀特点79

二、聚合物母液配制过程中的腐蚀控制80

三、聚合物母液输送过程中的腐蚀控制80

第三节 聚合物溶液注入系统防腐技术82

第四节 聚合物驱采出系统防腐技术82

第七章 油气田和管道站场的腐蚀环境及腐蚀实例84

第一节 油气田和管道站场的腐蚀环境84

一、工艺站场所处的土壤环境84

二、工艺站场地下设施的复杂性84

三、工艺站场地下设施及接地体系异种金属并存84

四、工艺站场管道温度差异对腐蚀的影响86

五、工艺站场管道防腐层施工方式对腐蚀的影响86

六、工艺站场出入地端管道的腐蚀86

第二节 油气田和管道站场的腐蚀实例87

一、长输天然气管道站场腐蚀实例一87

二、长输天然气管道站场腐蚀实例二88

第二篇 防腐层技术91

第八章 埋地钢质管道防腐层技术91

第一节 埋地钢质管道防腐层的基本特性91

一、埋地钢质管道防腐层特性91

二、选择防腐层时应考虑的因素92

三、几种常用的管道防腐层性能比较93

第二节 管道聚乙烯防腐层技术95

一、聚乙烯防腐层结构、等级及材料要求95

二、防腐层涂装99

三、补口106

四、补伤107

第三节 3LPE与3LPP防腐层性能比较108

一、防腐层分类108

二、防腐层材料109

三、涂敷的防腐层性能110

四、检验和试验要求111

第四节 3LPE包覆法生产工艺113

一、概述113

二、成型工艺综述114

三、挤出包覆工艺的技术难点118

四、挤出包覆法生产线总体性能指标与国外同类先进技术的比较119

第五节 大口径热煨弯管3LPE防腐技术119

一、概述119

二、直管3LPE成型技术119

三、弯管3LPE成型技术可行性分析119

四、防腐层性能123

第六节 钢质管道熔结环氧粉末外防腐层技术123

一、环氧粉末防腐层结构等级及材料要求123

二、防腐层涂装129

三、质量检验131

四、成品管的标记、装运和储存133

五、补口133

六、补口质量检验134

第七节 辐射交联聚乙烯热收缩带（套）补口技术134

一、埋地管道防腐层补口技术的主要类型134

二、热收缩带的热收缩原理和生产工艺135

三、补口热收缩带（套）的技术性能要求137

四、热收缩带（套）补口的施工要求142

五、热收缩带（套）补口的质量检验144

第八节 聚乙烯胶黏带防腐层技术144

一、聚乙烯胶黏带的发展历程及制造工艺144

二、防腐层结构和等级146

三、防腐层材料146

四、聚乙烯胶黏带防腐层147

五、防腐层的施工147

六、质量检验148

七、防腐管的下沟回填149

第九节 埋地钢质管道防腐保温层技术149

一、管道防腐保温国内外技术现状及发展趋势149

二、埋地钢质管道防腐保温层结构要求152

三、保温管防腐底层的预处理153

四、扣模法保温管工艺154

五、“一步法”保温管工艺156

六、“管中管”防腐保温管163

七、防腐保温管材料要求169

八、质量检验174

九、补口及补伤177

十、下沟回填178

第十节 海底管道防腐保温及配重技术179

一、海底管道防腐保温及配重情况简介179

二、海底管道防腐技术180

三、海底管道外防腐技术182

四、海底管道配重技术183

第十一节 海底管道铺设198

一、海底管道现场补口技术198

二、海底管道安装技术200

三、海底管道检测技术203

第九章 管道内涂装技术206

第一节 常用的内涂装工艺及选择206

一、工厂预制单根管内喷涂206

二、管道内防腐层补口方式及其选择212

三、管道液体涂料整体挤涂技术214

第二节 内减阻涂层工艺及性能要求217

一、减阻涂料技术简介217

二、内减阻涂层和涂料的性能要求223

三、减阻涂层涂装工艺及设备228

四、内减阻涂层质量检测及缺陷处理238

第三节 钻杆内涂装及性能要求244

一、钻井环境的苛刻要求244

二、对涂料和涂层的基本要求245

三、钻杆内涂装工艺及性能246

第四节 旧管道修复技术251

一、旧管道修复技术的分类251

二、旧管道修复设计技术要求255

三、旧管道修复常用技术258

第十章 储罐与容器的防腐涂料及涂装267

第一节 储罐与容器的腐蚀概况267

一、储油罐的结构267

二、储存介质特性与腐蚀性268

三、储罐腐蚀情况及不同部位的腐蚀环境分析268

第二节 防腐蚀涂料基本类型及其性能274

一、内防腐涂料的类型、性能及应用实例274

二、外防腐涂料的类型、性能及应用实例280

三、储罐整体防腐实例288

第三节 防腐层的涂装及检验293

一、表面处理293

二、防腐层涂装的施工技术要求296

第十一章 环境友好防腐涂料概述303

第一节 环境友好涂料提出的历史背景303

一、地球村的危急和可持续发展道路303

二、传统的涂料工业对环境的污染303

三、环境保护法的要求进一步严格，开发环境友好涂料势在必行304

第二节 环境友好涂料的分类304

一、水性涂料305

二、高固体分涂料305

三、粉末涂料306

四、辐射固化涂料306

第三节 水性工业防腐涂料用树脂及其涂料307

一、水性环氧树脂体系308

二、水性丙烯酸体系311

三、水性聚氨酯体系312

第四节 水性醇酸工业涂料314

一、水稀释型醇酸树脂314

二、水稀释型醇酸树脂及其涂料调制314

三、水性醇酸树脂改性的研究与开发316

四、水乳液型醇酸树脂317

第五节 无机富锌防腐涂料及其应用318

第六节 水性防腐涂料的品种及应用319

一、概述319

二、水性金属防腐涂料的应用319

第七节 电沉积涂料简述321

一、电沉积涂料发展简史322

二、电沉积漆的应用效果322

三、电沉积涂料新进展323

四、自动电沉积涂料323

五、浸漆涂料及其生产工艺324

第八节 高固体分涂料的进展324

一、基本概念及基本原理324

二、高固体分涂料的技术进展325

第九节 粉末涂料技术进展326

一、粉末涂料的发明及现状326

二、粉末防腐涂料发展方向327

三、粉末涂料工艺技术进步328

第十节 辐射固化涂料技术进步329

第三篇 阴极保护及防腐检测技术333

第十二章 阴极保护333

第一节 阴极保护原理333

一、阴极保护原理333

二、阴极保护参数334

三、阴极保护的方法340

四、阴极保护条件342

第二节 牺牲阳极343

一、基本原理343

二、阳极材料344

三、牺牲阳极规格351

四、牺牲阳极的设计354

五、牺牲阳极的特殊应用359

第三节 强制电流阴极保护电源设备362

一、强制电流阴极保护系统的组成362

二、电源设备363

第四节 强制电流阴极保护辅助阳极385

一、概述385

二、阳极的分类388

第五节 直流杂散电流干扰及其防护411

一、概述411

二、直流电气化铁路的干扰影响415

三、干扰的调查和测定419

四、排流法及防干扰的综合治理425

第六节 高压交流感应影响及其防护432

一、交流输电线路对输油输气管道的电磁影响432

二、交流输电线路对输油输气管道电磁影响的防护434

三、交流输电线路对输油输气管道电磁影响的计算437

第七节 交流腐蚀444

一、概述444

二、交流腐蚀综述445

三、交流腐蚀的机理450

四、阴极保护对交流腐蚀的影响459

五、交流腐蚀的缓解方法461

六、交流腐蚀监测462

七、交流腐蚀的识别463

八、结语464

第八节 交流干扰的防护措施465

一、《高压电力系统对金属管道影响的通用导则》中推荐的措施465

二、当前管道常用的防护措施469

三、防护效果的评价474

第九节 管道阴极保护技术要求及配件475

一、概述475

二、管道的电连续性475

三、管道防腐层476

四、电绝缘477

第十节 预应力钢筒混凝士管的阴极保护486

一、概述486

二、PCCP管的腐蚀488

三、PCCP管的防蚀489

四、阴极保护设计490

五、结束语493

第十一节 运行与管理493

一、概述493

二、地下金属构筑物496

第十三章 检测技术501

第一节 测量技术501

一、概述501

二、电位测量501

三、电流测量508

四、电阻测量511

五、防腐层性能测试516

第二节 阴极保护准则的测试方法520

一、概述520

二、一般技术要求520

三、管／地电位-850mV的测试521

四、管／地-850mV极化电位的测试522

五、100mV阴极极化值的测定523

第三节 埋地钢质管道阴极保护电参数测试方法524

一、简要介绍524

二、基本规定525

三、电位测试526

四、牺牲阳极输出电流测试533

五、管内电流测试534

六、管道外防腐层电阻率测试536

七、绝缘接头（法兰）绝缘性能测试538

八、接地电阻测试541

九、土壤电阻率测试542

十、管道外防腐层地面检漏测试543

第四节 埋地钢质管道防腐层绝缘性能参数测试方法的比较546

一、概述546

二、方法简介547

三、现场测试550

四、测试结果550

五、数据分析554

六、结论554

第五节 埋地钢质防腐管道外防腐层状况检测方法555

一、钢质防腐管道埋地前外防腐层缺陷的检测方法-电火花检漏法555

二、钢质防腐管道埋地后外防腐层缺陷的检测方法-人体电容法557

三、埋地钢质管道外防腐层状况评估方法-管中电流法561

第六节 埋地管道综合参数异常评价方法567

一、方法概述567

二、检测仪器与应用软件570

三、综合参数异常评价方法的应用与准则571

四、检测技术有关规定574

第七节 瞬变电磁（TEM）检测方法577

一、方法概述577

二、仪器与设备579

三、瞬变电磁（TEM）检测步骤580

四、瞬变电磁（TEM）检测结果记录表与检测流程图582

第十四章 管道保护工程与检测实例585

第一节 陕京线阴极保护设计说明585

一、综述585

二、阴极保护工艺计算585

三、阴极保护系统简介586

四、阴极保护装置586

五、问题与建议588

第二节 四川气田南干线榕佛段外腐蚀调查总结589

一、基本情况589

二、阴极保护参数测试590

三、测试结论591

四、腐蚀原因592

五、关于保护准则592

六、涂层与阴极保护的关系593

七、总结593

第三节 西气东输管道工程阴极保护投运记实——评3LPE防腐层的应用效果594

一、阴极保护设计的基本情况594

二、阴极保护效果的检测595

三、保护效果影响因素分析598

四、整改措施及其效果599

五、3LPE防腐层绝缘性能综合评价603

第四节 在建管道保护实例604

一、西气东输二线防腐设计实例604

二、秦皇岛-沈阳输气管道工程防腐层设计实例606

三、陕京三线输气管道工程设计实例606

四、兰郑长输油管道工程设计实例607

五、中俄原油管道漠河-大庆段工程设计实例607

第四篇 药剂防腐蚀技术609

第十五章 药剂防腐蚀技术609

第一节 缓蚀剂609

一、缓蚀剂的定义和特点609

二、缓蚀剂的分类609

三、应用缓蚀剂的技术要求611

四、缓蚀剂的选用原则612

五、缓蚀剂的测试与评价614

六、石油天然气行业中应用的缓蚀剂623

第二节 杀菌剂651

一、油田污水及注水系统常见的细菌及其危害651

二、杀菌剂的选择和应用方法652

三、细菌分析和杀菌剂的评价654

四、在油田水处理中应用的杀菌剂654

五、常用的国产非氧化型杀菌剂656

第三节 阻垢剂659

一、油田水常见的水垢类型659

二、油田水垢的鉴别660

三、阻垢剂的选择与评价661

四、常用的具有缓蚀作用的国产阻垢剂662

第四节 常用药剂试验评价方法664

一、腐蚀试验件处理方法664

二、腐蚀试验结果处理方法665

三、缓蚀剂的评选试验方法—动轮挂件腐蚀失重法666

四、杀菌剂评选试验方法667

五、静态防垢剂评选试验方法669

第五篇 油田设施的保温及防护673

第十六章 绝热的基本知识673

第一节 绝热的作用673

一、保温与保冷的定义673

二、绝热的作用673

三、保温的范围675

第二节 绝热的基本原理676

一、热量传递的基本方式676

二、导热677

三、对流换热682

四、辐射传热682

第三节 绝热结构的传热过程683

一、平壁传热683

二、圆筒壁传热685

第十七章 绝热计算688

第一节 绝热计算的项目688

一、绝热计算的项目688

二、绝热计算基本任务688

第二节 绝热计算公式688

一、热损失的计算688

二、表面温度的计算689

三、保温厚度的计算690

第三节 直埋管道绝热厚度的计算692

第十八章 绝热材料性能及选择694

第一节 绝热材料的种类694

一、绝热材料定义694

二、绝热材料分类694

第二节 绝热材料的基本性能695

一、绝热材料的绝热机理695

二、绝热材料的基本性能696

第三节 常用绝热材料707

一、泡沫绝热材料707

二、纤维绝热材料709

三、粉状绝热材料及制品713

第四节 绝热结构的保护层材料714

一、防水材料715

二、外保护层材料721

第五节 绝热材料的储存722

一、包装运输注意事项722

二、现场保管注意事项723

第十九章 设备及管道绝热结构724

第一节 绝热结构的一般要求724

第二节 设备及管道绝热结构的施工725

一、胶泥结构725

二、缠绕结构725

三、包扎结构726

四、填充结构726

五、浇灌结构726

六、预制件绝热结构727

七、粘贴结构728

八、喷涂结构728

九、金属反射式保温结构728

十、可拆卸式保温结构729

第三节 保温结构形式729

一、适用于地沟及室外架空管道的绝热结构形式729

二、适用于室内外和地沟管道的保温结构形式730

三、适用于室内架空管道的保温结构形式730

四、埋地管道的保温结构形式730

五、适用于海底管道（浅海）的混凝土配重保温结构形式731

六、适用于管道的双层保温结构形式731

七、适用于伴热的保温结构形式732

八、法兰、阀门保温结构形式732

九、支承圈和垂直管道的保温结构形式733

十、卧式筒体设备的保温结构形式733

十一、适用于矩形风道的保温结构形式734

十二、罐体设备的保温结构形式734

十三、风机的保温结构形式735

十四、人孔、法兰的保温结构形式735

第四节 油罐塔型设备绝热施工736

一、油罐保温层的施工736

二、球罐保温结构施工741

三、塔器设备的保温结构施工741

第二十章 质量检验及验收744

第一节 绝热层的质量检验744

一、一般规定744

二、固定件和支承件745

三、捆扎拼砌式绝热层745

四、缠绕式绝热层746

五、充填绝热层746

六、粘贴绝热层747

七、浇注喷涂绝热层747

八、可拆卸式绝热层747

九、伸缩缝及膨胀间隙748

十、检查数量748

第二节 防潮层的质量检验748

第三节 保护层的质量检验749

一、金属保护层749

二、毡、箔、布类保护层750

三、抹面保护层750

第四节 工程验收751

一、项目竣工验收程序751

二、工程质量评定751

第五节 绝热工程效果评价与测试757

一、绝热工程效果评价757

二、测试方法758

三、测试操作761

四、数据处理762

第六节 绝热材料及应用工程标准763

一、绝热（保温）工程标准763

二、绝热（保温）材料标准763

三、绝热（保温）材料性能试验标准764

第二十一章 保温工程计算应用实例765

第一节 直埋管道设计765

一、预制保温管的结构765

二、预制保温管直埋敷设的设计766

三、直埋管道无补偿计算767

第二节 某热水直埋管道计算实例768

一、分段加热计算768

二、预热管段长度计算769

三、直埋管道的预热方法769

第三节 预制保温管道的施工770

一、预制保温管道的敷设770

二、固定点结构770

三、预制保温管的连接770

第四节 高压蒸汽管道保温工程设计实例770

一、绝热工程特点771

二、保温厚度计算方法的确定771

三、保温结构的选择772

四、保温层厚度计算773

五、保温效果及经济效益775

第五节 油罐保温层的厚度计算775

一、油罐保温层外表面温度775

二、油罐保温层厚度775

三、油罐散热量计算775

四、保温层表面温度校核776

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