时间：2023-05-30 09:36:40
关键词：腐蚀 在线腐蚀监测技术 腐蚀监测系统
油气管道运输中管道损坏导致的泄漏事故不仅浪费了石油和天然气，还造成了由于维修所带来的材料和人力上的浪费、停工停产造成的损失，甚至还可能因腐蚀引起火灾。特别是天然气管道腐蚀引起的爆炸，威胁人身安全，污染环境，后果极其有严重。因此，作好管道腐蚀监测工作有很重要。引起油气管道的内外腐蚀的因素包括：输送介质的水、硫化氢、二氧化碳、无机盐的含量，输送介质的流动和冲刷，输送的压力和介质温度，土壤的含盐量、含水量和温度等等，这些因素造成油气管道存在多种腐蚀现象，如均匀腐蚀、点蚀、应力作用下的局部腐蚀（应力腐蚀开裂、氢损伤、磨损腐蚀）等。
一、油气管道腐蚀机理
油气管道，特别是长输管道所选用的管材常为碳钢或合金钢，一般情况下，管道腐蚀是一种电化学腐蚀过程，在电解质中，作为阳极的金属溶解，同时放出电子，而这些电子又被阴极过程所吸收，这样导致金属不断溶解。电化学腐蚀过程如下：
阳极反应：Fe–2eFe2+（氧化反应）
阴极反应：H++eH或2H2O+O2+4e4OH- （还原反应）
电子的定向转移，产生腐蚀电流，加速了金属的溶解，因此对腐蚀的监测主要是根据金属腐蚀情况、电位、电流及电阻的变化等因素推导计算出金属腐蚀的速率等参数，从而直观的显示出金属的保护状态。
二、国内外腐蚀在线监测技术研究现状
目前主要测量方法有：现场挂片法、电阻法、电化学法及电感法。
1.现场挂片法
将一定材质和规格的试片，暴露在腐蚀环境中某个特定的时间周后对试片的质量变化进行测量和计算，并对试片表面进行检查的一种方法。腐蚀试片法是腐蚀监测中最基本的方法之一，虽然是较为传统的方法，但被认为是腐蚀的最可信证据。 腐蚀试片法采取重量法——增重法和失重法，根据试片腐蚀的前后重量变化来计算腐蚀试片法测试的腐蚀速率是监测周期内的平均腐蚀速率，最常见的方法，通过测量已知时期内金属试样的失重或增重得到腐蚀信息。根据试样的质量变化测出平均腐蚀速率。
计算方法：CR=W×1000×365/A×T×D
其中CR表示平均腐蚀速率（mm/a）；W表示腐蚀失重（g）；A表示试样暴露面积（mm2）；T表示暴露天数（d）；D表示金属试样的密度（g/cm2）。
现场挂片法可用于任何环境中，当腐蚀速度稳定时最适用；它可以指出腐蚀的类型；使用技术要求不高，且费用中等；缺点是挂片的处理、装取较烦，测试周期长，对腐蚀状态变化的反应速度慢，挂片也不能完全等同于油气管道及设备本身。
2.电阻法
常称为可自动测量的挂片法，测定金属腐蚀速度是根据金属试样由于腐蚀作用使横截面积减小，从而导致电阻增大的原理。金属横截面积与电阻的关系如下：
R=e·L/A
式中R表示电阻；e表示金属的电阻系数；A表示金属横截面积。
利用该原理国内外已经研制出较多的电阻探针用于监测设备的腐蚀情况，是研究设备腐蚀的一种有效工具。它既能在液相（电解质或非电解质）中测定，也能在气相中测定，能准确地反映出设备运行各阶段的腐蚀率及其变化。
3.电化学法
电化学测量方法是实现腐蚀速率实时监测有效方法之一。但以往所熟悉的线性极化电阻法在理论上存在较大的误差，最大可以达到200%以上。中科院曹楚南院士研究了根据极化区的极化曲线测定腐蚀电流的方法，开发出瞬时腐蚀速度测量仪，采用了弱极化理论而使得测量精确度有所提高。
4.电感法
通过测量金属试样腐蚀减薄所引起的磁通量的变化来直接测得金属试样的腐蚀深度，从而计算金属腐蚀速率的方法。该方法比挂片发、电阻法的响应速度快，而且能适用于各种不同的介质，不受介质导电率的影响，能对金属腐蚀速率的变化作出快速反应。
实现腐蚀实时在线监测，首先需要有对腐蚀体系进行在线检测的探针和测试仪，而合理选择测试方法显得尤为重要，一般是依据不同环境和腐蚀介质的不同进行选择，工艺介质通常采用挂片法、电阻法、电感法，土壤、水介质等强电解质环境下通常采用电化学方法。在管道腐蚀监测方面，目前广泛采用的仍是挂片式腐蚀检测方法，虽简单直观，但检测周期较长，不便随时监测工作介质的腐蚀状况。因此结合其他在线腐蚀监测方法，互补不足，对管线流体的腐蚀状态及流体性能进行全面在线监测和准确的度量，可以及时采取腐蚀控制措施预防腐蚀破坏事故的发生。
三、油气管道腐蚀在线实时监测的实施
1.站场腐蚀在线实时监测
站场腐蚀在线实时监测系统的建立：选择探头安装在油气管线上，由数据采集器采集与腐蚀速度有关的模拟信号，放大后转换成数字信号，并传送到监控室计算机。通信接口是连接数据采集器和计算机的接口。数据到达计算机后处理、显示、建立数据库（可直接进入DCS网和局域网络）。通过多点实时在线监测，获得生产过程中管线各点腐蚀状况。数据汇总到监控计算机后，根据反馈数据调整生产工艺控制腐蚀的进行等。
2.埋地管线腐蚀在线实时监测
结合管线阴极保护系统，辅助具有无线传送功能的阴极保护参量的实时监测系统，将管线的保护电位，整流器的输出电压、输出电流，牺牲阳极的输出电位，输出电流及土壤中的杂散电流的频率、幅值和交直流分量等所有数据通过无线网络上传到中央监控系统，进行综合分析，提供腐蚀极化曲线状态。
四、油气管道腐蚀在线实时监测应用的意义
1.能及时提供站场设备及管线的腐蚀速率，并可对其腐蚀状态进行评价，并对可能发生腐蚀失效的各种环境进行预警。
2.根据监测所得到的腐蚀速率，确定管线、设备的合理检修周期。
3.防止腐蚀所引起的泄露等事故的发生，从而减少对环境的污染。
4.有效地与腐蚀控制技术结合，能准确调整生产工艺及时地控制腐蚀的进行，如添加化学缓蚀剂等。
5.当埋地管线周围有电气化高铁轨道等时，可监测轨道交通产生的杂散电流对埋地油气管道阴极保护的影响，为管线的腐蚀控制提供有力支持。
五、结论
随着油气管线向着长距离 、大口径、高压力、后壁化发展，管道腐蚀监测与腐蚀防治一样，是管道腐蚀控制技术中不可忽略的重要环节。单一腐蚀参数的监测难以满足腐蚀控制的更高要求，而各种在线腐蚀监测技术与计算机技术相结合建立腐蚀在线实时监测网，就能将数据的采集、处理、分析、预测及反馈命令一体化，从而实现油气管道腐蚀状态的全面实时监测，尤其对于城市输油气管网及偏远复杂环境下的长输管道腐蚀状态相关情况的安全监控具有重要意义。
参考文献
[1]化学工业部化工机械研究院.腐蚀与防护手册—腐蚀理论试验及监测[M].化学工业出版社，1990（1）：492-500.
关键词：设备腐蚀;电化学探针;在线监测;系统
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.117
1 引言
目前，炼油化工企业通常采用只能在腐蚀破坏作用不大或者不可能提高抗腐蚀过程控制的情况下使用的一些监测手段。然而大多数的工厂希望能够通过使用工艺防腐的方法（例如：缓蚀剂）或者其它的处理设施（例如：脱水装置）来减少腐蚀，并保证重点设备和管道的腐蚀状况和介质条件置于有效的监控之中，这样只有通过在线、实时的监测技术来获取各种关键的腐蚀数据，并进行数据分析，及时了解装置腐蚀状况及变化过程[1，2]。
课题基于在线监测系统的优势，针对某炼油厂两套常减压装置重点部位为对象，建立了一套实时电化学在线腐蚀监测系统。系统实现了对监测部位的实时显示总体腐蚀速率（mm/a）、点蚀系数、B值、腐蚀机理因子等参数，以满足公司降低腐蚀危害，实现安、稳、常、满、优生产的需要。
2 腐蚀在线监测系统组成
2.1 硬件系统
腐蚀在线监测系统由探针、腐蚀变送器、数据转换模块、数据处理软件系统组成，系统结构图见图1所示。系统主要功能是采用探针监测管线、设备的总体腐蚀和局部腐蚀的变化，了解设备的腐蚀趋势和评估工艺防腐效率，并指导调整注剂使用。探针采取数据由分析软件进行数据处理，绘制总体腐蚀速率曲线和局部腐蚀状态曲线，显示腐蚀趋势和具体腐蚀数据，及时防止危险，提高设备的运行效率。
系统路由过程为：探针->变送器->安全栅->腐蚀通讯集中器->数据服务器。每套装置单设一台服务器，服务器放置于控制室内，通过电缆进行数据传输。现场每个变送器可向服务器各布设一条双芯屏蔽电缆，该电缆可同时提供电源回路和通讯回路，且具有较强抗干扰能力。每套装置单设一个机柜，机柜内放置安全隔离栅、腐蚀通讯集中器、24VDC电源模块，其中，腐蚀通讯集中器集成HART解析以及HART转RS232通讯转换功能。
2.2 腐蚀监测系统软件
在线监测数据通过电化学腐蚀在线监测技术，通过电化学腐蚀测量变送器采用谐波失真分析、标准的LPR（线性极化电阻）和ECN（电化学噪声）等方法来实现腐蚀速率和腐蚀因子的监测，变送器通过 4-20mA与HART协议实时输出给服务器。系统可同时输出四个参数，包括总体腐蚀率、点蚀系数、斯特恩-盖里常数（B值）、腐蚀机理参数，并可进行组态分析，同时应用集成技术将实时工艺操作参数进行分析，有利于管理人员分析对比，见图2所示。详细分析参数含义如下。
（1）总体腐蚀率（PV）。该参数单位是mm/a，量程0～2.5mm/a，该参数直接反映现场被监测设备的腐蚀环境状态。
（2）点蚀系数（SV）。该参数为无量纲参数，量程0～1;是一定性分析参考值，当监测值小于0.01时，被监测系统发生点蚀的风险是非常低的;当监测值大于0.1时，被监测系统开始发生点蚀，所以我们通过各种措施来控制该参数，使之不大于0.1。
（3）腐蚀常数B值（TV）。该参数单位是mV，量程5～60;此数据是通过谐波失真测量得到的，它们提供腐蚀过程中阴极和阳极活跃程度的变化。
（4）腐蚀机理因子（CMI）。该参数单位是?A/cm2，量程-50～50;我们可以通过该参数来判断被测系统的腐蚀环境。运用该参数可分析我们注剂在腐蚀防护中的作用，对注剂的使用情况做出实时评价。
3 腐蚀监控系统监测点设置
3.1 腐蚀监控的选点总体原则
腐蚀监控位置的确定直接决定着腐蚀监测效果的好坏。一般来说，对设备管道真正造成威胁的是局部腐蚀，因此如何监测到设备管道腐蚀相对严重的部位，也就是探针安装在设备和管线的合适位置就显得十分重要[3]。通常需要注意以下几个腐蚀严重的部位：
（1）有水凝结的部位，尤其是水凝结开始的部位，如常减压塔顶冷凝冷却系统空冷器的出口及水冷器的出入口。
（2）介质需要缓释剂的工艺，如循环冷却水系统。
（3）设备管道高湍流区域，如管道的弯头等。
（4）事故发生频繁的设备管道，即依据历史经验选取监测部位，
3.2 腐蚀监控选点部位
依据选点原则和设备条件，对某炼油厂两套装置进行在线监测选点，结果见表1所示。
4 腐蚀监控管理系统特点
（1）基于电化学探针前端采集。电化学探针采用线性极化腐蚀监测的原理，具有监测迅速的特点，可以准确测量电化学参数B值，且有较高的精度。
（2）与工艺过程参数变化同步分析。根据腐蚀速率变化与工艺条件变化的相互关系，为生产计划的编制、工艺操作指标的修订提供数据支持。
（3）评价防腐效果。对工艺防腐措施，缓蚀剂、中和剂的应用效果做出评价。
（4）预测设备寿命。通过腐蚀监控可以掌握设备正常运转时的腐蚀速率，可以预测设备的使用寿命，做到既安全又经济[4]。
5 结论
基于科学选点，前端探针安装，中间过程数据采集及数据软件分析，建立针对高含硫炼化装置的腐蚀在线监测系统，将腐蚀监测作为腐蚀控制的前期保障，经过在某炼油厂的实际应用，实现对受监测设备和管道的腐蚀状况进行24小时不间断的监测和评估。对炼化设备的腐蚀监测系统的建立，是完善系统的管理设备腐蚀与防护的重用部分，最终达到实时了解设备腐蚀情况，降低运行风险，减少维修停产损失、降低生产成本，实现装置的安稳长满优运行的目的。
参考文献：
[1]卜全民，温力，姜虹等.炼制高硫原油对设备的腐蚀与安全对策[J].腐蚀科学与防护技术，2002，14（06）：362-364.
[2]周敏.中国石油炼化企业腐蚀与控制现状[J].腐蚀与防护，2012，33（02）：62-68.
[3]张居生，杜月侠，兰云峰等.腐蚀监测技术及其适用性选择[J].腐蚀与防护，2012，33（01）：75-78.
研究 方法 :结合地铁的实际情况及标准规定的杂散电流腐蚀危险性判定指标，选择埋地金属结构的极化电位作为监测的参数，采用具有电压稳定、不易极化、内阻低且具有一机械强度的cu /cuso4作为参比电极;测控系统硬件的核心是基于arm7微处理器，其高速的性能、丰富的接口资源，很容易实现测控功能。
研究结果:该研究 总结 出了可用于预测金属结构在杂散的腐蚀轻度和腐蚀趋势的自动在线监测系统。
研究结论:尽管地铁杂散电流的腐蚀性大，但只要采取 科学 合理的措施，设计合理的自动在线监测系统，有效地降低杂散电流腐蚀的损失，确保地铁长期运行使用的安全。
关键词：地铁;杂散电流;监控;防护
目前 国内外的城市轨道 交通 运输直流牵引供电系统中，普遍采用走行轨回流的供电方式。列车直流牵引供电系统采用正极接触网(轨)，走行轨兼作负回流线。由于走行轨不可能对地完全绝缘，且走行轨存在电压降，因此有少量电流不会沿走行轨而是沿大地回到变电所或根本不回到变电所，形成杂散电流。它对地下隧道结构钢筋、高架桥结构钢筋、沿线金属管线、屏蔽网等金属设施产生严重的电流腐蚀作用，危及建筑设施的安全并可能会酿成灾难性的后果，如煤气或石油管道的腐蚀穿孔;结构钢筋的腐蚀，会破坏混凝土的整体性，降低其强度和耐久性，给安全运营带来严重威胁。因此对杂散电流进行监测并采取有效的防护措施是地铁及轻轨设计、建设、运营维护中必须考虑的一个重大课题，已经引起国内外科研和生产单位的重视。但国内对这方面的研究还很欠缺。轨道交通系统中机车是一个运动变化的负荷，地铁杂散电流腐蚀的介质一般为土壤，情况千差万别， 影响 腐蚀过程的因素太多，并随时间变化。在 理论 分析的基础上结合大量调查研究和试验，才能提出有针对性的治理杂散电流的技术和方法。在分析清楚杂散电流分布的情况下，对新建的轨道交通系统，要在设计、施工各个阶段，从实际出发，根据不同的线路施工方法、线路方案、地质状况、供电方案，相关的专业都要采取相应的技术措施，尽量减少杂散电流。对已建成的线路或因某些原因绝缘下降而产生杂散电流后，应对杂散电流腐蚀的状况进行实时监测，采取有针对性的措施减少杂散电流对金属结构和管线的腐蚀。
1.1监测原理
杂散电流对埋地金属的腐蚀本质上是电化学过程，在埋地金属结构的腐蚀检测参数中，金属结构对地电位是最重要的参数，因为它既可以反映金属结构的腐蚀特性，又可以反映杂散电流的干扰特性。因为接地零电位会因杂散电流的极化作用产生偏移，所以在测量中不能以接地作为电压的基准，而是采用具有电压稳定、不易极化、内阻低且具有一定机械强度的cu /cuso4作为参比电极。主要包括两项参数的测量:(1)参比电极的本体电位。通过检测参电极的本体电位，可判断参比电极工作是否正常。(2)结构极化电位，即结构钢筋极化电压的偏移值。根据这个值判断杂散电流对结构钢筋的腐蚀情况，如果极化电压正向偏移值一旦超过规定值，则启动智能排流柜进行排流。
1.2监测系统的结构
杂散电流监测系统组成如图2所示。
由图2可知，检测系统主要是由上位机系统和自动监测装置两部分组成。自动监测装置是以arm7处理器为核心的数据采集处理系统，完成模拟量、开关量的采集和存储。如参比电极的本体电位、结构钢的极化电位等，并对它们在液晶屏幕上进行实时显示;当检测到结构钢极化电位超标、钢轨电压超标或接近cjj49-92规定时，进行超标报警;同时根据结构钢筋极化电压的情况，输出控制量向智能排流柜控制命令，启动排流柜进行排流。上位机主要功能是通过usb接口与自动监测装置相连，通过系统软件可实时显示各种信息，可方便查询 历史 数据和故障记录，同时达到远程修改自动监测装置的系统时间等功能。
1.3测控装里的硬件结构
系统的硬件结构如图3所示。
测控装置的处理器采用samsung s3c44box16/32位risc处理器，有8 mb的内存和16 mb的硬盘，接口包括一个usb接口、一个jtag调试口、与转换器的连接采用can总线接口。人机接口设备包括一个4x4的键盘和一块280x128的lc d显示屏。其中的usb接口主要用于在和主机进行数据交换时获得一个较高的传输速度;lcd主要用于显示系统工作正常，作为监视之用。
1.4软件的设计
系统软件设计采用的是c和汇编混合编程实现，它采用模块化结构，由初始化模块、主控模块、键盘输人模块、液晶显示模块、spi通讯模块、数据采集转换模块、看门狗模块、实时时钟模块组成。
2防止杂散电流腐蚀的措施及监测存在的 问题
杂散电流的防护工程基本上采用“以防为主，以排为辅，防排结合，加强监测”的原则。对地下设施可采用覆盖绝缘层，铺设在绝缘管道内或者选择合适的路线和电分段等。
2.1地铁线路采取的防止杂散电流腐蚀的措施
(1)以防为主
控制所有可能的杂散电流泄漏途径，减少杂散电流进入轨道 交通 系统的主体结构、设备以及沿线附近相关设施的结构钢筋。具体实施时，由于涉及到的专业多，各专业、各工种必须紧密配合，尤其在施工设计阶段更要考虑综合防治措施，尽量减少直流系统与其他建筑物的电气连接。可采取的措施有:牵引变电所内和区间的直流供电设备在安装时与结构钢筋和结构主体绝缘安装;走行轨道在施工时，采用与轨道道床绝缘的安装方式;由外界引人轨道交通内部或由轨道交通内部引出的金属管线均应进行绝缘处理后方可引人和引出;在轨道交通线内部设立结构钢筋电气连通，把所有结构钢筋和接地点连接在一起，将泄漏的杂散电流排流回直流系统。
(2)以排为辅
设置合理的排流网结构，为杂散电流提供低电阻通路，即将牵引所附近的金属导体与牵引所内负母线直接相连，在金属导体与负母线之间形成很小的电阻通路，这样从钢轨泄漏至地下的杂散电流在进人地下金属导体后，由于这部分杂散电流是沿着导体电阻较小的通路流回牵引所负母线，而不是先流出导体进人土壤，而后从土壤进人网轨，从而避免了对牵引所附近金属导体的腐蚀。
2.2杂散电流腐蚀监测和防护方面存在的问题
(1)杂散电流难以直接准确测量，根据所测量的参数，很难预测金属结构在杂散电流作用下的腐程度和腐蚀趋势。
(2) 目前 广泛使用整体道床排流网进行杂散电流排流，其杂散电流的分布情况，排流机理，排流网的合理分布等都需进一步 研究 。
(3)地铁轨地电阻和轨道纵向电阻也是 影响 地铁杂散电流分布的参数，缺乏有效的在线测量 方法 。
3结束语
地铁杂散电流腐蚀的防护和监测，是地铁设计、建设、运营维护中必须考虑的问题，而杂散电流的腐蚀是一个长期积累的结果，给研究工作带来一定难度。在地铁工程建设中，应把地铁杂散电流防护系统尽可能做到完善，减少杂散电流的产生及限制杂散电流的扩散。在运营维护中，按照设置的监测系统及方案，定期测试及维护，发现问题，及时处理。尽管地铁杂散电流的腐蚀性大，但只要采取 科学 合理的措施，一定能有效地降低杂散电流腐蚀的损失，防止危及地铁主体结构及管线结构，确保地铁长期运行使用的安全。
参考 文献 :
1造成腐蚀的原因分析
炼化污水成分复杂，腐蚀性较强，可能造成金属管道及设备腐蚀的原因很多，包括酸性腐蚀、氧腐蚀、氯离子腐蚀、微生物腐蚀、应力腐蚀、焊接腐蚀等。根据腐蚀的情况，结合现场实测数据，对管道及设备腐蚀作出分析。
1．1污水水质分析2012年对部分污水水质进行了采样分析。污水水质分析项目和指标如表1所示。
1.2外排污水管道和流砂过滤器管道腐蚀原因分析
从表1可以看出，污水pH值适中，污水中氯离子含量较低，碳钢管材可以耐受，而监测池外排区和回用区的溶解氧和细菌数较高。分析外排污水管道和流砂过滤器管道腐蚀的原因，主要在于污水中残留和滋生的微生物———铁细菌和硫酸盐还原菌（SRB）促进作用下产生的氧的电化学腐蚀。
1．2．1溶解氧的腐蚀为节省投资，广西石化公司外排污水监测池与回用污水提升水池合建在一个大池子内，回用区的过剩污水采用溢流堰跌落进外排污水监测池（如图5所示）；另外，在运行中当外排污水水质较差时，采取将外排污水全部或部分经过砂滤处理后再回流到监测池的措施，以保证污水达标排放，而该回流管线出水口位于水面上，靠近外排污水泵吸入口。由于水流的搅动作用，提高了污水中溶解氧的浓度，监测外排泵吸入口处溶解氧的质量浓度通常在1．5mg／L左右。溶解氧对碳钢管道的腐蚀是一种电化学腐蚀，铁和氧形成腐蚀电池，铁是阳极，遭到腐蚀，氧为阴极，进行还原。水中溶解氧浓度越高，碳钢的腐蚀速率越高。这正可以解释污水外排管线的泄漏点全部出现在距泵出口1．6km以内，且沿污水流向递减分布的现象。
1．2．2铁细菌的影响污水场在正常生产时共有3个工序需要加入三氯化铁混凝剂净化污水，通常加药总量控制在70mg／L左右，而高密度澄清池出水即回用的砂滤进水中铁离子的平均质量浓度仅为0．57mg／L，说明加入的大量的铁离子都已参与了污水的物理、化学和生物反应。由于污水中仍含有铁离子，且pH值较低，通常在6．5～7．5之间，给铁细菌的生长创造了良好的生存环境，尤其是在A／O生化池内条件更好，会造成铁细菌大量繁殖。由于外排污水没有考虑控制细菌总数，未设杀菌设施，所以在外排污水中必然含有较多的微生物。采样检测结果也表明铁细菌的数量较多（如表1所示）。铁细菌是一种好氧异养菌，但在溶解氧的质量浓度小于0．5mg／L的系统中也能生长。它偏好铁质较多的酸环境，以碳酸盐为碳源：4FeCO3＋O2＋6H2O4Fe（OH）3＋4CO2＋能量［3］，反应产生的能量和高浓度铁维持其能量代谢，适宜生长的pH值为6～8。它能氧化溶解于水中的氢氧化亚铁、碳酸亚铁等使之以红棕色粘性物（Fe2O3•xH2O）沉积下来，更促使在阳极附近形成氢氧化铁和铁锈的沉淀膜。当这种沉淀膜进一步增大时，将妨碍氧进入，所以沉淀膜下方因缺氧而成为阳极，而沉淀膜周围的金属则变成了阴极，形成氧的浓差电池，加剧了腐蚀的进行，同时还为SRB提供极为有利的生长条件［6］。在污水外排管道和流砂过滤器进水管道内壁可见大量的暗褐色或黑褐色的锈瘤。挖开锈瘤可见到一个个凹坑，腐蚀继续进行下去，可造成金属穿孔。2012年9月底对外排污水管道中的锈瘤样品进行了分析，其中铁占68％，由此可证明锈瘤主要是由于铁细菌腐蚀管道所致。
1．2．3SRB的影响检测出外排管道垢样中硫占了1％，而监测流砂过滤器进水中的硫酸根离子的质量浓度为76mg／L。管道中由于氧气不充足，适宜的温度、pH值和由于铁细菌和其它杂质影响形成的锈瘤等沉积物较多，给SRB的生长提供了良好的生长环境。SRB是一种厌氧菌，能利用硫酸盐或者其它氧化态硫化物作为电子受体异化有机物质。在厌氧环境下，硫酸盐会在SRB作用下产生H2S，H2S能严重腐蚀处理设施和排水管道。
1．3监测池污水提升泵的腐蚀原因分析监测池污水提升泵及其出口阀门、管线腐蚀非常严重，分析其原因主要是由于气蚀所造成。如前所述监测池中的污水含有较高浓度的溶解氧，当叶轮叶片入口附近的压力小于液体输送温度下的饱和蒸气压力时，液体就会气化，溶解在液体内的气体逸出，形成许多气泡而产生严重的气蚀现象，造成金属表面因冲击疲劳而剥裂。同时含有较多氧气的气泡还会形成热电偶，形成电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏。另外外排污水泵采用了自吸式水泵，由于污水池较深，最低停泵液位设置较低，也容易导致气蚀的发生。
2对策
目前，污水场出现严重腐蚀情况的部位集中在监测池外排污水管道、回用水提升泵和流砂过滤器区域，而在污水处理单元和回用水其它单元尚未发现腐蚀情况。原因是对流砂过滤器等撬装设备、界区外管道和一些防腐相关的细节考虑和要求不够，而对污水处理单元的设备和管线充分考虑了污水及化学药剂的腐蚀性，在选材上大量使用了PE、不锈钢以及UPVC等耐腐蚀材料。通常控制金属材料的腐蚀主要从合理设计，正确选用金属材料，改变腐蚀环境，采用耐腐蚀覆盖层，电化学保护，采用非金属材料等方面着手。针对污水场生产运行现状，采取了如下补救措施和防治对策：（1）对外排污水管道分段打开检查腐蚀情况和测量厚度，对腐蚀严重的部分管段进行维修，碳钢管内壁做防腐处理。对外排污水管线在上管廊前的410m埋地段采用HDPE内穿插修复。（2）针对污水外排泵出口阀门和出口短接以及回用水装置阀门的腐蚀问题，升级阀内件材质，采用衬塑、衬四氟等隔离层。（3）对流砂过滤器内部进行了重新打磨和喷涂高强度防腐涂层，将其撬装碳钢管线全部更换为HDPE管。（4）将砂滤回流管线移位到监测池入口端，出水口延伸到池子底部，在回用区与外排监测池相连的溢流堰上开些平衡孔，适当提高监测池运行水位，以减少污水中溶解氧的含量。（5）对监测池污水提升泵的气蚀余量进行核算，调整停泵液位，叶轮材质升级为耐腐蚀的316不锈钢。（6）提高外排污水的pH值，尽可能控制在8．3～9．0之间，以抑制铁细菌的生长。（7）向污水监测池中冲击式投加次氯酸钠，使菌群数量控制在1000个／L。
3效果
2013年按照上述对策和措施进行了改造，通过一年的运行和监测，外排污水监测池中的溶解氧的质量浓度基本控制在0．5mg／L以下，水中的细菌总数控制在1000个／L以下，并且铁细菌数量不超过200个／L，经过材质升级的水泵叶轮、泵轴和阀门等没有再出现腐蚀现象，设备完好；流砂过滤器重新防腐和更换管线后效果非常明显，漏点基本消除；外排污水管线埋地段采用HDPE内穿插修复后未再发现新漏点，管廊上仅进行维修和简单防腐处理的管道仍有新漏点产生，但出现频率大幅减缓，公司已委托设计单位重新设计铺设一条HDPE管道，准备分段实施。
4结语
【关键词】 水质稳定 物理处理 在线监测
用水来冷却工艺介质的系统即冷却水系统。而节约用水是目前全世界都在关注的话题，因此在工业用水领域，目前大部分厂矿均采用敞开式循环冷却水系统，其特点是冷却水可以回收再利用，大大节约水资源。但是敞开式冷却水在循环过程中会接触空气并蒸发浓缩，因此结垢、腐蚀及微生物滋生成为敞开式循环水系统的三大问题。为保证生产设备长周期安全稳定运行，必须选择一种经济实用的循环水处理方案。这也成为许多水工作者重点研究的课题。循环水处理的新技术包括两个方面：一是新的水质稳定技术，二是新的现场监测技术。
1 水质稳定技术
目前广泛使用且较成熟的技术为化学药剂处理，大部分循环水系统均采用“缓蚀阻垢剂+氧化性杀菌剂+非氧化性杀菌剂”的处理方案，由于目前国家对环境要求越来越高，水体富营养化严重等原因，药剂处理也得到发展，由以前的无机磷处理发展到有机磷处理及全有机处理方案。
1.1 化学处理方法
开发应用低磷、低锌、无铬环保性水处理药剂，在监测技术允许的情况下甚至尽量使用无磷药剂。
1.2 物理处理方法
物理处理方法不仅具有除垢、防垢、缓蚀和杀菌灭藻等多种功能，更主要的是能有效的降低环境污染。虽然目前实际应用走在了理论研究的前面，技术相对不够完善，应用上受到了一定的限制，但随着各项技术的发展必然会作为水处理技术的一个新的发展方向，越来越受到人们的重视和运用。
1.2.1 循环水的磁化处理
利用磁场效应对水进行处理，称为水的磁化处理。作用原理是磁场对水及其中的离子进行磁化，形成定向移动改变了结垢离子的结合能力，降低结垢几率，同时钙镁碳酸盐和其它无机盐的溶解度在磁处理后的活性水中得到提高，同时水中的结垢物晶体在通过磁场时其表面的电荷分布在磁场的影响下发生了变化，形成一种松散的晶体团，不会粘附在管壁或其它物体表面，可通过定期排污来除去；水流经过磁化后，水中的溶解氧被磁化水分子包围，成为“惰性氧”切断循环水中金属腐蚀的主要根源；对微生物而言，水经过磁化后破坏了生物细胞的离子通道，改变了水中微生物的生长环境，使其丧失了生存条件，从而起到杀菌灭藻的作用。
1.2.2 高压静电水处理
阻垢机理：强制水中离子在静电场的影响下形成定向移动，无法结合且不可能靠近器壁，阻止了钙镁等阳离子不致趋向器壁，从而达到防垢、除垢的目的；而且能起到剥落水垢的作用，在结垢系统中能破坏垢分子之间的电子结合力，改变晶体结构，促使硬垢疏松，使已经产生的水垢逐渐剥蚀、脱落；控制腐蚀原理：经静电处理后，水中将产生活性氧，跟电解类似，这种活性氧氧化性较强，故它能在清洁的金属表面产生一层微薄氧化薄膜防止腐蚀；杀菌灭藻机理：干扰微生物的生物电流，破坏其生存环境达到杀灭作用。缺点仍是处理效果不够稳定，理论基础薄弱。
1.2.3 低压电子水处理
作用原理：电子发生器产生电子场。流经电子水处理器的冷却水在微弱电流的作用下，水分子受到激发而处于高能状态，水分子电位下降，使水中溶解盐类的离子或带电粒子因静电引力减弱，使之不能相互集聚并失去化合力，从而抑制了水垢的形成。受到激发的水分子还可吸收水中现有的沉积物和积垢的带负电荷的粒子，使积垢疏松，逐渐溶解并最终脱落。水分子的电位下降使水分子与器壁间电位差减小，抑制了金属器壁的离解，起到缓蚀作用。微电流及电子易被水中的溶解氧O2吸收生成O2-和H2O2等物质，这些物质都是氧化性杀菌剂，杀生能力比氯气还强，使微生物细胞破裂原生质流出，影响细菌的新陈代谢，从而起到杀菌、灭藻的作用。
1.2.4 超声波处理
作用原理：延长晶体形成的诱导期，从而阻止水垢形成；超声波在水体中形成大量的微小气泡，这些气泡有很高的爆发力、冲击力，不断冲击还未稳定的晶核，阻碍晶核达到稳定态从而得到生长点，或者使稳定生长源的数量大大减少，导致诱导期的延长，无法形成大量致密的垢。
2 循环水现场监测技术的新发展
循环水水质监测可以及时反映系统内部的运行情况，方便有效的监测技术可以快速准确的体现出换热器内部的真实情况，因此，冷却水系统日常的腐蚀、沉积物和微生物的现场监测对于保证冷却水系统的优质运行，对于了解冷却水处理方案的效果及指导冷却水系统的日常运行是必不可少的。
2.1 腐蚀的现场监测技术
2.1.1 试片法
目前最简便、最经济使用最广泛的腐蚀监测方法，可以同事监测腐蚀速度、蚀孔深度及观察腐蚀形态，有助于现场方便的找出产生腐蚀的原因；缺点是所测出的腐蚀速率为一段时间的均匀腐蚀、监测周期长，不易发现冷却水系统中瞬时出现的急剧变化。
2.1.2 试验管法
以金属试验管替代腐蚀试片的方法。更接近于换热器管子的真实情况，比试片法准确度稍高一些，缺点仍是监测周期长。
2.1.3 极化电阻法
通过金属电极直接测定换热器管子的极化电阻。该方法的优点是安装简单、能测量出金属的瞬间腐蚀速度、可输出数据实现在线监测；缺点是其所提供的腐蚀信息也是金属均匀腐蚀的信息，因此最好与试片法或试管法结合使用。
2.1.4 监测换热器法
模拟换热器真实运行情况的小型换热设备。优点是有一个换热面，可以真实模拟系统换热器情况，能监测传热面上腐蚀和沉积的情况。这种监测方法为目前新建厂矿普遍采用的方法。其最大的特点是能同时完成腐蚀及沉积的监测。
2.2 沉积物的现场监测技术
2.2.1 监测换热器法
与腐蚀的现场监测为同一设备，通过剖管观察其中沉积物的沉积情况，在线监测冷却水系统中运行时的污垢热阻值。
2.2.2 电热式污垢监测仪法
是换热器在线监测仪的升级产品，它既保持了原产品测试准确、性能可靠等优点，又增加了许多新的功能。是实现工业循环水现场监测现代科学管理的有效手段。这类污垢监测仪具有小巧、简便、直读的优点。
2.3 微生物的现场监测技术
包括微生物测定及粘泥量的测定，其中微生物测定仍是以实验室测定为主，而粘泥量测定主要是依靠生物过滤网现场采集，均为目前的常用方法，在此不再赘述。
3 结语
循环冷却水水质处理技术的整体发展方向是明确的，即高效、易于管理、经济及环保。但是工厂设计应按照工厂本身的具体情况而综合考虑。任何水质稳定技术，只要被合理的采用，都可以达到较为理想的效果。
参考文献：
关键词：路桥工程；钢筋混凝土；腐蚀原因；防护措施
一、路桥工程中钢筋混凝土受到腐蚀的原因
钢筋混凝土的腐蚀包括混凝土中钢筋的腐蚀及混凝土材料本身的腐蚀，其中钢筋的腐蚀属于电化学腐蚀，混凝土材料本身的腐蚀属于化学腐蚀和物理腐蚀。路桥工程中，钢筋混凝土所处的环境属于自然环境（大气、水、土壤）。表面上看，自然环境的腐蚀问题不及工业环境腐蚀那么明显，但这类腐蚀情况十分复杂，影响因素很多，特别是在环境污染严重的地区，SO2、CO2等腐蚀性物质含量增大，而且不同地域之间，甚至同一地域的不同位置，环境的腐蚀性是不同的。为更好地确保路桥钢筋混凝土材料不被腐蚀，必须对其腐蚀原因进行充分了解具体如下：
1、混凝土碳化导致钢筋腐蚀
钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土是其结构的两个主体。混凝土对钢筋有较强的保护作用，首先，混凝土把钢筋包围起来，阻断了钢筋和自然中空气和水等元素的接触，从而减轻了钢筋的腐蚀度。另外一方面就是混凝土当中的一些元素能够对钢筋起到钝化的作用，在这些元素当中，最为典型的就是氢氧化钙，这种元素和水一结合产生的溶液有非常强的碱性，从而就保障了钢筋不会被侵蚀，起到钝化的作用。然而，混凝土从另一个方面来说也会对钢筋起到负面的效果，而这个原因就是混凝土的碳化。碳化是一个不能回避的话题，因为任何物体都会与空气接触，所以任何物体都会碳化，特别是路桥工程基本暴露于空气中，碳化作用也就更加明显。混凝土碳化后，会把上面提到的氢氧化钙元素转变成碳酸钙，而这会对导致混凝土的酸化，减轻其碱性。此时，无法对钢筋起到钝化作用，从而造成钢筋腐蚀。
2、混凝土缝隙
施工过程中，由于水泥和石头等材料份量分配不均，具体浇灌时，施工人员技术不到位，将导致混凝土缝隙出现，使钢筋暴露在空气中，此时钢筋将失去保护作用。空气中的有害气体或雨水浇灌将导致钢筋被侵蚀，且发生化学反应。尤其是潮湿环境下，由于氧气和水互相作用，钢筋极易产生电化学反应，此时将出现钢筋腐蚀问题。
3、氯离子侵入
混凝土对钢筋的钝化作用能对钢筋起到很好的保护作用。氯离子是一种极强的去钝化剂，它会对混凝土产生的碱性环境起到破坏作用。氯离子和氢氧根离子能产生绿锈，绿锈从钢筋的阳极向含氧较高的混凝土空隙迁移，经过一系列变化及化学反应，导致褐锈的生成。从以上步骤可得出，氯离子虽不会直接影响钢筋腐蚀，但它是一种很强的催化剂，对腐蚀有很强的催化作用。在现代社，由于各种化学元素的滥用及环境的污染，氯离子始终存在，如钢筋上存有大量氯离子，将会加速钢筋的化学反应，腐蚀钢筋。
4、生物腐蚀
对于混凝土，生物腐蚀也会导致混凝土的劣化，然而在国内，这方面的因素还没有得到相关单位和人员的认识和重视。生物的腐蚀包括草和树等进入混凝土后对混凝土密度的破坏，还有化学方面的腐蚀。
二、路桥工程钢筋混凝土腐蚀防护措施
1、表面涂层防护层
涂层可以把混凝土结构与外界腐蚀环境隔绝，对于保护混凝土本身、保持碱度和防止腐蚀介质的渗透是十分有效的。由于混凝土是碱性材料，因此，混凝土表面的涂料要采用有良好耐碱性和附着力的环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、氯化橡胶等涂料。沥青也是一种较好的涂层材料，在桥面上铺设沥青，实际上也可以起到一定的涂层保护的作用。
2、阴极保护
钢筋混凝土中钢筋的腐蚀，同其余钢铁构件的腐蚀一样，都是电化学腐蚀。根据阴极保护的原理，采用外加电流或牺牲阳极的方法，使混凝土内的钢筋受到保护。阴极保护一般适用于导电性良好的腐蚀环境，对于电阻率较大的钢筋混凝土，通常采用导电涂料层来实现，如导电砂浆覆盖层。在实施阴极保护时要严格地控制保护电位，使钢筋处于最佳保护状态。在有杂散电流腐蚀的情况下，阴极保护是一种常用的在有杂散电流腐蚀的情况下，阴极保护是一种常用的影响，在阴极保护设计时要加以注意，或者考虑使用外加电流的阴极保护方案。
3、混凝土添加缓蚀剂
添加缓蚀剂能够起到抑制或减缓混凝土中钢筋的腐蚀程度，使用方便，效果也较好，被认为是钢筋混凝土的一种长效防腐蚀措施。钢筋混凝土中使用的缓蚀剂主是亚硝酸钙。在实际中，往往添加缓蚀剂的方法与其它的防腐蚀措施联合使用，以求达到最佳的保护效果。
4、钢筋混凝土的腐蚀监测
腐蚀监测的方法有物理方法、无损检测方法和电化学方法等。由于混凝土结构中钢筋所处的环境特殊，传统腐蚀监测方法的应用受到限制。人们对适合钢筋混凝土结构的腐蚀监测方法进行了大量的研究工作。
（1）钢筋混凝土腐蚀监测的电化学方法。根据前面的分析，混凝土中钢筋的腐蚀属于电化学腐蚀，因此基于电化学测试技术的腐蚀监测方法能够应用于钢筋混凝士的腐蚀监测。钢筋混凝土腐蚀监测的电化学方法主要有交流阻抗法、表面电位法（电位图法）、电位梯度法、极化曲线法、线性极化法以及恒电流脉冲技术等方法。
（2）钢筋混凝土腐蚀监测的光纤传感技术。光纤传感技术利用了光纤耐腐蚀、抗强电磁干扰、耐高温、集信息传感与传输于一体等优点，受到人们的关注，成为钢筋混凝土腐蚀监测技术新的研究重点。主要是将多参数光纤传感器预先埋植在公路和桥梁的钢筋混凝土中，对混凝土内部的腐蚀情况进行监测。
5、选择新型钢筋
（1）涂/镀层钢筋。钢筋的腐蚀是钢筋混凝土腐蚀的重要方面，人们研究了钢筋表面防护的各种方法，包括镀锌钢筋、包铜钢筋、环氧涂层钢筋等。其中环氧涂层钢筋被认为是防止钢筋腐蚀的有效措施之一，在国内外工程中得到比较广泛的应用。
（2）不锈钢钢筋。采用奥氏不锈钢或双相不锈钢钢筋来代替普通碳钢钢筋，借助不锈钢优良的耐蚀性能，腐蚀速度大大降低，从而延缓混凝土结构的腐蚀破坏，但这种方法成本较高。
（3）高强度非金属材料代替钢筋。用玻璃纤维或碳素纤维强化的塑料“钢筋”，具有取代普通钢筋的潜力，彻底摆脱钢筋锈蚀引起的混凝土结构开裂、剥落、破坏的可能。
6、新型混凝土材料的应用
影响混凝土腐蚀及耐久性的因素主要有混凝土的抗渗透性、电阻率、碱度、水灰比等。改变这些因素，就可以改变成为国内外研究及应用的热点方向，出现了所谓的高性能混凝土、长寿命混凝土等新型的混凝土材料。我国三峡工程的混凝土结构中就添加了一级粉煤灰、高效碱水剂等物质，使得其性能大大提高。
三、结束语
综上所述，钢筋混凝土结构作为路桥工程建设的重要结构形式，其发挥的作用越来越大。然而这种结构极易被腐蚀。为此，相关部门必须在充分了解腐蚀原因的基础上，采取科学有效的措施减轻路桥腐蚀度，做好后期维护工作，从而保障路桥工程通行的安全性。
参考文献
[1] 任拓.简述混凝土结构腐蚀产生的原因及防治方法[J]. 中国新技术新产品. 2012（01）.
【关键词】金属材料;腐蚀;技术
0.前言
金属材料拥有很多可贵的特性与良好的使用性能，比如机械性能、物理性能以及化学性能，还具有较好的工艺性能。所以，金属材料成为现代工程建设最重要的工程材料之一，并得以广泛运用。但金属材料的腐蚀问题也相当严重，给我国社会发展带来了巨大的经济损失。据不完全统计，每年的金属腐蚀造成了10%-20%的金属损失，其中光钢铁的损失就高达4-9千万吨，最大时候达到了全年产量的1/10。因此，对于金属材料的腐蚀及质量控制就显得格外重要。
1.金属材料腐蚀的定义
金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀。金属的锈蚀是最为常见的腐蚀形态。腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或者电化学多相反应，使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学与光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性的事故。
2.金属材料腐蚀的原因
2.1材料本身的影响
（1）金属材料的化学稳定性是一个重要原因，它的电位值越负，显示稳定性就越低，其金属离子化的倾向就越大，就越容易受到侵蚀。
（2）金属合金的成分也是一个重要因素，多项合金一般比单项合金更容易受腐蚀，因为其各相当中，物理和化学性不均匀，电解液接触后，会产生不同的电位。比如钢、铸铁。
（3）金相组织和热处理当中，由于热处理能够产生各不相同的金相组织。在淬火阶段，能够使组织均匀，使耐腐蚀的性能提高。但在回火阶段，由于碳物质的沉淀相继析出，使得耐腐蚀的性能又下降。
（4）金属表面状态如果加工粗糙或不光滑，容易加深金属腐蚀。
（5）金属在制造过程中，受冷、热加工而变形，同时产生强大的内应力，加速腐蚀的过程。
2.2环境的影响
（1）介质的PH值也对金属材料的腐蚀性产生很大的影响，如下图：
（2）介质成分与浓度对金属材料的腐蚀性也产生很大的影响。如下图：A、碱性溶液，B、盐溶液。
一般情况下，非氧化性的酸性盐类，能引起金属材料的强烈腐蚀。中性与碱性盐类的腐蚀性能比酸性盐类小很多，它们主要是对金属产生“极化”作用。
（3）介质的温度、流动速度与压力也对金属材料的腐蚀产生很大的影响。
3.金属腐蚀监测的常用方法
3.1机械方法
机械方法分为表观检测、挂片法与警戒孔监视法。表观检测主要是指用肉眼或者低倍放大镜，对金属的表面形态以及环境介质的变化情况与腐蚀产物状态进行观察；而挂片法主要是指把装有试片的支架固定在设备之内，经过生产腐蚀后，取出支架与试片，进行表观和失重检查；警戒孔监视法是指在管道或设备的敏感部位钻取一些小孔，孔深等于腐蚀裕量，通过腐蚀作用，剩余壁厚逐渐降低，直到警戒孔出现泄漏。
3.2无损检测法
无损检测法包括很多内容，主要有：射线、超声、渗透、磁粉、涡流等检测方法，也包括声发射、激光全息、中子射线、红外、光纤腐蚀传感技术等。
其中磁粉与涡流是比较常用的无损检测法，其主要运用了电磁场原理。能够对金属材料表面的腐蚀状况与腐蚀情况进行有效检测；而声发射技术能够较快速准确的检测出大型设备的损坏和腐蚀情况；红外检测能够检测出腐蚀损伤金属材料的温度变化情况。
3.3电化学方法
大多数的腐蚀过程都具有电化学性质，因此对电化学测试技术的运用成为金属腐蚀研究的重要内容。
（1）探针技术是一种电化学反应的技术，它包括了电位探针、电偶探针以及电阻探针等技术。这些技术价格低廉，使用范围广，能够在不损坏的基础上，较快的对金属材料的腐蚀信息进行检查。
（2）场图像技术也叫“电指纹法”，能够在高强度、高危险的环境，比如核辐射区域进行腐蚀监测，且不存在部件损耗和操作危险，敏感性和灵活性能好。
（3）电化学组抗谱技术是一种准稳态的测量方法，对研究腐蚀体系与电化学体系非常有效。
（4）电化学噪声技术对电化学腐蚀活性进行研究，腐蚀活性越高噪声水平也就越高，对腐蚀开裂等多种形式的腐蚀，以及腐蚀类型能够进行有效的判断。
4.金属材料的防腐技术
4.1钝化金属的表面技术。
（1）添加缓蚀剂。加入少量其他特殊物质在腐蚀介质与腐蚀物中，能够在一定程度上减缓金属的腐蚀速度，而这种特殊的物质叫做缓蚀剂。它能够使不锈钢转化为钝态，同时促使表面形成一层保护膜，从而阻止介质的侵蚀。
（2）镀层。金属表面的工艺处理常常有表面镀层、表面氧化镀层等等，其作用主要是提高金属的耐腐蚀能力，并改善其机械性能。比较常用的有镀锌、镀铬以及氧化处理。
（3）涂层。长久以来石油沥青用作防腐蚀具有明显的优势，其绝缘性、粘接性和耐水性，以及抗剥能力都非常受人喜欢。
4.2防电化处理技术。
（1）复合材料技术。钢塑复合管是经复合加工后的防腐蚀管材，结构稳定，防腐蚀性能好，广泛应用于冶金、制药、石油化工以及食品加工等行业。
（2）电流保护。电流保护中的阴极保护主要是把被保护的金属作为阴极，外面加上直流电，从而使其电位向负方向降低，达到一定电位时，此时腐蚀电流快速减小，使金属得以保护。
（3）同时还有牺牲保护法，也是一种经济简便的防腐蚀办法。
4.3磁场保护
磁场保护主要是用于管道内壁遭到侵蚀、结构不稳且反复腐蚀，磁道保护主要是在金属管道内形成一层四氧化三铁，从而阻止反复腐蚀，保护管道。
4.4失重法
失重法是当前广泛运用的方法，它能够计算出缓蚀剂的抑制系数于缓蚀效率，评定出缓蚀剂的缓蚀性能。
5.结语
金属腐蚀问题涉及到国民经济的各个领域，也给社会经济造成了巨大的损失，对能源造成了巨大的消耗，对环境也造成了严重的污染。随着科技的不断进步，越来越多的金属防腐技术势必将取得新的发展。 [科]
【参考文献】
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［2］于传安.金属材料腐蚀与客车涂装防护技术[C].第8届水性车用涂料及修补漆技术研讨会暨第7届PU涂料技术研讨会论文集.2008:136-139.
［3］甄玉凯,刘延军,王攀峰等.聚合装置金属腐蚀与防护[J].中国新技术新产品,2011,(21):108-108.
为了更好地加强化学工业废水处理设备防腐工作的开展，在意识到加强对其防腐蚀的必要性的基础上，就应认真分析和总结在化学工业废水处理过程中设备防腐蚀存在的不足及成因，才能更好地采取有效的措施予以应对。
1.1工业废水处理过程中设备防腐蚀存在的不足
在废水处理过程中对设备的防腐问题存在的不足主要表现在以下三个方面：一是在火电厂日常生产过程中，受到运行工况和方式的影响各项生产工艺指标难以严格的得到控制，例如温度、流速、介质的浓度等，这就给设备腐蚀创造了各种条件。二是在管道防腐蚀设计中，往往只注重如何选材以及强度、工艺和防腐蚀技术的设计，但是往往没有结合实际情况考虑到管道所在的环节、温度和耐腐性能等因素，而这些因素又是导致腐蚀出现的主要原因。三是在处理酸碱浓度较高的废水时，因为酸碱中和具有较强的特殊性，且酸碱量中和过程中难以对其进行定量的控制，难以掌握中和程度，酸碱量过量和中和不均匀等问题的存在，导致pH值不达标而腐蚀，最终为设备事故的出现埋下隐患。
1.2工业废水处理过程中设备防腐蚀不足的成因
一是针对酸碱中和池出现的腐蚀问题，主要是因为在建设酸碱中和池时，材料的厚度和勾缝设计没有符合实际需要，很多防腐蚀用的花岗石的厚度往往利用普通材料替代，而这就会导致石材的缝隙难以填满，最终出现酸碱腐蚀性的渗漏，加上在处理酸碱池泄露事故时往往难以彻底的修复，尤其是在对基层腐蚀情况进行检查时，往往敷衍了事，加上设计布局的合理性差，一般以全封闭和加盖的结构，而没有考虑腐蚀因素，最终导致池体下陷。二是针对管理防腐蚀处理不到位的问题，主要是因为在防腐蚀处理过程中往往偷工减料，而且在验收管理时往往敷衍了事，而这就会加剧管理腐蚀处理的难度。三是针对循环水加酸系统腐蚀处理不到位的问题，主要是因为加酸处理环节往往忽视加水，最终出现腐蚀问题。尤其是对火电厂而言，其循环水加酸系统擦用浓硫酸储存罐作为其压力容器，在设计过程中没有考虑操作环境对其带来的影响，而浓硫酸的腐蚀性较强，若选用一般碳钢材料，将会导致其被氧化和腐蚀，进而影响整体结构，加上在安装过程中往往安装不规范，加药量难以得到有效的控制，最终影响其pH值的正常。
2火电厂工业废水处理设备防腐蚀工艺探索
通过上述分析，我们对工业废水处理过程中设备防腐蚀存在的不足及成因有了一定的认识，那么作为新时期背景下的火电厂，在工业废水处理过程中如何预防处理设备的腐蚀呢？我们将从以下四个方面的工作进行讨论：
2.1针对酸碱中和池的防腐蚀工艺探索
由于酸碱中和池腐蚀问题的存在，将会极大的影响工业废水处理成效。因而为了更好地解决这一问题，作为发电厂必须切实做好以下三点防腐蚀工作：一是建设酸碱中和池时，应重点检查树脂胶泥接层的厚度，确保接缝黏结牢固，并采取接缝黏合技术，才能更好地确保防腐蚀的长期性。二是在酸碱中和池运行过程中，一旦出现泄漏，就应及时地加强对其的修复，及时地打开被腐蚀的防腐蚀层，重点检查和修复混凝土基层。三是在布局设计过程中，在施工之前就应科学合理地设计，及时地找出内部存在的腐蚀问题，并针对此制定相应的预案，为整个处理成效的提升奠定坚实的基础。
2.2针对管道的防腐蚀工艺探索
由于在化学工业废水处理过程中，经常出现设备或管道腐蚀严重的情况，所以在确保工程质量的同时，还应加强现代防腐蚀技术的应用，着力解决设备和管道的腐蚀问题，并严格按照设备和管道安装工艺流程进行安装，尽可能地选择耐腐蚀性的材质，确保其使用寿命得到有效的提升。
2.3针对酸碱系统的防腐蚀工艺探索
酸碱系统的防腐工作是整个工业废水处理系统防腐蚀的重点所在，所以作为发电厂必须高度重视。所选的容器材料应以具有较强的耐腐蚀性，例如PVC材料、钢衬胶材料等。而在选用酸碱液输送管时，同样应考虑其材质问题，尤其是其外部的防锈和内部的保温。在酸碱系统进行防腐蚀时，主要以湿法脱硫防腐蚀工艺为主，在实际应用过程中，主要选取镍基不锈钢、玻璃钢、玻璃鳞片树脂、橡胶、塑料、陶瓷等，尽可能地选取具有较强整体性和没有接缝以及防腐蚀性能较强的材料，例如整体玻璃钢管道，就是一种有效的选择。其中，在脱硫区域的防腐工作中，以吸收塔喷淋层支撑梁的防腐蚀为例说明。由于浆液的不断冲刷，支撑梁防腐蚀层经常出现磨损，导致支撑梁的腐蚀、漏液，腐蚀严重时只能停机检修对整根梁体进行更换。为了避免支撑梁损坏，防腐蚀设计时应有针对性的加装防冲刷护板，提高其抗磨损腐蚀的可靠性，并设计加装吸收塔喷淋层支撑梁的腐蚀监测装置，以及时发现塔内梁体的异常情况。
2.4加强设备防腐蚀监测系统的建设
由于火电厂工业废水处理设施的工作频率较高，所以即便采取了上述防腐蚀工艺，能在一定程度上预防其腐蚀程度的加重，还能缓解设施腐蚀速度，但是采取人工检测的方式，往往难以及时高效地发现存在的腐蚀情况，也不能掌握腐蚀的程度，所以作为发电厂应加快设施防腐蚀监测系统的建设。整个设施防腐蚀监测系统应包含数据采集器、电流中断器、测试探、里程记录器以及计算机，从而利用其实时在线监测腐蚀情况，并根据腐蚀情况进行针对性的处理，才能从传统的被动防腐到主动防腐，提高防腐功效。
3结语
（1?中国石化胜利油田分公司桩西采油厂，山东 东营 257237；2?中国石化石油工程设计有限公司，山东 东营 257026）
摘要：针对元坝气田天然气高含硫化氢和二氧化碳的特点，集输系统采用改良的湿气集输工艺，通过加热及水合物抑制剂有效控制水合物生成；通过污水管道将集气站分出的污水输送到污水站集中处理回注。介绍了高含硫集输系统设计需要采取的安全措施。
关键词 ：高含硫；湿气分输；安全设计要求；安全控制技术
中图分类号：X 954文献标识码：A
收稿日期：2015-01-20
第一作者简介：毕新忠（1970-），男，高级技师，从事油气集输管理工作。
高含硫气田开发期间地面集输设计的难点：一是高含硫天然气介质具有剧毒和强腐蚀性，硫化氢泄漏风险高，安全运行要求高；二是地处复杂山地地貌，人口稠密，管网布局难度大，集输难度大；三是气井含有地层水，特别是运行几年后含水量大，影响集输管道的正常运行，污水处理和回注难度大；四是安全环保要求高。
元坝单井平台较多，气井比较分散，最边缘站场距集气总站约33 km；元坝总体集输工艺路线推荐“改良的全湿气加热保温混输工艺”。单井站集气站：采用湿气加热保温、气液混输工艺；集气站集气总站：采用湿气加热保温、气液分输工艺，井口天然气经节流、分离、加热、计量后外输，其中外输原料气采用“加热保温＋注缓蚀剂”工艺经集气支线进入集气干线，然后输送至集气总站，集气站分离出来的生产污水外输至元坝29污水站处理后回注地层；输送至集气总站的原料气再次分水，生产污水输送至大坪污水站处理后回注地层，含饱和水蒸气的酸气则送至净化厂进行净化后外输。元坝地面集输管网布局如图1所示。
针对湿气输送过程中的腐蚀风险，确定了以集输管材和缓蚀剂应用为主要内容的综合防腐技术。同时配套应用自动控制、联锁关断和环境保护技术，实现安全、高效和环保开发。
1集输工艺
1?1湿气集输工艺流程
湿气分输工艺主流程如下：
采用井场分离采出水和凝结水的湿气集输工艺，与两相混输工艺相比，井场设备多了分离器。污水可以通过车拉或管道输送到污水站。分水湿气输送方案主要有以下优点：
（1）集输管道在正常情况下为单相输送，清管通球的频率减少，方便操作管理；
（2）采出地层水量大时，流程适应能力较强。后期可以计量地层出水情况；
（3）形成段塞流几率小。
1?2水合物防治技术
为了防止高压天然气在节流和输送过程中形成水合物，必须采取防止水合物形成的措施，通常采用的措施有加热、加抑制剂两种方法。
目前常用的加热设备为水套加热炉。水套加热炉适用于热负荷波动范围较大的场合，其易于操作和控制，使用也比较安全。经分离后的天然气进入加热炉加热，在压力和水含量不变的情况下，加热后的天然气中的水含量将处于不饱和状态，亦即天然气温度高于其露点温度，因而可以防止水合物的形成。
正常生产时，气田采用水套加热炉加热防止水合物的形成；事故工况和开停工状况下则采用注抑制剂方式防止水合物形成。
1?3污水收集及处理技术
元坝气田的生产污水主要来自于各集气站和集气总站分离出来的污水，分离出的污水经污水收集管线输送到污水站集中处理，污水管线与酸气管线同沟敷设。
污水处理主流程如下：
污水来水压力两相污水接收罐 污水池污水提升泵双滤料过滤器精细过滤器缓冲罐外输泵污水外输回注
1?4阀室设置
根据SY/T 0612-2008《 高含硫化氢气田地面集输系统设计规范》高含硫气田需要设置阀室，其主要作用是限制H2S最大泄漏量，缩小扩散范围，降低泄漏后环境中H2S浓度。阀室的数量由公式（1）计算确定。
式中：
D0——酸气管线的内径（m）；
L——ESD阀室的间距（m）；
P1——酸气管道的操作压力（MPa）；
C0——H2S的摩尔浓度；
VH2S——H2S的释放量（m3）；
P0——标况下的压力，P0=0?1 MPa。
2综合防腐技术
气田集输系统腐蚀防护采用 “抗硫管材+缓蚀剂+腐蚀监测+阴极保护+智能清管”的综合防腐工艺，在选用抗腐蚀材质的基础上，加注缓蚀剂减缓系统腐蚀，采用腐蚀监测手段随时跟踪监测系统腐蚀状况，同时定期清管保持系统处于相对“干燥”状态，从而降低酸性气体的腐蚀影响。
2?1材料选择
在酸气系统中，存在高浓度的H2S、CO2（并可能存在氯离子和单质S）等多种腐蚀物质，腐蚀环境极其恶劣。依据执行NACE MR0175/ISO 15156《石油天然气生产中-含硫化氢环境中原材料使用规定》标准，集输管道和设备选材要求如下：
（1）酸气集输管道及管件选用L360QS无缝钢管，腐蚀余量取3?2 mm，并对材料的纯净度、杂质的形态控制、钙化处理、S、P等有害元素进行严格的限定，控制材料的硬度，模拟现场条件对所选抗硫管材进行SSC、HIC试验和评价，以及焊接工艺评定。
（2）设备材料的选择：压力容器以抗硫碳钢材料为主，如Q345R（HIC）、Q245R（HIC）和16Mn（HIC）锻件等，对材料本体在化学成分、力学性能、晶粒度、带状组织、低温冲击韧性、热处理、硬度，以及抗HIC、SSC、SOHIC性能评价等方面进行抗硫限定。
2?2集输管道内防腐
在井口及出站管线处加注缓蚀剂以抑制内腐蚀的发生，保证集输系统平稳安全的运行；建立在线腐蚀监测系统，实现对缓蚀剂效果及集输系统腐蚀状态的在线监测分析。
（1）缓蚀剂加注。缓蚀剂加注采用缓蚀剂预涂膜+缓蚀剂连续加注+缓蚀剂批处理联合工艺。
①预涂膜缓蚀剂：在系统投产前利用清管器携带油溶性缓蚀剂对站外集输管线内壁进行预涂膜。
②连续加注缓蚀剂：在井口处连续加注缓蚀剂。
③批处理缓蚀剂：为了增强连续加注缓蚀剂的保护效果，结合腐蚀监测情况，每年采用油溶性缓蚀剂定期进行处理，按每月1次批处理操作。
（2）腐蚀监测系统。站场采用了腐蚀挂片（CC）、电阻探针（ER）、线形极化探针（LPR）、定期进行铁离子分析，及时了解腐蚀情况。在线路管道上采用电指纹（FSM）系统进行监测，随时掌握管道的腐蚀数据。
除腐蚀挂片外的所有在线监测方法测量的数据可通过网络传至站控室和中控室，进行实时在线监测和数据分析处理。通过对腐蚀监测数据进行分析，可及时了解系统腐蚀状况，以便及时调整缓蚀剂的配方、加注量及批处理频率等参数，优化防腐措施，有效防止腐蚀的加剧，保证管道的安全运行。
3安全控制技术
3?1智能检测
智能检测是利用管道变形及腐蚀检测器进行检测，可对管道缺陷及设施进行准确定位，及时了解管线变形及腐蚀情况，掌握管道的原始数据，并在投产后进行周期性检测对比，预测泄漏发生的可能性，为系统的及时维护与检修提供科学依据。
智能检测技术包括管道清洁、几何变形检测、漏磁金属损失检测，以及管道内壁、轴向沟槽、环向槽等的腐蚀情况。通过对管道的基线检测，能够对管道缺陷及设施定位，为今后的检测提供对比分析数据，以便及时掌握管线的变形及腐蚀情况，合理地调整生产运行参数和防腐措施。
3?2防护措施及安全控制技术
高含硫天然气含有剧毒H2S，一旦发生重大泄漏事故，将对人民的生命和财产安全造成巨大损失。因此，安全措施成为高含硫气田开发的重中之重。
（1）站场布置安全措施：
①集气站场内凡产生有害气体和可燃气体的生产设施，按当地全年最小频率风向布置在站控室或明火区的上风侧。
②集气站内设置应急疏散门，每站两个，一个在大门处，另一个在装置区的围墙上。为了防止紧急情况下不能及时打开大门，故在其旁边增设小门，以便应急逃生。
（2）管网布置原则：
①沿线地势险峻、沟壑纵横，属典型山区、深丘地形，且穿越山涧、沟壑多。考虑到多数路段不具备机械施工条件，选线过程中应尽量利用现有交通条件，以方便运管、堆管、抬管、吊管、组焊，以及各种施工机具的进入。
②山区管线应多走山瘠线、垭口，少走合水线及比较陡峭的山顶，经过梯田时尽量垂直穿过，以减少保坎护坡工作量，并可增强管线的稳定性。
3?3自动控制系统
元坝气田17亿m2/a试采工程地面集输工程的自动控制系统采用以计算机为核心的监控和数据采集（SCADA）系统，该系统将达到在调度控制中心完成对全线进行监控、调度、管理的自动化水平。操作人员在调度控制中心通过SCADA系统即可完成对集输系统的监控和运行管理，沿线各站场可达到有人值守、无人操作的运行管理水平，而阀室无人值守。
SCADA系统分为三大部分：过程控制系统（PCS）、安全仪表系统（SIS）和调度中心控制系统。在每个控制接点（站场和阀室）均分别设置两套子系统：过程控制系统（PCS）、安全仪表系统（SIS），作为一个单独的网络节点，挂在相同的光纤通信子网及5?8G无线备用网络上，分别对应实时数据服务器和中心安全仪表系统上传或下载数据。其中，PCS主要负责正常的工艺流程控制和监视，SIS则负责对超出PCS控制范围的工艺控制对象进行相应的联锁保护。
3?4泄漏检测技术
（1）泄漏监测：
站场以及阀室设置点式红外可燃气田探测器和电化学式有毒气体探测器，以便于探测甲烷和硫化氢浓度。
阀室线路截断阀配套电子防爆管单元，可监测管线的压力变化情况，以推断管线是否存在泄漏。
隧道中设置开路式、红外吸收补偿式可燃气体探测器和电化学式有毒气田探测器，以便于探测甲烷和硫化氢浓度。
（2）含硫天然气泄漏激光监测装置：
基于调制半导体激光吸收光谱（TDLAS）学原理，利用二级管激光器的窄线宽和可调谐等特性，完成了用于隧道天然气集输管线泄漏的开放光路激光监测系统的研制和开发。该监测系统采用先进的定标方法设计，运行过程中无需标气，提高了系统的可靠性，可对CH4、H2S气体的特征吸收光谱同步实时监测，测量灵敏度高，测量下限达到PPM量级，具有微量泄漏预警技术特点。可监测1 000 m范围内的含硫天然气泄漏情况。
3?5紧急关断系统
紧急关断控制系统的作用是：当发生事故时能及时对系统进行关断，有效控制泄漏并确保人员和设备安全。
（1）紧急关断（ESD）功能设置：
ESD功能可在发生事故的情况下确保人员和生产设施的安全，防止环境污染，尽量减少事故造成的影响。系统的关断逻辑由安全仪表系统（SIS）来实现。ESD可对元坝气田含硫区块生产过程中的所有关键参数（如：压力、温度、液位、火/气探测设备）进行连续监视，当检测的安全参数超过限定值时，SIS将按照预定的ESD逻辑立即对生产设备进行操作，力争将生产过程控制到安全的状态，把发生恶性事故的可能性降到最低，保护人员、生产设备及周边环境的安全。
在站场进出口设置ESD手动按钮，调度控制中心、集气站控制室设置ESD手操台，阀室设置ESD手操面板。所有的ESD手操设备均是“防误操作”设计。
（2）紧急关断系统关断级别划分：
全气田的ESD紧急关断逻辑共分为以下4级。
ESD?1：气田关断。此级关断需触发气田站场的ESD?3级关断。
ESD?2：支线关断。此级关断需触发此支线沿线站场的ESD?3级关断。
ESD?3：集气站保压关断。生产流程以及辅助流程均关断，是否启动放空需根据现场实际情况确定，必须由站场指定的操作人员手动确认后触发。
ESD?4：单元关断。各工艺单元关断。
3?6安全泄放系统
为保护站场内的各种承压设备及满足管道事故泄放要求，对可能超压的设备、管道设置安全阀及放空系统，放出的气体进入火炬系统燃烧。
（1）放空火炬：
集气站场的所有设备、管道放空均进入火炬系统焚烧后排放。集气干线紧急关断后，如果需要放空泄压进行维修作业，管道中的含硫化氢天然气必须通过站场的火炬系统放空，严禁高含硫化氢的天然气不经火炬焚烧冷放。
火炬设施包括火炬筒体、塔架、长明灯、点火系统等装置。为了防止空气进入火炬筒体内发生爆炸事故，火炬筒体内通入燃料气作为密封气体。
（2）安全阀：
为了预防事故状态下设备因超压造成破裂，引发更大的事故，按照安全阀设置规定要求，在操作过程中可能超压的压力容器上均设置安全阀，安全阀的泄放量、定压、背压、校验和维护均按规定执行。
（3）紧急疏散广播系统：
为在事故发生的第一时间对事故可能影响区域内的居民进行报警和通知，设计了紧急疏散广播系统，事故地点通过电话或网络向指挥中心发送信息，按照储存好的方案，将广播信号通过基站发送给相应的终端。
该系统通过分户报警通知方式和分址调频控制防空警报方式对需要疏散的居民进行通知。分户紧急疏散广播系统主要针对室内居民进行通知，通过安装在每户中的报警通知终端设备对冬季密闭房屋内熟睡的居民进行报警通知。通过自动化和分组管理，该报警通知系统报警内容的清晰、明了，能够实现分组广播、分区疏散，可最大限度的保障居民的安全。
3?7防硫化亚铁自燃措施
对可能存在硫化亚铁的容器或管道进行检修时，应进行充水作业和润湿，以防止硫化亚铁自燃。在装置区收发球筒、分离器等设备处设置了清水龙头，操作收发球筒和检修设备时对设备进行完净化气、氮气置换后，还需加清水置换后再打开收发球筒和设备。
对管道进行缓蚀剂预涂膜和定期批处理，在管道上形成防护膜，以减少管道腐蚀及硫化亚铁的生成。
3?8含硫污水运输、装卸过程中安全措施
本工程设计有两台密闭污水罐车拉运含硫污水，卸车过程能够自动向水罐补充氮气；装车过程的天然气回气密闭流程确保含硫天然气不外泄。污水罐设计有液位连续监测、高液位声光报警装置，能够连锁关闭装车泵。
在污水站和注水站装卸车区域均配置有固定式H2S监测仪，24小时连续监测现场H2S浓度，监测仪探头置于现场H2S易泄漏区域，主机安装于远离现场的控制室。
配备移动式H2S监测仪、正压式呼吸器和检修时用的现场通风机等，以降低或消除含硫气体对操作人员的危害。
3?9污水管线防水击、防泄漏的安全措施
采用流体模拟软件模拟污水收集过程和水击情况，在分离器出口设置水力控制阀和安全阀，发生事故时的污水排放至集气站和集气总站的缓冲罐。
污水管破裂后会发生污水泄漏，污水中含有硫化氢，可能会对周围的人员造成伤害。因此，在污水管线沿途截断阀室内设置污水截断阀，截断阀室内设置压力变送器，检测污水管线压力变化，压力数据上传至中控室，同时要求巡检人员加强巡检。
3?10人员逃生和救生措施
站场发生气体泄漏报警时，如果在可控范围内，操作人员佩戴正压式空气呼吸器到现场确认，确认后向区调报告现场情况，并根据事故状况启动区级应急预案，同时向厂调报告，中控室密切监控；如果达到ESD关断条件，操作人员佩戴正压式空气呼吸器并触发关断后从紧急逃生门撤离，就地警戒，向区调报告，启动区级应急预案，向厂调报告，中控室监控确定关断情况，启动厂级应急预案，并向分公司调度汇报。
关键词：核电站 腐蚀产物 取样 过滤
中图分类号：TG174.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）04（a）-0071-02
金属腐蚀的控制在核电机组的运行中有着重要的意义。电厂热力管道的腐蚀可导致管壁变薄，甚至泄漏，更重要的是腐蚀产物会对汽轮机叶片造成冲蚀和沉积，从而影响机组的正常运行。对于核电机组腐蚀产物沉积在蒸汽发生器的传热管束、传热管支撑板和管板上[1]，传热管束沉积物阻止热传递，传热管支撑板沉积物增加水流阻力，杂质会在流动闭塞区域浓缩，并形成侵蚀性溶液，导致U型管局部腐蚀、变薄，甚至一回路放射性物质泄漏至二回路，从而对核电机组的运行造成不良影响。
1 腐蚀产物取样装置介绍及使用方法
（1）腐蚀产物的监测现状。
目前，在CPR1000核电机组的设计阶段，只是在主给水母管设置了浊度仪，加之对于蒸汽发生器排污水的悬浮物（主要是铁的化合物）测量频率很低，大约每年2次，因此难以对排污水中悬浮铁的变化趋势以及悬浮物在蒸汽发生器中的沉积情况进行及时跟踪，有进一步改进的必要。对于AP1000核电机组，在系统设计阶段已明确要求需对二回路给水以及蒸汽发生器排污水中腐蚀产物的量以及变化趋势进行连续监测，从而判断悬浮物在蒸汽发生器中的沉积情况。
为满足特别是核电机组腐蚀产物监测的要求，作者提出了一种具有自主知识产权的腐蚀产物取样装置，该装置在国内为首次研发，经验证可满足现场使用要求，填补了国内空白。
（2）腐蚀产物取样装置工作原理介绍。
如图1所示，该装置包括一个取样流路和一个取样旁路[2]。主要部件的功能介绍见表1。
取样过滤器可适用于安装各种捕捉腐蚀产物的取样滤片，内部设有高精度滤片托盘，保证取样滤片在全流量状态下工作时，确保滤片不变形不破裂。排污过滤器设置在取样过滤器之后，既方便取样，又能在不取样或冲洗样水管路的情况下对自动稳流关断阀和流量传感器进行保护。旋塞阀设置在取样过滤器之前，便于在开始取样和终止取样时快速开关流路。另外，当自动稳流关断阀在流量控制范围中调节流量时，多余的样水可通过针型阀从旁路系统排出。
（3）腐蚀产物取样装置使用方法介绍。
首先，根据具体工况要求，在流量积算控制仪上设置所需样水流量和需要累积的总流量，在取样过滤器上安装各种捕捉腐蚀产物的取样滤片。由自动稳流关断阀实时调整并保持样水流量恒定、旁路系统排出多余样水，通过流量传感器精确测量流量，通过流量积算控制仪积算总流量，到流量积算终点时自动关闭取样支路，并输出报警信号，工作人员到现场提取取样滤片到实验室进行腐蚀产物分析，确定腐蚀产物的类型和含量。根据实验室分析所知的腐蚀产物取样量以及积算控制仪积算所知的样水总流量，通过计算可得出腐蚀产物的浓度，进而进行后续分析。
2 试验验证
为验证腐蚀产物取样装置的可用性及实际操作方法的可行性，在某电厂进行了主给水腐蚀产物的取样试验验证：采用0.45 μm过滤膜片，保证流量传感器流量F=100～200 mL/min（起始流量设定为200 mL/min），运行24 h（如膜片堵塞，适当调节阀门，保证流量不小于100 mL/min），运行时每4 h取旁路样水及过滤后样水各100 mL分析全铁[3]；运行时间结束后，采用王水溶解，分析过滤膜上的铁量。根据过滤样水体积算出样水铁含量，比较旁路样水平均全铁与过滤后样水铁含量，结果见表2、表3。
样水全铁和装置后排水全铁的趋势对比见图2。
以上试验结果表明，该装置对腐蚀产物的过滤效果较好，可以对80%以上的腐蚀产物进行有效地富集和取样，同时，在样水铁含量变化时，捕捉率依然较高，能够反映给水中悬浮铁的变化趋势，可满足实际使用需要。
3 结语
该新型腐蚀产物取样装置的研发，填补了国内空白，具有取样效果好、操作便利、自动化水平高的特点，可以对机组给水中的腐蚀产物进行有效取样，结合实验室分析数据可为机组运行监测提供可靠的依据。该新型装置不仅可应用于核电站、常规火电站，而且在大型工业锅炉的腐蚀防护领域也可有广泛的应用前景。
参考文献
[1]广东核电培训中心.900MW压水堆核电站系统与设备[M].北京：原子能出版社，2004.
【关键词】加氢釜 孔蚀 应力腐蚀 全面检验
1 引言
加氢釜常用于石油化工、香精香料等行业，用以完成氢化、聚合、缩合等工艺过程，以及有机染料和中间体的许多其它工艺过程的反应设备。加氢釜是国内目前进行高温、高压化学反应最为理想的装置，特别适用于易燃、易爆、有毒介质的化学反应，具有明显的优势。但与之相应的是，加氢釜也是危险性较大、容易发生泄漏和火灾爆炸事故的设备。近年来，加氢釜的泄漏、火灾、爆炸事故屡屡发生。由于釜内常常装有有毒有害的危险化学品，事故后果较一般爆炸事故更为严重，因此加强对加氢釜的全面检验和监管迫在眉睫。鉴于生产的需要，使用单位停工时间较短，这就给该类设备的检测和安全评定带来了新的挑战。如何在保证检验质量前提下尽可能减少检验项目，缩短全面检验时间，是保证生产安全，提高经济效益的关键。本文以某香精香料厂加氢釜为例，基于加氢釜的结构及氢化工艺，分析其失效模式，并在此基础上采用宏观检查、超声波壁厚测定、渗透检测等手段对其进行全面检验，安全评定加氢釜的失效现状，提高安全监管的科学性和有效性，避免事故的发生，确保设备长周期安全运行。
2 加氢釜失效模式分析
某香精香料厂加氢釜投入运行两年后提出全面检验申请。该釜结构如图1所示，结构参数和技术参数见表1。加氢釜工艺如下：首先用泵将原料和催化剂打入釜内，然后通过内盘管加热至180℃，再通入氢气加压，同时釜内搅拌装置对物料进行不停的搅拌，在高温高压搅拌下进行加氢反应，释放热量。夹套里的导热油对釜内物料进行降温冷却，使釜内温度保持在180℃左右。结合该厂先期同类加氢釜检验结果可知：加氢釜主要失效形式为上封头的孔蚀和下封头的应力腐蚀。
2.1 孔蚀
孔蚀是在金属表面产生小孔的一种极为常见的局部腐蚀形态，也是破坏性和安全隐患最大的腐蚀形态之一。孔蚀是一种局部的和剧烈的腐蚀形态，在局部首先形成一个或一些小孔，进而向纵深发展从而易使金属穿孔，造成容器失效而引发事故。对于加氢釜上部气相部位的金属表面，介质是以气液二态形式共存的，即附着在金属表面上有液滴和气态的介质，加氢釜顶部存在众多传感器、人孔等接管，形成一定的非流通空间，流动性相对较差，其中液滴更容易粘附.液滴中的高浓度腐蚀介质使金属表面的钝化膜遭到破坏.在其遭到破坏的区域，金属表面与液滴中活性离子接触形成腐蚀的起始点，即形成初始腐蚀坑。随着时间的推延，逐渐形成腐蚀形貌，并且孔蚀是一种自催化过程，如图2所示。
2.2 下封头应力腐蚀
加氢釜封头可通过旋压或冲压形成封头，但通常会采用旋压封头。旋压法生产的封头，由于冷加工过程中会形成不均匀的塑性变形，从而产生冷加工残余应力，内表面受拉，外表面受压。旋压封头冷加工成型，加工硬化使材料塑性降低，而此时的残余应力将对封头的脆断倾向、疲劳寿命及应力腐蚀开裂产生较大的影响，尤其是对奥氏体不锈钢，还将使其耐晶间腐蚀的性能降低。此外，加氢釜在装配时，各个装配件在施焊时会引起焊接残余应力，又因为内压引起的膜应力，以及因加氢反应工艺的要求，加温和冷却的经常交替引起的热应力等，都会在焊缝附近区域造成较大的拉应力。材料处于拉应力情况下，又与腐蚀介质相接触时，材料内部的微裂纹在拉应力及腐蚀介质的双向作用下扩展，并发展至整个断面，引起应力腐蚀。
3 全面检验
根据加氢釜失效模式的分析，该加氢釜的检验除内表面的宏观检查、壁厚测定以及安全附件的检查外。检验的重点应放在容器上、下封头100%内表面的渗透检测。
3.1 宏观检查、壁厚测厚
经对加氢釜内表面的宏观检查，发现高压加氢釜上、下封头内表面存在大面积的条形、圆形腐蚀孔，特别是封头的拼焊焊接区域。
分别对容器封头、筒体及相应部位进行壁厚测定。超声波测厚仪型号为ECHOMETER1075、精度为±0.1mm。测得的封头最小壁厚为61.5mm，筒体最小壁厚为61.9mm，厚度几无减薄。
3.2 表面无损检测
对上、下封头100%的内表面以及上封头所有接管角焊缝，上筒节和封头连接环焊缝以及环焊缝下端200mm母材内表面进行渗透检测。检测发现：上筒节和封头连接内表面环焊缝下端200mm母材未发现缺陷显示，而上、下封头存在大量的条形、圆形腐蚀孔，特别是封头拼接区域，如图3所示。此外，有些条形腐蚀孔还存在裂纹倾向，如图2所示。
3.3 安全附件检查
对该容器的压力表、安全阀、爆破片等安全附件进行检查，均符合TSG R7001-2004《压力容器定期检验规则》相关要求的规定。
4 结论及改进建议
4.1 结论
加氢釜下封头在旋压加工、拼接焊接、交变载荷作用等引发的应力和腐蚀介质双向作用下易引发应力腐蚀；加氢釜上部存在一定的非流通空间，易使腐蚀介质滞留，形成腐蚀坑，发生孔蚀，而在有流速环境的部位孔蚀减轻或基本停止。因此，加氢釜上、下封头存在大量腐蚀坑，甚至产生裂纹倾向，而上筒节母材基本上没有腐蚀坑。
4.2 建议
（1）针对上述缺陷显示，逐一进行打磨处理，打磨后对其进行复验，经几次往复，直至再无缺陷显示。同时对打磨处进行酸洗钝化处理；
（2）建议因此对此类压力容器进行全面检验时，需重点对容器上、下封头进行100%内表面渗透检测，而对类似筒体有流速环境区域可抽查检验；在密闭的容器里开展大面积的渗透检测，在满足检测灵敏度的前提下还要考虑检测效率，建议渗透检测采用水洗荧光渗透检测方法。
（3）预防下封头应力腐蚀可进行喷丸处理，而防止孔蚀应尽量减少易滞留腐蚀介质的空间，增加介质的流动性，金属的连接处应加工光滑并钝化处理；
（4）缩短检验周期，一般定一至两年；
使用单位加强安全管理，避免违规操作；
参考文献
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关键词：油田；管道；腐蚀；防护
1 概述
集输管道是油气储运工程中的重要组成部分，该部分的运行状况对我国油气资源的配送具有直接影响。我国油气运输集输管道的发展速度较快，已逐渐形成了较为完善的运输网络，为我国各行业的发展提供了充足的油气资源，与此同时，集输管道在使用过程中也面临着一些问题，其中，腐蚀问题一直是管道安全运行的重要威胁，也是集输管道运行管理部门工作的重心。
2 集输管道腐蚀问题分析
近年来，我国对集输管道的结构进行不断改进，已经在很大程度上减少了腐蚀穿孔问题，但仍然无法完全杜绝，其主要原因有：
2.1 管道焊接问题 油气管道工程具有工期长、施工复杂的特点，在工程建设过程中需要对各项施工环节进行严格的质量控制，以确保工程质量。以管道焊接为例，在施工过程中，需要对管道焊接处进行处理，这就导致焊口部位的防腐能力较弱，因此更容易出现腐蚀问题，进而导致腐蚀穿孔。当前，集输管道焊口形式为先将防腐底漆或热沥青涂抹在管道焊缝处，然后缠绕塑料胶带并加装保温层，如聚乙烯泡沫；最后，在保温层外侧缠绕胶带，并加热使其融化粘结。在进行这道工序施工时，操作人员的技术水平不同，再加上施工条件的影响，导致焊口环节的施工质量无法得到有效保障。
2.2 管道材料问题 集输管道材料的优劣也是影响管道腐蚀的重要原因，生产商受利益驱使，在生产时没有按照相关规定进行生产，导致管道质量在源头上没有得到有效控制，在使用过程中很容易出现腐蚀。另外，钢质管道即使做好内防腐处理，但处理工艺存在缺陷，导致管道使用寿命较短，容易产生腐蚀穿孔问题。
2.3 防腐失效问题 国内外相关专家对集输管道的腐蚀原因做了深入而系统的研究，结果表明管道腐蚀穿孔问题的发生很大程度是由于防腐层失效而产生的。防腐层有一定的使用寿命，使用至一定程度后会与管道产生剥离，两者之间存在一定的孔隙，使多种化学成分进入从而引发腐蚀。
2.4 集输管道运行环境 首先，油气储运管道埋设在地下，地层土质成分和水体会对管道产生影响。水体变化及其影响可通过专业的检测设备进行检测；而土壤的腐蚀性难以判断。目前采用两种方法对土壤的腐蚀性进行定性的判断，一种是测土壤的电阻，将土壤分为强、中和弱三个等级；另一种是综合评价，将土壤的含水量、酸碱度、电阻率以及土质等要素作为评价依据，把土壤分为强、中、弱和不腐蚀四个等级。其次，温度对腐蚀的影响。温度包括油气运输期间的管道外的环境温度和管道温度。管道腐蚀主要受管道稳度的影响，一般情况下，温度越高，其反应速率越快。因此，高温情况下，油气集输管道的腐蚀速率会加快。
2.5 运输油气成分 集输管道运输油气成分复杂，不同成分的性质不同，对管道产生的影响也存在一定的差异性。油气中含硫化合物较多，就会加速管道腐蚀；二氧化碳溶解产生的碳酸，也能加速管道腐蚀；再加上电化学反应的影响，金属晶格受到破坏，油气管道内壁很容易发生腐蚀。油气管道运输成分的复杂性，决定了其腐蚀是必然结果，只能通过有效措施减缓腐蚀速度，降低腐蚀造成的影响。
3 集输管道防护措施分析
3.1 加工集输管道安全防护管理 首先，施工前应对管道质量进行严格检测，确保施工管道质量、防护达到标准，杜绝不合格产品进入施工场地。其次，施工阶段的管理。施工阶段应加强质量管理，做好管口焊接处理防护措施，对焊接点进行必要的质量检测和安全防护；施工中管道设备的移动要谨慎，防止外界因素对防护层的破坏。最后，使用中的安全管理。利用在线监测设备对集输管道的性能进行实时监测，发现问题，及时采取有效的防护措施，防止问题进一步扩大。
3.2 管道防腐层技术的应用 管道防腐层技术不断发展，熔结环氧、煤焦油瓷漆和聚乙烯等管道防护技术已经得到较为广泛的应用。较常用的内涂层防护技术可使用新工艺，如环氧树脂粉末涂层可采用热喷玻璃防腐的新工艺，使涂层形成可耐300℃的高温层，形成永不老化的玻璃与金属复合的防腐产品，杜绝管道内硫化物等酸性气体与钢质管道的接触。另外，增加防护层也能提高防腐效果，我国在建设“西气东输”工程时，应用了三层聚乙烯防腐层技术，取得了良好的防腐效果。
3.3 缓蚀剂的防护效果 油气管道内壁接触的油气性质较为复杂，为保障油气运输的安全性和畅通性，需要对管道内壁进行防腐处理。油气内含有的腐蚀性介质容易导致管道积水部位发生开裂，为减少该危害的发生，可在管道内使用缓蚀剂，降低管道的腐蚀速度。如GP-1型缓蚀剂已经在多个油气储运工程中得到应用，其防护效果较为理想。
3.4 电化学保护技术 埋设地下的管道除受一般的腐蚀作用外，还会由于电化学反应的发生加快腐蚀速度，此时可将阴极保护技术与防腐层技术联合使用，提高防腐效果。阴极保护技术可分为排流保护法、牺牲阳极保护法和附加电流保护法，主要是利用电化学腐蚀原理进行金属保护的一种防腐技术，其防护效果十分明显，已经在国内数以万计的油气管道中得到广泛应用。如牺牲阳极保护法是根据金属活动性顺序，将被保护金属与另一种可提供电流的金属或合金连接，以降低保护金属的腐蚀速度。
3.5 其他防护技术 加强管道的质量检测，确保施工管道质量达到合格标准；加大新型材料的应用力度，使用玻璃管道、塑料管道、耐蚀合金管道以及镀铝钢管等材料的使用力度；及时对达到使用年限的管道进行更换，减少腐蚀穿孔造成的危害。
4 结语
油气资源是我国工农业发展的基础性能源，我国油气资源分布和需求区域失衡严重，这就需要建设完善的油气运输系统，确保油气运输的安全性和畅通性。集输管道运输是油气运输的主要形式，而腐蚀是影响管道运输安全的重要问题，要解决腐蚀导致的钻孔问题，需要从管道监测、施工控制、工艺创新等多方面进行保护，为油气资源的安全运输奠定基础。
参考文献：
[1]朱恒.集输管道腐蚀原因及防护措施分析[J].装备制造技术，2012，11：204-206+228.
[2]程靖.大庆油田杏南集输系统的腐蚀与防护研究[D].东北石油大学，2012.
