摘 要

管道运输是油气储运中最快捷、经济、可靠的主要方式，二十世纪七十年代以来，海上油田开采方式和技术的发展迅速，海底管道已广泛应用于海上油田的开发。然而，随着海底管道建成铺设数量的增加和使用年限的增长，海底管道发生事故的概率也不断增加。为了有效地控制管道腐蚀，减少事故发生，避免大规模的经济损失和环境破坏，本文分析了海底管道故障和故障的主要原因，设计了防腐保护系统，包括外部防腐保护系统和阴极保护系统，并选择3LPE用作外防腐涂层，选择AZI-H9作为牺牲阳极。最后对内壁的防腐蚀和防腐蚀进行了详细的讨论，并提出了几种有效的方法，如内部防腐蚀涂层，增加防腐蚀剂和定期清洗。

关键词：阴极保护；内防腐；外防腐；失效机理

Abstract

Pipeline transportation is the most efficient, economical and reliable way in oil and gas storage and transportation. Since the 1970s, the development and development of offshore oilfields have been developing rapidly. Submarine pipelines have been widely used in offshore oilfield development.However, as the number of laying of submarine pipelines increases and the number of years of use increases, the probability of accidents in submarine pipelines is increasing.In order to effectively control the corrosion of pipelines, reduce accidents and avoid large-scale economic losses and environmental damage, this paper analyzes the main causes of faults and faults in submarine pipelines. The anti-corrosion protection system, including external anti-corrosion protection system and cathodic protection system, Select 3LPE for external anticorrosive coating, select AZI-H9 as sacrificial anode.Finally, the inner wall of the anti-corrosion and anti-corrosion were discussed in detail, and put forward several effective methods, such as internal anti-corrosion coating, anti-corrosion agent and regular cleaning.

Key word：Cathodic protection；Internal corrosion；External corrosion；Failure mechanism

目录

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景与意义 1

1.2国内外海底输油管道发展现状及防腐技术研究发展 1

1.2.1国内外海底输油管道发展现状 1

1.2.2海底输油管道防腐技术发展 2

1.3本文主要内容 3

1.4杭州湾海底管道介绍及相关地理条件综述 3

第二章 海底原油管道失效分析 4

2.1海底原油输送管道常见失效形式 4

2.2腐蚀失效机理分析 5

2.3本章小结 6

第三章 海底原油输送管道防腐系统设计 7

3.1防腐保护的主要方法 7

3.2外防腐系统设计 7

3.2.1外防腐方法 7

3.2.2外防腐涂层的选用原则 7

3.2.3常用外防腐涂层的种类 7

3.2.4杭州湾海底管道外防腐涂层的选用及涂装过程 9

3.2.5.1钢管表面预处理 9

3.2.5.2钢管加热及底漆涂敷 10

3.2.5.3中间层和面层的涂敷 10

3.2.5.4涂敷后的处理 10

3.3本章小结 11

第四章 杭州湾海底原油输送管道阴极保护系统设计 12

4.1阴极保护的原理 12

4.2阴极保护设计需要考虑的内容 12

4.2.1环境条件 12

4.2.2设计参数 13

4.2.3阳极材料 13

4.2.4最小电流保护密度 13

4.2.5最小保护电位 14

4.2.6设计计算 14

4.2.8阳极试验 15

4.3阴极保护计算 15

4.3.1设计基础数据 15

4.3.2保护表面积计算 15

4.3.3.1阴极保护中期电流 15

4.3.3.2阴极保护后期保护电流 17

4.4.2常用牺牲阳极材料的对比 19

4.4.3牺牲阳极的分布与安装 20

4.4.4牺牲阳极系统的施工 20

4.5本章小结 21

第五章 杭州湾海底原油输送管道内壁防腐方法探讨 22

5.1海底管道内腐蚀的原因 22

5.1.1 H₂S腐蚀 22

5.1.2 CO₂腐蚀 22

5.2海底管道内防腐方法 23

5.2.1采用管道内表面涂敷防腐保护层 23

5.2.1.1管道的内涂层涂敷工艺选择 23

5.2.1.2内涂敷的主要工艺步骤 23

5.2.2 添加缓蚀剂 24

5.2.2.1缓蚀剂选用原则 24

5.2.2.2常见缓蚀剂种类 24

5.2.3 定期清管 24

5.3本章小结 25

总结 26

参考文献 27

致谢 29

第一章 绪论

1.1课题研究背景与意义

管道运输已经逐渐成为油气储运中最方便、经济、安全的主要方式。据国外的一些数据统计,在西方某些发达国家中，管道运输方式占油气运输总量的比重越来越高，约占三分之二多。因为油气管道运输在原油、天然气的生产、精炼、储存及到用户的整个流程中起到了至关重要的作用。随着人们对海洋资源的探索开发，海上油田开采技术日益完备，海底管道也广泛应用于海上油田的开发。

然而，海底管道铺设数量的增加和使用年限的增长使得海底管道事故频频发生。根据相关资料统计，每1000km的海底管道每年出现损伤和泄漏的概率为2%，其中，由于腐蚀导致的海底管道事故占了47%。1997年7月，墨西哥湾Eugene岛附近立管因腐蚀发生穿孔破坏，导致泄漏原油引发大火。2006年8月，Alaska的普拉霍德湾（Prudhoe Bay）的原油管道锈蚀导致原油泄漏，使得原油日减产40万桶，导致国际油价一度上升。2008年12月22日，阿塞拜疆里海海底管道腐蚀泄漏，形成了几公里的污染带，损失惨重。由此可见，如果海底管道因腐蚀破坏造成油气泄漏，不仅会使海上油田停产，造成经济损失，而且会产生难以消除的海洋环境污染。本文针对海底原油输送管道失效形式及失效机理进行了具体分析，为了有效地控制管道腐蚀，减少事故发生，避免大规模的经济损失和环境破坏，对海底管道防腐措施进行了相关研究和讨论，致力于对我国海底管道事业发展出一份力。