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1、资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第二讲第二讲 防腐与阻垢技术防腐与阻垢技术第一节第一节 金属腐蚀概述金属腐蚀概述 金金属属腐腐蚀蚀是是指指金金属属材材料料和和周周围围介介质质相相作作用用，使使材材料料遭遭受受破破坏坏或或性性能能恶恶化化的的过过程程。金金属属腐腐蚀蚀的的本本质质，即即金金属属本本身身失失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）
2、：去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）： M ne= Mn+ 金属腐蚀对石油工业影响极大，主要体现在以下几个方面：金属腐蚀对石油工业影响极大，主要体现在以下几个方面：资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。（1）巨巨大大的的经经济济损损失失，包包括括：直直接接经经济济损损失失：油油气气水水处处理理管管线线、设设备备及及构构件件的的更更换换；间间接
3、接经经济济损损失失：设设备备停停产产、腐腐蚀泄露；蚀泄露；（2）资资源源能能源源的的严严重重浪浪费费（大大量量的的优优质质原原料料泄泄漏漏、大大量量的的金金属需要回炼）；属需要回炼）；（3）引发灾难事故；）引发灾难事故；（4）污染人类生存环境。）污染人类生存环境。 因此，腐蚀及防腐是世界各国投人大量人力物力进行研究的因此，腐蚀及防腐是世界各国投人大量人力物力进行研究的主要课题之一。主要课题之一。 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的
4、技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。一、金属腐蚀的分类一、金属腐蚀的分类（一）按腐蚀原理分类如下：（一）按腐蚀原理分类如下：化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀氧浓差腐蚀氧浓差腐蚀干燥气体中的腐蚀干燥气体中的腐蚀非电解质溶液中的腐蚀非电解质溶液中的腐蚀1化学腐蚀：化学腐蚀： 金属表面与介质发生化学作用而引起的腐蚀，不产生金属表面与介质发生化学作用而引起的腐蚀，不产生电流。电流。 特点：特点：环境介质是不导电、不电离的物质；环境介质是不导电、不电离的物质；是直接的是直接的纯化学反应的结果，电子得失在同一部位于同
5、一瞬间完成，纯化学反应的结果，电子得失在同一部位于同一瞬间完成，没有电流的产生；没有电流的产生；与电位及电位变化无关；不能用电化学与电位及电位变化无关；不能用电化学保护方法子以控制。保护方法子以控制。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。2电化学腐蚀：电化学腐蚀： 金属表面与介质发生电化学作用而引起的腐蚀，产生金属表面与介质发生电化学作用而引起的
6、腐蚀，产生电流。电流。 特点：特点：电化学腐蚀的腐蚀历程可以分为两个相对独立并电化学腐蚀的腐蚀历程可以分为两个相对独立并且可在不同部位（阳极区和阴极区）同时进行的过程且可在不同部位（阳极区和阴极区）同时进行的过程阳极过程和阴极过程。电化学腐蚀反应具有一般电化学反阳极过程和阴极过程。电化学腐蚀反应具有一般电化学反应的特征：金属与电解质溶液之间存在一个带电的界面层，应的特征：金属与电解质溶液之间存在一个带电的界面层，影响、改变这一界面层结构的因素影响、改变这一界面层结构的因素,都能显著影响腐蚀过程。都能显著影响腐蚀过程。比化学腐蚀更为普遍、危害更加严重的腐蚀类型。比化学腐蚀更为普遍、危害更加严重的
7、腐蚀类型。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 电化学腐蚀按腐蚀破坏的形式可分为两类（如下图）：电化学腐蚀按腐蚀破坏的形式可分为两类（如下图）： a.均匀腐蚀：腐蚀作用均匀发生在整个金属表面；均匀腐蚀：腐蚀作用均匀发生在整个金属表面； b.局部腐蚀（危害更大）：局部腐蚀（危害更大）：“斑点腐蚀斑点腐蚀”、“脓疮腐蚀脓疮腐蚀”（坑蚀）、（坑蚀）、
8、“孔蚀孔蚀”（点蚀）、晶间腐蚀和穿晶粒腐蚀。（点蚀）、晶间腐蚀和穿晶粒腐蚀。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 3.电化学腐蚀与化学腐蚀区别电化学腐蚀与化学腐蚀区别:电化学腐蚀介质均为能电离、可导电的电解质，其中大电化学腐蚀介质均为能电离、可导电的电解质，其中大多为水溶液。为此有人称电化学腐蚀是湿腐蚀，而化学多为水溶液。为此有人称电化学腐蚀是
9、湿腐蚀，而化学腐蚀为干腐蚀。腐蚀为干腐蚀。电化学腐蚀中，金属失去电子的氧化反应电化学腐蚀中，金属失去电子的氧化反应(阳极过程阳极过程)和介和介质中的氧化剂获取电子的还原反应质中的氧化剂获取电子的还原反应(阴极过程阴极过程)在不同部位在不同部位相对独立地进行。而不是直接进行电子交换。就是说，相对独立地进行。而不是直接进行电子交换。就是说，电化学腐蚀伴随着电化学反应，而不是纯化学反应。电化学腐蚀伴随着电化学反应，而不是纯化学反应。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽
10、轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 电化学腐蚀的阴、阳极之间有电流电化学腐蚀的阴、阳极之间有电流(腐蚀电流腐蚀电流)产生，产生，腐蚀电流的大小与金属腐蚀程度有直接的定量关系。腐蚀电流的大小与金属腐蚀程度有直接的定量关系。 电化学腐蚀与电位关系密切，设法改变阴、阳极的电电化学腐蚀与电位关系密切，设法改变阴、阳极的电位可以在很大程度上调节、控制腐蚀过程从而实施电位可以在很大程度上调节、控制腐蚀过程从而实施电化学保护。化学保护。 电化学腐蚀往往具有次生过程，使得最终腐蚀产物离电化学腐蚀往往具有次生过程，使得最终腐蚀
11、产物离开发生腐蚀的原始部位。开发生腐蚀的原始部位。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 例如例如:当钢铁处在潮湿空气中时当钢铁处在潮湿空气中时,因因表面吸附作用表面吸附作用,使钢铁表面覆盖一层使钢铁表面覆盖一层水膜水膜,它能溶解空气中的它能溶解空气中的SO2和和CO2气气体体,这些气体溶于水后电离出这些气体溶于水后电离出H+ ,SO3 2 ,C
12、O3 2 等离子等离子.铁与杂质就形成了铁与杂质就形成了原电池原电池,铁为阳极铁为阳极,杂质为阴极杂质为阴极,发生下发生下列反应列反应:阳极阳极Fe=Fe2+2e-Fe2+2OH-=Fe(OH)2阴极阴极2H+2e-=H2总反应总反应 Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2生成了生成了Fe(OH)2在空气中被氧气所氧在空气中被氧气所氧化成棕色铁锈化成棕色铁锈Fe2O3XH2O.资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评
13、价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。（二）按照腐蚀环境分类（二）按照腐蚀环境分类 1.按照腐蚀环境的种类分类按照腐蚀环境的种类分类 可将腐蚀分为大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、燃气腐可将腐蚀分为大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、燃气腐蚀、微生物腐蚀、熔盐腐蚀、体内腐蚀等等。蚀、微生物腐蚀、熔盐腐蚀、体内腐蚀等等。 2.按照腐蚀环境的温度分类按照腐蚀环境的温度分类 可将腐蚀分为高温腐蚀和常温腐蚀。可将腐蚀分为高温腐蚀和常温腐蚀。 3.按照腐蚀环境的湿润程度分类按照腐蚀环境的湿润程度分类 可将腐蚀分为干腐蚀和湿腐蚀。可将腐蚀分为干腐蚀和湿腐蚀。资金是运动的价值，资金的价值
14、是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。二、腐蚀程度的表示方法（平均腐蚀速度）二、腐蚀程度的表示方法（平均腐蚀速度） 1重量法（指重量法（指1m2金属金属1小时腐蚀后减少的克数）小时腐蚀后减少的克数） V重重=(W0-W1)/So V重重=g/m2h,W0-W1样品腐蚀前后重，样品腐蚀前后重，g； So样品表面积，样品表面积，m2；腐蚀时间，腐蚀时间，h。 石石油油天天然然气
15、气行行业业标标准准“SY/T5405-1996酸酸化化用用缓缓蚀蚀剂剂性性能能试试验验方方法法及及评评价价指指标标”即即按按重重量量法法表表示示的的平平均均腐腐蚀蚀速速度。度。 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。2腐腐蚀蚀深深度度法法（指指腐腐蚀蚀漫漫延延的的深深度度，每每年年腐腐蚀蚀漫漫延延的的毫毫 米米 数数 ， mm/a； 或或 每每
16、年年 多多 少少 密密 耳耳 ，mpy,1mpy=2.5410-2mm/a） V深深以腐蚀深度表示的腐蚀速度，以腐蚀深度表示的腐蚀速度，mm/a d金属密度，金属密度，g/cm2 V重重以重量法表示的腐蚀速度，以重量法表示的腐蚀速度，g/m2h 上上述述两两种种腐腐蚀蚀程程度度的的表表示示方方法法适适用用于于均均匀匀腐腐蚀蚀，不不适用于局部腐蚀，得出的是平均腐蚀速度。适用于局部腐蚀，得出的是平均腐蚀速度。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发
17、电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。常压静态腐蚀速率测定条件及缓蚀剂评价指标常压静态腐蚀速率测定条件及缓蚀剂评价指标常压静态腐蚀速率测定条件及缓蚀剂评价指标常压静态腐蚀速率测定条件及缓蚀剂评价指标资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。三三 、影响腐蚀速度的原因、影响腐蚀速度的原因 1.
18、金属本身性质的影响。金属本身性质的影响。 主要是金属的极化性能。极化作用越大，腐蚀速度越主要是金属的极化性能。极化作用越大，腐蚀速度越慢。极化作用是阻止金属腐蚀的作用。杂质、均匀性，焊慢。极化作用是阻止金属腐蚀的作用。杂质、均匀性，焊接影响腐蚀速度。当钢材中铬的添加量达到接影响腐蚀速度。当钢材中铬的添加量达到10.5%时，钢时，钢的耐腐蚀性能显著增加，铬含量更高时，可提高耐腐蚀性，的耐腐蚀性能显著增加，铬含量更高时，可提高耐腐蚀性，但不明显。但不明显。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商
19、业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 2.腐蚀介质的浓度腐蚀介质的浓度 埋地管线土壤中含水量、含盐量对腐蚀有影响，对输原埋地管线土壤中含水量、含盐量对腐蚀有影响，对输原油、污水等管线腐蚀，与输送流体中腐蚀介质的浓度有关，油、污水等管线腐蚀，与输送流体中腐蚀介质的浓度有关，如原油中的含盐水、如原油中的含盐水、H2S的浓度越大，腐蚀速度越快，污的浓度越大，腐蚀速度越快，污水中含水中含H2S、CO2、O2、矿化度高，腐蚀速度大。、矿化度高，腐蚀速度大。 3.压力压力 压力大，腐蚀速度快。压力
20、使气体（氧气、二氧化碳等）压力大，腐蚀速度快。压力使气体（氧气、二氧化碳等）在水中的溶解度增加。在水中的溶解度增加。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 4.温度温度 腐蚀速度随温度升高而加快。温度高，反应速度加大。腐蚀速度随温度升高而加快。温度高，反应速度加大。 对密闭系统，温度升高，反应速度加大；非密闭系统，温对密闭系统，温度升高，反应速度
21、加大；非密闭系统，温度升高，溶解气体减少，腐蚀可能减少。度升高，溶解气体减少，腐蚀可能减少。 5.流速流速 一般流速大，腐蚀速度大。高流速会造成冲蚀一般流速大，腐蚀速度大。高流速会造成冲蚀腐蚀，腐蚀， 保护膜不断被冲掉，腐蚀速度加快。流动的气体或液体保护膜不断被冲掉，腐蚀速度加快。流动的气体或液体 当流速较高时对设备内壁构成强烈的冲刷作用，设备承当流速较高时对设备内壁构成强烈的冲刷作用，设备承 受一定冲刷应力并促进腐蚀过程中物质交换，抑制致密受一定冲刷应力并促进腐蚀过程中物质交换，抑制致密 保护膜的形成。保护膜的形成。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移
22、而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第二节第二节 金属腐蚀的原因和机理金属腐蚀的原因和机理一、腐蚀电池一、腐蚀电池电化学腐蚀原理电化学腐蚀原理 1腐蚀电池腐蚀电池 金金属属表表面面与与电电介介质质溶溶液液会会形形成成双双电电层层，这这样样金金属属表表面面与与电电介介质质液液层层间间必必然然存存在在电电位位差差，此此电电位位差差即即金金属属在在该该电电介介质质溶溶液液中中的的电电极极电电位位。若若金金属属铁铁放放入入电电
23、介介质质溶溶液液中中，则则会发生电极反应，电极反应方程式为：会发生电极反应，电极反应方程式为： 阳极阳极FeFe2+2e，阴极，阴极2H+2eH2 （析氢腐蚀）（析氢腐蚀） 铁铁母母体体带带负负电电，水水微微弱弱电电离离，H+向向铁铁母母体体泳泳动动，在在铁铁表表面面形形成成氢氢膜膜，已已溶溶解解的的Fe2+与与OH-结结合合成成Fe(OH)2，在在铁铁表面起保护层的作用。表面起保护层的作用。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术
24、经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 2极化与去极化作用极化与去极化作用 决决定定腐腐蚀蚀速速度度的的主主要要因因素素是是极极化化。原原电电池池由由于于通通过过电电流流而而使使两两极极间间电电位位差差减减小小，引引起起电电流流强强度度降降低低的的现现象象称称为为电电池池的的极极化化作作用用，极极化化作作用用使使金金属属的的腐腐蚀蚀速速度度降降低低；去去极极化化作作用用是是指指消消除除极极化化的的作作用用，去去极极化化作作用用促促进进金金属属的的腐腐蚀蚀。H+（析析氢氢腐腐蚀蚀）、O2（吸吸氧氧腐腐蚀蚀）是是两两种种典典型型的的去去极极化化剂。剂
25、。 实实验验证证明明：腐腐蚀蚀电电池池刚刚接接通通时时，电电流流很很大大，接接通通后后短短时间内电流大大减小，最后达到稳定。时间内电流大大减小，最后达到稳定。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 通常可将极化分为通常可将极化分为电化学极化、浓差极化和电阻极化电化学极化、浓差极化和电阻极化三类。三类。电化学极化电化学极化 又称活化极化，指由于电化
26、学反应速度小于电子运动速又称活化极化，指由于电化学反应速度小于电子运动速度而造成的极化度而造成的极化 （以锌极为例，当电流通过阴极时，由于电极反应的速（以锌极为例，当电流通过阴极时，由于电极反应的速率有限，当外电流将电子供给阴极后，锌离子还来不及率有限，当外电流将电子供给阴极后，锌离子还来不及将这些电子全消耗掉，结果使电极表面上积累了多于平将这些电子全消耗掉，结果使电极表面上积累了多于平衡态的电子，使得其电极电势比平衡时的电极电势更低。衡态的电子，使得其电极电势比平衡时的电极电势更低。）。）。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金
27、就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。浓差极化浓差极化 指由于溶液中有关物质扩散速度小于电化学反应速度而指由于溶液中有关物质扩散速度小于电化学反应速度而造成的极化造成的极化 （以锌极为例，电流通过电极时，阴极反应（以锌极为例，电流通过电极时，阴极反应Zn2+2e-Zn,降低了阴极周围锌离子浓度，如果本体溶液中的锌降低了阴极周围锌离子浓度，如果本体溶液中的锌离子来不及补充上去，则阴极附近液层中锌离子将低于离子来不及补充上去，则阴极附近液层中锌离子将
28、低于它在本体溶液中的浓度，而通常所言的电极电势是针对它在本体溶液中的浓度，而通常所言的电极电势是针对本体溶液中的浓度而言，显然此电极的电位将小于其平本体溶液中的浓度而言，显然此电极的电位将小于其平衡值，这就是浓差极化。衡值，这就是浓差极化。 ）。）。电阻极化电阻极化 又称欧姆极化，由于在电极表面生成了具有保护作用的又称欧姆极化，由于在电极表面生成了具有保护作用的氧化膜、钝化膜或其它不溶性腐蚀产物，这些高电阻产氧化膜、钝化膜或其它不溶性腐蚀产物，这些高电阻产物增大了体系电阻，使电极反应受阻而造成的极化。物增大了体系电阻，使电极反应受阻而造成的极化。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的
29、，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 二、二、H H2 2S S腐蚀腐蚀 H2S+H2OHS-+H+H2O 通常的腐蚀反应如下：通常的腐蚀反应如下： Fe+H2S+H2OFeS+H2+H2O 腐腐蚀蚀产产物物FeS极极难难溶溶解解，常常粘粘附附在在钢钢的的表表面面上上形形成成垢垢，FeS是是一一种种良良导导体体，对对于于垢垢下下的的钢钢来来说说FeS是是阴阴极极，这这样样在在钢钢与与FeS之
30、之间间就就形形成成了了一一对对电电偶偶，加加剧剧腐腐蚀蚀，通通常常引引起起深的点蚀。深的点蚀。 H+的的浓浓度度大大，渗渗透透到到钢钢铁铁内内部部，破破坏坏晶晶体体结结构构，性性质质变变脆脆（氢氢脆脆）；HS-吸吸附附在在钢钢铁铁表表面面，减减弱弱了了金金属属原原子子间间的的化化学学键键，当当钢钢铁铁受受到到超超临临界界值值的的拉拉应应力力作作用用就就会会使使金金属属裂开，称氢裂。所以，含硫井集输管线常常发生恶性事故。裂开，称氢裂。所以，含硫井集输管线常常发生恶性事故。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本
31、标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。三、三、CO2腐蚀腐蚀 2CO2+Fe+2H2OFe(HCO3)2+H2 注水层中注水层中CO2含量通常与产水层位有关。含量通常与产水层位有关。CO2分压越高，分压越高，CO2溶解越多，腐蚀越严重。水中溶解氧能与溶解越多，腐蚀越严重。水中溶解氧能与Fe(HCO3)2反反应，重新释放应，重新释放CO2，这等于增加了水中，这等于增加了水中CO2的含量，加剧了的含量，加剧了腐蚀，腐蚀， 2Fe(HCO3)2+O2Fe2O3+4CO2+2H
32、2O某油田某油田某油田某油田N-80N-80油管二氧化碳腐蚀破坏油管二氧化碳腐蚀破坏油管二氧化碳腐蚀破坏油管二氧化碳腐蚀破坏资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。四、氧腐蚀四、氧腐蚀 阳极阳极 FeFe2+2e （铁母体释放电子而（铁母体释放电子而Fe2+进入溶液）进入溶液） 阴极阴极 O2+2H2O+4e4OH-(去极化剂去极化剂O2吸收电子，
33、阴极反吸收电子，阴极反应产物应产物OH-进入溶液进入溶液) 总反应总反应4Fe+6H2O+3O24Fe(OH)3五、细菌腐蚀五、细菌腐蚀 SO42-+8H S2-+4H2O（SRB还原作用）还原作用） 2H+SO42-+4H2 H2S+4H2O（SRB还原作用）还原作用）六、应力腐蚀六、应力腐蚀 开裂设备由于承载或自重，在开裂设备由于承载或自重，在Cl-和和S2-等作用下，发生等作用下，发生的应力腐蚀开裂。的应力腐蚀开裂。七、土壤腐蚀七、土壤腐蚀 土壤层中介质不均匀性、杂散电流、土壤微生物等都可土壤层中介质不均匀性、杂散电流、土壤微生物等都可能使设备产生腐蚀破坏。能使设备产生腐蚀破坏。资金是运
34、动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第三节第三节 防腐方法防腐方法一、缓蚀剂防腐一、缓蚀剂防腐 加入缓蚀剂的防腐方法。加入缓蚀剂的防腐方法。（一）缓蚀剂的类型及缓蚀机理（一）缓蚀剂的类型及缓蚀机理 1氧化型缓蚀剂（阳极缓蚀剂）氧化型缓蚀剂（阳极缓蚀剂） 这这类类缓缓蚀蚀剂剂多多为为低低分分子子无无机机缓缓蚀蚀剂剂，如如铬铬酸酸盐盐（NaCrO2、K2C
35、r2O7）、亚亚硝硝酸酸盐盐（NaNO2），其其缓缓蚀蚀机机理理是是使使金金属属表表面面生生成成一一层层致致密密的的氧氧化化保保护护膜膜（钝钝化化），阻止金属离子进入溶液。阻止金属离子进入溶液。 2沉淀型缓蚀剂沉淀型缓蚀剂 如如炔炔醇醇类类，在在金金属属表表面面生生成成聚聚合合物物，既既覆覆盖盖阳阳极极，又又覆盖阴极（混合型抑制剂），对电池反应起阻碍作用。覆盖阴极（混合型抑制剂），对电池反应起阻碍作用。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电
36、机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 a.辛炔醇在酸性介质中和钢铁表面的加氢反应；辛炔醇在酸性介质中和钢铁表面的加氢反应； OH OH CH3(CH2)4-CH-CCH CH3(CH2)4 CH-CH=CH2 b烯醇脱水生成共轭烯烃；烯醇脱水生成共轭烯烃； OH CH3(CH2)4-CH-CH=CH2 CH3(CH)3-CH=CH-CH=CH2 c.共轭烯烃聚合，生成高聚物附在金属表面。共轭烯烃聚合，生成高聚物附在金属表面。 CH=CH-(CH2)3CH3资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增
37、值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 3吸附型缓蚀剂吸附型缓蚀剂 属属有有机机缓缓蚀蚀剂剂，其其分分子子结结构构一一般般都都有有极极性性基基团团和和非非极极性性基基团团（SAa分分子子），其其在在金金属属表表面面吸吸附附定定向向排排列列，形形成成憎憎水水膜膜，使使介介质质被被缓缓蚀蚀剂剂分分子子排排挤挤出出来来，与与金金属表面隔开，从而抑制金属的腐蚀。属表面隔开，从而抑制金属的腐蚀。 a.物物理理吸吸附附：靠靠静静电电力力
38、或或范范德德华华力力的的吸吸引引而而形形成成的的吸吸附附称称物物理理吸吸附附，如如胺胺类类在在酸酸性性溶溶液液会会形形成成(RNH3)+，该该阳阳离离子子在在金金属属表表面面形形成成单单层层吸吸附附，阻阻止止了了H+向向金金属属表表面面接近。接近。 b.化化学学吸吸附附：缓缓蚀蚀剂剂分分子子中中极极性性基基团团中中心心原原子子的的孤孤对对电电子子和和金金属属原原子子形形成成配配位位键键而而引引起起的的吸吸附附称称化化学学吸吸附附，如：如： 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力
39、发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。c.含含有有双双键键、叁叁键键、苯苯基基的的有有机机缓缓蚀蚀剂剂，兀兀电电子子的的存存在在也也可可起起孤孤对对电电子子的的作作用用，吸吸附附在在金金属属表表面面。如如：“XW-3”在在特特高高矿矿化化度度油油田田污污水水中中具具有有良良好好的的腐腐蚀蚀性性能能，它它是是由由主主剂剂（含含一一个个双双键键的的长长碳碳链链酰酰胺胺羧羧酸酸钠钠盐盐）及及助助剂剂（含含季季铵铵盐盐）研制而成，外观为浅黄色液体。研制而成，外观为浅黄色液体。吸附型缓蚀剂有：吸附型缓蚀剂有：
40、 a.烷基胺烷基胺RNH2 R: C12C18 b.烷基氯化吡啶烷基氯化吡啶 R: C12C18 c.烷基氯化喹啉烷基氯化喹啉 R: C12C18资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。d.含硫化合物含硫化合物RSHC12C18e.含氧化合物含氧化合物f.OP型型资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其
41、增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。g.聚氧乙烯脂肪胺聚氧乙烯脂肪胺h.聚氧乙烯脂肪酰胺聚氧乙烯脂肪酰胺i.i.咪唑啉衍生物咪唑啉衍生物j.j.酰胺羧酸类酰胺羧酸类资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本
42、标准执行，并增补指标。（二）缓释剂发展动态（二）缓释剂发展动态1、铬酸盐等铬酸盐等缓释缓释剂使用阶段剂使用阶段： 二二十十世世纪纪40-5040-50年年代代，在在美美国国等等国国家家主主要要使使用用铬铬酸酸盐盐( (如如NaNa2 2CrCr2 20 07 7、K K2 2CrCr2 20T)0T)、亚亚硝硝酸酸盐盐(NaN0(NaN02 2、NI-14N0NI-14N02 2等等作作为为防防腐腐剂剂抑抑制制金金属属设设备备的的腐腐蚀蚀。该该类类缓缓释释剂剂通通过过氧氧化化产产生生致致密密的的保保护护膜膜而而起起防防腐腐作作用用，所所产产生生的的保保护护膜膜极极易易促促进进金金属属的的阳阳极
43、极钝钝化化，也也称称为为钝钝化化膜膜( (氧氧化化膜膜) )型型缓缓释释剂剂，其其缓缓释释效果较好，适宜各种水质处理。效果较好，适宜各种水质处理。2 、聚磷酸盐、聚磷酸盐缓释缓释剂使用阶段剂使用阶段： 二二十十世世纪纪60年年代代，铬铬酸酸盐盐逐逐步步被被聚聚磷磷酸酸盐盐、磷磷酸酸盐盐等等所所代代替替。聚聚磷磷酸酸盐盐类类缓缓释释剂剂是是通通过过在在腐腐蚀蚀电电池池的的阴阴极极和和阳阳极极表表面面上上形形成成沉沉淀淀膜膜而而起起防防腐腐作作用用。此此类类防防腐腐剂剂需需要要一一定浓度的两价金属离子作用，才能显出良好的定浓度的两价金属离子作用，才能显出良好的缓释缓释效果。效果。资金是运动的价值，
44、资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。3 3、有机膦酸盐、有机膦酸盐缓释缓释剂使用阶段：剂使用阶段： 二十世纪二十世纪7070年代，一方面对聚磷酸盐的年代，一方面对聚磷酸盐的缓释缓释作用进行作用进行更深入的研究，出现了聚磷酸盐与锌盐复合的配方以及与更深入的研究，出现了聚磷酸盐与锌盐复合的配方以及与其他类型的其他类型的缓释缓释剂复合使用；另一方面开始出现磷酸酯和剂复
45、合使用；另一方面开始出现磷酸酯和膦酸盐类防腐剂，如多元醇磷酸酯、羟乙基二膦酸钠膦酸盐类防腐剂，如多元醇磷酸酯、羟乙基二膦酸钠(HEDP)(HEDP)、次氮基三亚甲基膦酸钠、次氮基三亚甲基膦酸钠(ATMP)(ATMP)和乙二胺四亚甲基和乙二胺四亚甲基膦酸钠膦酸钠(EDTMP)(EDTMP)等。等。4 4、低磷、低磷缓释缓释剂使用阶段：剂使用阶段： 二十世纪二十世纪8080年代，由于环境保护要求限制磷的排放，年代，由于环境保护要求限制磷的排放，开始注意低磷、非磷和非重金属防腐剂的发展。一方面加开始注意低磷、非磷和非重金属防腐剂的发展。一方面加强含磷量低的防腐剂的开发和应用；另一方面含氮化合物、强含
46、磷量低的防腐剂的开发和应用；另一方面含氮化合物、含氧化合物、含硫化合物及其复合型化合物含氧化合物、含硫化合物及其复合型化合物缓释缓释剂也得到剂也得到了发展，如了发展，如2 2膦酸基丁烷膦酸基丁烷-1-1，2 2，4 4三羧酸三羧酸(PBTCA)(PBTCA)和羟和羟基膦基乙酸基膦基乙酸(HPAA)(HPAA)等低磷防腐剂和含氮的胺类等低磷防腐剂和含氮的胺类缓释缓释剂及含剂及含氧的醛类防腐剂等。氧的醛类防腐剂等。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热
47、汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。5 5 、非磷有机、非磷有机缓释缓释剂的研究开发：剂的研究开发： 二十世纪二十世纪8080年代后期以来，非磷年代后期以来，非磷缓释缓释剂的研究开发得剂的研究开发得到了发展，如日本栗田公司的马来酸戊烯共聚物、不饱到了发展，如日本栗田公司的马来酸戊烯共聚物、不饱和多元酚，不饱和磺酸和不饱和羧酸共聚物，美国和多元酚，不饱和磺酸和不饱和羧酸共聚物，美国NalcoNalco公公司的苯乙烯磺酸马来酸酐共聚物等。司的苯乙烯磺酸马来酸酐共聚物等。6 、发展复合型缓蚀剂（缓蚀剂的复配使用）发展复合型缓蚀剂（缓
48、蚀剂的复配使用） 如炔醇与胺复配使用。即沉淀型与吸附型复配使用如炔醇与胺复配使用。即沉淀型与吸附型复配使用7. 利利用用现现代代先先进进大大分分析析测测试试仪仪器器和和计计算算机机，从从分分子子和和原原子子水水平上研究缓蚀剂的作用机理。平上研究缓蚀剂的作用机理。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 二、电化学保护方法二、电化学保护方法 改变金属
49、与介质间的电极电位达到保护金属免遭腐蚀的改变金属与介质间的电极电位达到保护金属免遭腐蚀的方法。方法。 电化学保护法分两类：电化学保护法分两类： （1）阳极保护）阳极保护 把金属联到电源的正极上，通电进行阳极极化，使金属钝把金属联到电源的正极上，通电进行阳极极化，使金属钝化，金属溶解急剧减少，得到保护；化，金属溶解急剧减少，得到保护； （ 2）阴极保护）阴极保护 将金属连接到直流电源的负极，通以电流，它就进行阴极将金属连接到直流电源的负极，通以电流，它就进行阴极极化，这种方法应用广泛。极化，这种方法应用广泛。1824年年Davy提出，提出，20世纪世纪30年年代应用到工业上。代应用到工业上。资金
50、是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。1）牺牲阳极保护（又称保护器保护）。选用比保护金属电）牺牲阳极保护（又称保护器保护）。选用比保护金属电极电位更负的金属或合金与金属设备或管线联结，电位更极电位更负的金属或合金与金属设备或管线联结，电位更负的金属成为腐蚀电池的阳极，被保护的金属为阴极得到负的金属成为腐蚀电池的阳极，被保护的金属为阴极得到保护。保护。
51、牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法常用于保护海轮外壳，海水中的各种金属设备、构件和防常用于保护海轮外壳，海水中的各种金属设备、构件和防常用于保护海轮外壳，海水中的各种金属设备、构件和防常用于保护海轮外壳，海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备（如贮油罐）以及石油管路的腐蚀。止巨型设备（如贮油罐）以及石油管路的腐蚀。止巨型设备（如贮油罐）以及石油管路的腐蚀。止巨型设备（如贮油罐）以及石油管路的腐蚀。 优点优点：不用外加电流，适用于电源困难的场合和需要局部
52、保：不用外加电流，适用于电源困难的场合和需要局部保护的场合，施工简单管理方便。护的场合，施工简单管理方便。缺点缺点：只适用于要求小电流的情况，调节电流困难，阳极消：只适用于要求小电流的情况，调节电流困难，阳极消耗大需定期更换。耗大需定期更换。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时
53、间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。2)外加电流法外加电流法基本原理基本原理：将金属用导线接到一个电源的负极，把辅助阳极：将金属用导线接到一个电源的负极，把辅助阳极接到电源正极。金属通电后，由辅助阳极流经电解质溶接到电源正极。金属通电后，由辅助阳极流经电解质溶液的电流，主要集中金属表面的阴极部分，然后再流回液的电流，主要集中金属表面的阴极部分，然后再流回电源。金属发生阴极极化，金属的总电位进一步降低。电源。金属
54、发生阴极极化，金属的总电位进一步降低。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。优点优点：可调节电流和电压，适用范围广，可用于要求大电流：可调节电流和电压，适用范围广，可用于要求大电流的情况，使用不溶性阳极时装置耐久。的情况，使用不溶性阳极时装置耐久。缺点缺点：需要外加电源，维修和操作费用高。：需要外加电源，维修和操作费用高。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的
55、统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。1储水罐基础储水罐基础 2储水罐储水罐 3阳极串阳极串 4配重块配重块 5参比电极参比电极 6分线盒分线盒 7恒电位恒电位 储罐内壁外加电流的阴极保护法资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。三.其他方法 1.金属表面覆盖 用耐腐蚀性较强的金属或非金属材料来覆盖耐蚀性较差的
56、金属，将主体金属与腐蚀介质隔离，以达到防腐蚀的目的。包括金属覆盖和非金属覆盖。 （1） 非金属覆盖 ：衬里和涂料。 （2）金属覆盖：电镀、喷镀、化学镀、扩散渗透、热敷、碾压及衬里。 2.金属的氧化和磷化（1）钢铁的氧化处理（2) 钢铁的磷化处理资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第四节第四节 油水井腐蚀趋势预测油水井腐蚀趋势预测- -以以C0C
57、02 2腐蚀为例腐蚀为例 许多石油公司和研究机构提出了不同的预测模型。许多石油公司和研究机构提出了不同的预测模型。其中一些模型已经投入商业使用。目前，近二十年来，其中一些模型已经投入商业使用。目前，近二十年来，对于对于C02产生腐蚀的预测，根据大量实验室和现场的腐蚀产生腐蚀的预测，根据大量实验室和现场的腐蚀数据，许多国际上关于数据，许多国际上关于C02腐蚀速率预测模型主要可分为腐蚀速率预测模型主要可分为三类，即经验模型、半经验模型和机理模型。经验模型三类，即经验模型、半经验模型和机理模型。经验模型是以实验室数据和现场数据为依据总结出来的预测模型。是以实验室数据和现场数据为依据总结出来的预测模型
58、。这类模型一般比较简洁，与现场的实验数据吻合较好。这类模型一般比较简洁，与现场的实验数据吻合较好。 具有代表性的是挪威石油工业协会具有代表性的是挪威石油工业协会(OLF)和挪威制造和挪威制造业联盟业联盟(TBL)拥有的拥有的Norsok-M506模型。模型。 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 Norsok-M506模模型型是是根根据据低低温
59、温实实验验室室数数据据和和高高温温现现场场数数据据而而建建立立的的经经验验模模型型。这这一一模模型型已已经经成成为为挪挪威威石石油油工工业业在在抗抗C02腐腐蚀蚀选选材材和和腐腐蚀蚀测测量量设设计计的的一一个个标标准准。该该模模型型腐腐蚀蚀速速率的表达式为：率的表达式为： 式式中中，kt是是与与温温度度和和腐腐蚀蚀产产物物膜膜相相关关的的常常数数；s是是管管壁壁切切应应力力，Pa；fco2是是C02的的逸逸度度，bar；f(PH)t是是溶溶液液pH值值对对腐蚀速率的影响因子。腐蚀速率的影响因子。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资
60、金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 模型中包含有计算溶液模型中包含有计算溶液pHpH值和管壁切应力的模块，值和管壁切应力的模块，pHpH值的计算又分两种方法：没有形成腐蚀产物膜的冷凝水溶值的计算又分两种方法：没有形成腐蚀产物膜的冷凝水溶液的液的pHpH值由温度和值由温度和C0C02 2分压来计算；地层水的分压来计算；地层水的pHpH值则除了值则除了根据温度和根据温度和C0C02 2分压外，还需要考虑溶液中分压外，还需要考虑溶液中HC0HC0
61、3 3- -浓度和离浓度和离子强度。子强度。Norsok-M506Norsok-M506模型是预测材料在含模型是预测材料在含C0C02 2介质中的均介质中的均匀腐蚀速率，若材料在介质中发生局部腐蚀，如点蚀、台匀腐蚀速率，若材料在介质中发生局部腐蚀，如点蚀、台地状腐蚀等，则其预测结果往往比实际的腐蚀程度低。地状腐蚀等，则其预测结果往往比实际的腐蚀程度低。Norsok-M506Norsok-M506模型中管壁切应力与流速有关，流速的影响模型中管壁切应力与流速有关，流速的影响是由实验数据总结的纯经验关系。是由实验数据总结的纯经验关系。 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，
62、随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 半半经经验验模模型型是是目目前前应应用用较较多多的的一一种种预预测测模模型型，它它是是根根据据腐腐蚀蚀过过程程的的化化学学、电电化化学学反反应应的的热热力力学学和和动动力力学学过过程程以以及及介介质质的的传传输输过过程程，建建立立相相关关的的动动力力学学模模型型，确确立立腐腐蚀蚀速速率率的的影影响响因因素素，然然后后利利用用实实验验室室数数据据以以及及现现场场数数据据确
63、确定定各各因因素素的的影影响响因因子子，并并且且对对已已有有的的影影响响因因子子进进行行修修正正。每每添添加加一一个个因因素素需需要要引引进进新新的的修修正正因因子子，而而且且各各个个因因素素的的修修正正因因子子可可能能产产生生交交互互作作用用，影影响响预预测测的的准准确确性性。19751975年年，De De WaardWaard和和MilliamstMilliamst根根据据腐腐蚀蚀失失重重实实验验数数据据建建立立了了C CO2腐腐蚀蚀速率的预测模型速率的预测模型(DWM(DWM模型模型) )，其腐蚀速率表达式为：，其腐蚀速率表达式为： Vcorr是是腐腐蚀蚀速速率率，mm/a；t是是温温
64、度度, ，PCO2是是CO2分分压压，105Pa。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 该模型只考虑了温度和该模型只考虑了温度和CO2分压的影响，模型比较简单。分压的影响，模型比较简单。在在CO2腐蚀中，高的温度和腐蚀中，高的温度和pH值下会形成具有保护作用的值下会形成具有保护作用的腐蚀产物膜，模型中腐蚀产物膜，模型中 没有考虑腐蚀产物膜的保护
65、作用。没有考虑腐蚀产物膜的保护作用。 1993年，年，DeWaard对模型的影响因子作了修改，并初对模型的影响因子作了修改，并初步提出流速对腐蚀速率的影响。步提出流速对腐蚀速率的影响。 1995年，年，DeWaard进一步考虑了介质的传输过程和流进一步考虑了介质的传输过程和流速影响，并对材料组织成分和微观结构的影响进行了讨论，速影响，并对材料组织成分和微观结构的影响进行了讨论，提出了所谓的电阻模型。此模型中包含了与流速无关的腐提出了所谓的电阻模型。此模型中包含了与流速无关的腐蚀反应动力学过程和与流速相关的传质过程。低于蚀反应动力学过程和与流速相关的传质过程。低于80-90，该模型与环流实验结果
66、吻合得较好。模型中考虑了腐蚀，该模型与环流实验结果吻合得较好。模型中考虑了腐蚀产物膜的保护作用。产物膜的保护作用。 BP公司的公司的Cassandra模型是建立在模型是建立在DeWaard模型的基模型的基础上，模型中础上，模型中pH值由值由CO2含量和温度算得，进一步修正了含量和温度算得，进一步修正了影响因子。影响因子。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，
67、并增补指标。 Interech公司的公司的ECE模型也是建立在模型也是建立在De Waard模型模型的基础之上，该模型更多的考虑了原油的影响，并建立的基础之上，该模型更多的考虑了原油的影响，并建立了新的原油腐蚀相关性。了新的原油腐蚀相关性。机理模型主要从机理模型主要从C CO2 2腐蚀的微观腐蚀的微观机理出发，结合材料表面的化学、电化学反应，离子在机理出发，结合材料表面的化学、电化学反应，离子在材料与溶液界面处的传质过程，以及离子在腐蚀产物膜材料与溶液界面处的传质过程，以及离子在腐蚀产物膜中扩散与迁移过程等建立的预测模型。中扩散与迁移过程等建立的预测模型。 认识认识 正确的预测都必须建立在对客
68、观事物的过去和现状进正确的预测都必须建立在对客观事物的过去和现状进行深入研究和科学分析的基础之上。腐蚀情况受到很多行深入研究和科学分析的基础之上。腐蚀情况受到很多因素的影响，且绝大多数因素常常是随机变化的。这些因素的影响，且绝大多数因素常常是随机变化的。这些都是我们趋势预测的难点，需要进一步的研究。都是我们趋势预测的难点，需要进一步的研究。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机
69、组可参照本标准执行，并增补指标。第五节第五节 垢的分类、组成、结垢原因以及影响因素垢的分类、组成、结垢原因以及影响因素 结垢就是在一定的条件下从流体中析出固体物质，在管线、结垢就是在一定的条件下从流体中析出固体物质，在管线、设备上或地层内沉积（如图所示）。设备上或地层内沉积（如图所示）。结垢的危害包括以下几个方面：结垢的危害包括以下几个方面：1、管线结垢排水量减少，影响脱水器的处理量；、管线结垢排水量减少，影响脱水器的处理量；2、结垢使管线摩阻增加、能耗增加；、结垢使管线摩阻增加、能耗增加；3、结垢严重影响生产，甚至导致停产；、结垢严重影响生产，甚至导致停产；4、地层内结垢，堵塞渗流孔道，影响
70、采油量和采油速度。、地层内结垢，堵塞渗流孔道，影响采油量和采油速度。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。一、垢的分类、组成一、垢的分类、组成 1碳酸盐垢：碳酸盐垢：CaCO3、MgCO3； 2硫酸盐垢：硫酸盐垢：CaSO42H2O（石膏）、（石膏）、CaSO4 H2O（半水（半水石膏）、石膏）、CaSO4（无水石膏）、（无水石膏）、BaSO4、
71、SrSO4 3铁化物垢：铁化物垢：FeCO3、FeS、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Fe2O3 (腐蚀产物）；腐蚀产物）； 4NaCl垢（结盐）。垢（结盐）。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。二、结垢的原因二、结垢的原因 1不相容论不相容论： 注入水与地层水、清水与污水、不同层位的地层水之间因不相容而注入水与地层水、清水与污水、不同层位的地
72、层水之间因不相容而结垢。结垢。 2热力学条件变化论：热力学条件变化论： 温度变化、压力变化、流速变化，高矿化度的水就会结垢。温度变化、压力变化、流速变化，高矿化度的水就会结垢。a. 对对CaCO3垢：垢：Ca2+2HCO3-CaCO3+CO2+H2O 当当CO2浓度增加时，平衡左移，浓度增加时，平衡左移，CaCO3减少；减少； pH值越低，值越低，CaCO3沉淀越少；沉淀越少； 温度升高时温度升高时CaCO3溶解度降低，说明水温较高时会结更多的溶解度降低，说明水温较高时会结更多的CaCO3垢。垢。b. 对对CaSO4垢：垢：Ca2+SO42-CaSO4 温度温度100F时，温度升高，时，温度升
73、高，CaSO42H2O溶解度增加；溶解度增加； 温度温度100F时，温度升高，时，温度升高，CaSO42H2O溶解度减小；溶解度减小；资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 c. 对对BaSO4垢垢：Ba2+SO42-BaSO4（难难溶溶），BaSO4在在25的的 蒸蒸 馏馏 水水 中中 的的 溶溶 解解 度度 为为 2.3mg/L,（ CaSO
74、42H2O为为2630mg/L，CaCO3为为53mg/L）。BaSO4垢垢的的产产生生常常伴伴有有SrSO4（约占（约占15.9%）。）。 温温度度升升高高，BaSO4溶溶解解度度增增加加。因因此此，若若注注水水井井在在地地面面条条件下不结垢，那么，在井底也不存在结垢问题。件下不结垢，那么，在井底也不存在结垢问题。 d. 对对铁铁化化合合物物垢垢：（主主要要考考虑虑CO2、H2S、O2等等溶溶解解气气体体的影响）的影响）资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发
75、电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 i CO2与铁反应生成碳酸铁垢，特别是与铁反应生成碳酸铁垢，特别是pH7时最易生成垢；时最易生成垢； 2CO2+Fe+2H2OFe(HCO3)2+H2 2Fe(HCO3)2+O2Fe2O3+4CO2+2H2Oii H2S与与铁铁反反应应生生成成FeS，H2S+Fe+H2OFeS+H2+H2O，其其溶解度极小，所谓溶解度极小，所谓“黑水黑水”即指悬浮的即指悬浮的FeS。iii Fe(OH)2、Fe(OH)3、Fe2O3都都是是由由于于和和空空气气接接触触而而产产生生的的垢，例如：
76、垢，例如： 2Fe2+4HCO3-+H2O+O22Fe (OH)3+4CO2 所谓所谓“红水红水”是指悬浮的是指悬浮的Fe2O3颗粒。颗粒。 3吸吸附附论论：垢垢离离子子会会吸吸附附在在粗粗糙糙表表面面，以以其其为为结结晶晶中中心心，垢晶体不断长大，形成坚实致密的垢。垢晶体不断长大，形成坚实致密的垢。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。三、结垢
77、影响因素三、结垢影响因素 1、二氧化碳的影响、二氧化碳的影响 当当油油田田水水中中二二氧氧化化碳碳含含量量低低于于碳碳酸酸钙钙溶溶解解平平衡衡所所需需的的含含量量时时，反反应应式式Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O向向右右进进行行，油油田田水水中中出出现现沉沉淀淀。水水中中二二氧氧化化碳碳的的含含量量与与水水面面上上气气体体中中的的二二氧氧化化碳碳的的分分压压成成正正比比，在在油油田田水水系系统统中中，任任何何有有压压力力降降低低的的部部位位，气气相相中中二二氧氧化化碳碳的的分分压压都都会会减减小小，二二氧氧化化碳碳从水中逸出，导致碳酸钙沉淀。从水中逸出，导致碳酸钙沉淀。 2、温度的
78、影响、温度的影响 碳碳酸酸钙钙是是反反常常溶溶解解度度的的难难溶溶盐盐类类，在在温温度度升升高高时时溶溶解解度度反反而而下下降降，即即水水温温较较高高时时就就会会结结出出更更多多的的垢垢。而而提提高高二二氧氧化化碳碳压压力力，可可以以使使碳碳酸酸钙钙在在水水中中的的溶溶解解度度增增大大，升升高高温温度和压力对碳酸钙在水中的溶解度有着相反的作用。度和压力对碳酸钙在水中的溶解度有着相反的作用。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济
79、指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。3、PH值的影响值的影响 地下水或地面水一般均含有不同程度的碳酸，而水中三种形态碳地下水或地面水一般均含有不同程度的碳酸，而水中三种形态碳酸平衡时的浓度比取决于酸平衡时的浓度比取决于PH值。水的值。水的PH值较高时就会产生更多的碳酸值较高时就会产生更多的碳酸钙沉淀；水的钙沉淀；水的PH值较低时，则碳酸钙不易产生沉淀。值较低时，则碳酸钙不易产生沉淀。4、含盐量的影响、含盐量的影响 在含有氯化钠或除钙离子和碳酸根离子以外的其他溶解盐类的油田在含有氯化钠或除钙离子和碳酸根离子以外的其他溶解盐类的油田水中，当含盐量增加时
80、，便相应提高了水中的离子浓度。由于离子间的水中，当含盐量增加时，便相应提高了水中的离子浓度。由于离子间的静电相互作用，使钙离子和碳酸根离子的活动性减弱，降低了这些离子静电相互作用，使钙离子和碳酸根离子的活动性减弱，降低了这些离子在碳酸钙固体上的沉淀速度，溶解的速度占了优势，碳酸钙溶解度在碳酸钙固体上的沉淀速度，溶解的速度占了优势，碳酸钙溶解度 增大。增大。将这种现象称为溶解的盐效应。油田水中溶解盐类具有与碳酸钙相同的将这种现象称为溶解的盐效应。油田水中溶解盐类具有与碳酸钙相同的离子时，由于同离子效应而降低了碳酸钙的溶解度。离子时，由于同离子效应而降低了碳酸钙的溶解度。资金是运动的价值，资金的价
81、值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。5、压力影响。、压力影响。 压力增加使压力增加使CaC03的溶解度增加，压力下降对地下井筒的溶解度增加，压力下降对地下井筒和管线的结垢有很大影响。在注水系统中，注水干线水压和管线的结垢有很大影响。在注水系统中，注水干线水压高，结垢较少，支管水有所降低，结垢容易产生。高，结垢较少，支管水有所降低，结垢容易产生。6、流速影响。、流速影响。
82、 水介质的流速会影响成垢物质的结晶过程。在其它条件水介质的流速会影响成垢物质的结晶过程。在其它条件不变的情况下，水的流速越大，结垢倾向越小。不变的情况下，水的流速越大，结垢倾向越小。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。四、油水井垢的结垢机理四、油水井垢的结垢机理 一般认为，油水井中无机垢物的形成由以下一般认为，油水井中无机垢物的形成由以下4步组
83、成：步组成：第一步，水中的离子结合形成溶解度很小的盐类分子；第一步，水中的离子结合形成溶解度很小的盐类分子；第二步，分子结合和排列形成微晶体，然后产生晶粒化过程；第二步，分子结合和排列形成微晶体，然后产生晶粒化过程；第三步，大量晶体堆积长大，沉积成垢；第三步，大量晶体堆积长大，沉积成垢；第四步，在不同的管线条件下，形成不同产状的结垢物第四步，在不同的管线条件下，形成不同产状的结垢物（1）硫酸盐结垢机理硫酸盐结垢机理硫酸盐结垢主要由注海水引起，油管、管道、井壁及地层内都可产生硫酸盐结垢主要由注海水引起，油管、管道、井壁及地层内都可产生 Ba2+SO42-BaSO4； Ca2+SO42-CaSO4
84、（2）碳酸盐结垢机理碳酸盐结垢机理碳酸盐结垢比较普遍，陆上及海上油田，油管、管道、井壁及近井筒地碳酸盐结垢比较普遍，陆上及海上油田，油管、管道、井壁及近井筒地层都有。主要由系统温度、压力变化引起。层都有。主要由系统温度、压力变化引起。 Ca2+SO42-CaSO4 Mg2+HCO3- MgCO3-+CO2+H2O资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指
85、标。第六节第六节 结垢趋势的预测方法结垢趋势的预测方法一、碳酸盐结垢预测方法一、碳酸盐结垢预测方法 饱和指数饱和指数(SI)(SI)法法 饱和指数法是由饱和指数法是由Davis和和Stiff提出的预测油田水结垢的方法。提出的预测油田水结垢的方法。饱和指数法计算公式为饱和指数法计算公式为: SI =pH-pHs=pH-(k+pMen+pAlk) 式中，式中，K=pK2-pKsp; pMen+=-lgMen+；SI为饱和指数；为饱和指数；PH为水为水体实际体实际pH值；值；pHs为水体系中碳酸盐饱和时的为水体系中碳酸盐饱和时的pH值：值：K为常数，为常数，是水温与离子强度的函数；是水温与离子强度的
86、函数；K2为为HC03-的电离常数；的电离常数；Ksp为碳酸盐为碳酸盐的溶度积；的溶度积；pMen+为金属离子浓度的负对数，浓度单位为为金属离子浓度的负对数，浓度单位为mol/L ,pAlk为总碱度浓度的负对数，浓度单位为为总碱度浓度的负对数，浓度单位为molL。 当当SI0时，碳酸盐处于过饱和状态，有结垢趋势。时，碳酸盐处于过饱和状态，有结垢趋势。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及
87、联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。稳定指数稳定指数(RI(RI法法) ) 判断结垢倾向的罗兹那判断结垢倾向的罗兹那(Ryznar)稳定指数稳定指数RI的计算公式的计算公式所示所示: RI=2PHs-PHRI=2PHs-PH pHs=K+pMe pHs=K+pMen+n+pAlk+pAlkK=pK2-pKspK=pK2-pKsp 式中，式中，pH为水系统中实测的为水系统中实测的pH值；值；pHs为水系统中达到为水系统中达到饱和时的饱和时的pH值；值；K为常数，与水的温度、组成、含盐量有为常数，与水的温度、组成、含盐量有关；关；K2为为HC03-的电离常数：的电离常数：Ksp为碳酸盐的溶度
88、积；为碳酸盐的溶度积；pMen+为金属离子浓度的负对数，浓度单位为为金属离子浓度的负对数，浓度单位为molL；pAlk为总碱度浓度的负对数，浓度单位为为总碱度浓度的负对数，浓度单位为molL。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 在在pH=4.5-10.3的的天天然然水水中中，用用甲甲基基橙橙指指示示剂剂滴滴定定所所耗耗的的酸酸量量为总碱度为总
89、碱度Alk，即，即: AIk=2 CO32- + HCO3- 由此可得，由此可得，pHs=K+pMen+pAlk 由由于于某某些些油油田田水水系系统统的的矿矿化化度度高高，在在分分析析碳碳酸酸盐盐结结垢垢时时，应应考考虑虑其其它它高高浓浓度度离离子子对对碳碳酸酸盐盐结结晶晶的的影影响响, ,通通过过碳碳酸酸盐盐在在不不同同矿矿化化度度下下离离子子强强度度SiSi与与K K的的实实测测关关系系曲曲线线，将将该该曲曲线线进进行行数数值值化化处处理理，存存入入计计算算机机中中即即可可查查得得现现场场油油田田水水实实际际温温度度下下的的K值值。离子强度离子强度Si与离子的摩尔浓度与离子的摩尔浓度Ci,
90、离子价数离子价数Zi有如下关系：有如下关系： Si=12CiZi2(i=1，2，3，4，) 由此可得，由此可得，RI=2(K+pMen+pAlk)-PH 油田水碳酸盐结垢的倾向判据为：油田水碳酸盐结垢的倾向判据为：RI0时，溶液处于状态，有结垢趋时，溶液处于状态，有结垢趋势；势；SI0时，溶液处于欠饱和状态，非结垢条件。时，溶液处于欠饱和状态，非结垢条件。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅
91、炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。硫酸盐垢的饱和度指数方程硫酸盐垢的饱和度指数方程 在收集各油田现场水质分析数据及油藏参数在收集各油田现场水质分析数据及油藏参数(温度、压温度、压力等力等)基础上，利用经典溶液理论、离子缔和理论及多元非基础上，利用经典溶液理论、离子缔和理论及多元非线性回归技术，导出了适合国内油田水硫酸盐结垢饱和度线性回归技术，导出了适合国内油田水硫酸盐结垢饱和度指数的具体表达式：指数的具体表达式： SI=log(MeS042-)+a+bT+Ct2+dP+eSi0.5+fSi+gSi0.5T 式中，式中，Me为为Ca2+，Ba2+，Sr2+；a-g表示各种盐及不同相
92、表示各种盐及不同相态盐的系数。态盐的系数。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第七节第七节 阻垢方法阻垢方法一、化学阻垢机理一、化学阻垢机理 1螯螯合合作作用用：至至少少有有两两个个以以上上基基团团的的分分子子与与同同一一个个金金属属离离子子形形成成配配位位键键，生生成成一一个个环环状状化化合合物物的的现现象象称称螯螯合合作作用用。阻阻垢垢剂剂
93、可可与与Ca2+、Mg2+、Ba2+、Fe2+等等金金属属离离子子螯螯合合生生成成易溶于水的螯合物。例如：易溶于水的螯合物。例如： a.无机磷酸盐螯合剂（三聚磷酸钠）无机磷酸盐螯合剂（三聚磷酸钠）资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。b.有机磷酸盐螯合剂有机磷酸盐螯合剂EDTMP（乙二胺四甲叉磷酸盐）（乙二胺四甲叉磷酸盐） 2吸吸附附和和晶晶体体
94、畸畸变变作作用用：如如：聚聚丙丙烯烯酸酸钠钠，通通过过氢氢键键吸吸附附CaCO3晶晶体体，静静电电斥斥力力阻阻碍碍了了CaCO3水水晶晶体体间间的的碰碰撞撞、变变大大。“晶晶格格畸畸变变作作用用”也也称称“晶晶格格歪歪曲曲理理论论”：认认为为含含有有-COO-的的聚聚电电解解质质，有有能能力力参参与与无无机机垢垢形形成成的的化化学学反反应应，形形成成一一种种非非结结晶晶态态的的物物质质，该该物物质质混混入入垢垢层层使使晶晶体体停停止止生生长长或或晶晶格格被被歪歪曲曲，使使垢垢层层从从硬硬垢垢转转变变成成软软垢垢，可可被被冲冲入入水水中。目前有人用电子扫描方法证实了这种机理。中。目前有人用电子扫
95、描方法证实了这种机理。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 3分散作用分散作用：聚电解质阻垢剂电荷密度高，可产生：聚电解质阻垢剂电荷密度高，可产生 离子间的斥力或空间位阻作用，使垢晶核微粒无法接触，离子间的斥力或空间位阻作用，使垢晶核微粒无法接触，这种分散作用使垢不能聚集长大这种分散作用使垢不能聚集长大。4絮凝作用絮凝作用：高分子阻垢剂在水中舒
96、展，分子链上带：高分子阻垢剂在水中舒展，分子链上带有许多负电基团，可吸附有许多负电基团，可吸附CaCO3、CaSO4等细小垢粒，等细小垢粒，成为松散软颗粒，悬浮在水中被带走。高分子阻垢剂一成为松散软颗粒，悬浮在水中被带走。高分子阻垢剂一般用量很小（般用量很小（310mg/L），就是因为每个高分子链上），就是因为每个高分子链上有许多带负电基团，可吸附许多细小晶核。高分子分子有许多带负电基团，可吸附许多细小晶核。高分子分子量太大，会产生吸附桥联作用，垢粒接触长大，起不到量太大，会产生吸附桥联作用，垢粒接触长大，起不到阻垢作用。阻垢作用。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数
97、，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。二、常用阻垢剂二、常用阻垢剂 1.无机磷酸盐：无机磷酸盐：如三聚磷酸钠，六偏磷酸钠如三聚磷酸钠，六偏磷酸钠(NaPO3)6等。等。 2.有机磷酸酯盐：有机磷酸酯盐： a.烧基磷酸酯钠盐烧基磷酸酯钠盐 b.聚氧丙烯烷基磷酸酯盐聚氧丙烯烷基磷酸酯盐 具有高温稳定性，具有高温稳定性，175下仍可用，特别适用于含下仍可用，特别适用于含Ca2+高的水。高的水。资金是运动的价值，资
98、金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。3.有机膦酸有机膦酸 a.乙二胺四甲叉膦酸乙二胺四甲叉膦酸 代号代号 EDTMP b.氨基三甲叉膦酸氨基三甲叉膦酸 代号代号 ATMP 或或资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮
99、发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。4.有机膦酸盐有机膦酸盐 a.乙二胺四甲叉膦酸盐乙二胺四甲叉膦酸盐 代号代号 AMP b.羟基乙叉二膦酸（盐）羟基乙叉二膦酸（盐） 代号代号 HEDP资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。5.有机胺膦酸盐有机胺膦酸盐 不仅能阻垢，且有缓蚀作用。不仅
100、能阻垢，且有缓蚀作用。6.胺基多羧酸及其盐胺基多羧酸及其盐 乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸 代号代号 EDTA资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。7.高分子阻垢剂高分子阻垢剂 因因无无机机磷磷酸酸盐盐易易水水解解成成正正磷磷酸酸盐盐，遇遇钙钙离离子子生生成成磷磷酸酸钙钙垢垢，有有机机膦膦酸酸及及其其盐盐阻阻垢垢效效果果好好，也也已已普普遍遍使使用用，
101、但但磷磷化化合合物物对对生生态态环环境境有有不不良良影影响响，近近几几年年来来国国内内外外都都对对合合成成聚聚合合物物阻阻垢垢剂剂产产生生兴兴趣趣，倍倍受受青青睐睐，主主要要因因其其毒毒性性小小，热热稳定性好，可在较高温度下使用。稳定性好，可在较高温度下使用。 高分子阻垢剂有：高分子阻垢剂有： 1）聚丙烯酸及其盐）聚丙烯酸及其盐 2）聚甲基丙烯酸及其盐）聚甲基丙烯酸及其盐资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。
102、燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。3）聚丙烯酰胺）聚丙烯酰胺4）部分水解聚丙烯酰胺）部分水解聚丙烯酰胺5）聚马来酸（聚顺丁烯二酸）聚马来酸（聚顺丁烯二酸）资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。6）聚马来酸酐（聚顺丁烯二酸酐）聚马来酸酐（聚顺丁烯二酸酐） 7）顺丁烯二酸酐）顺丁烯二酸酐-乙酸丙烯酯共聚物及系列产品乙酸丙
103、烯酯共聚物及系列产品资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。第八节第八节 化学除垢方法化学除垢方法除垢的方法通常有三种：除垢的方法通常有三种：对水溶性或酸溶性水垢，可直接用淡水或酸液进行处理；对水溶性或酸溶性水垢，可直接用淡水或酸液进行处理； 以以垢垢转转化化剂剂处处理理，将将垢垢转转变变成成可可溶溶于于酸酸的的物物质质，然然后后再再以以酸处理；酸
104、处理； 用除垢剂直接将垢转化成水溶性物质。用除垢剂直接将垢转化成水溶性物质。一、水溶性水垢一、水溶性水垢 最普通的水溶性水垢是最普通的水溶性水垢是NaCl，用淡水而不用酸；，用淡水而不用酸； 若石膏水垢是新形成的，可用含若石膏水垢是新形成的，可用含55g/L氯化钠的水进行循环；氯化钠的水进行循环；资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。二、酸溶性水
105、垢二、酸溶性水垢 以以CaCO3居多，常用盐酸、甲酸、氨基磺酸来清除。居多，常用盐酸、甲酸、氨基磺酸来清除。三、不溶于酸的水垢三、不溶于酸的水垢 硫硫酸酸钙钙虽虽然然在在酸酸中中不不反反应应，但但可可以以先先用用垢垢转转化化剂剂将将硫硫酸酸钙钙转转变变为为一一种种溶溶于于酸酸的的化化合合物物（如如CaCO3、Ca(OH)2等等），然后再用酸清除。然后再用酸清除。四、新型除垢剂四、新型除垢剂 近年来发展的除垢剂主要有以下六种：近年来发展的除垢剂主要有以下六种： 1水溶性盐类水溶性盐类 如马来酸二钠盐，可将如马来酸二钠盐，可将CaSO4直接转化为水溶性物质；直接转化为水溶性物质；资金是运动的价值，
106、资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 2葡葡萄萄糖糖酸酸盐盐（钠钠、钾钾）、氢氢氧氧化化钠钠（钾钾）和和碳碳酸酸钾钾（钠）的混合液。（钠）的混合液。 可可有有效效除除去去CaSO4；葡葡萄萄糖糖酸酸是是一一种种多多羟羟基基羧羧酸酸型型缓缓蚀阻垢剂，其机理是螯合作用；蚀阻垢剂，其机理是螯合作用； 3酸和矾催化剂酸和矾催化剂 如如盐盐酸酸、五五氧氧化化二二矾矾、羟羟
107、酸酸的的混混合合液液，用用以以清清除除硫硫化物沉积垢；化物沉积垢； 4双双硫硫醚醚（R-S-S-R，R：C2C11），可可与与脂脂肪肪胺胺复复配配，用以清除硫化物。用以清除硫化物。 5双大环聚醚和有机酸盐双大环聚醚和有机酸盐 该该剂剂可可在在水水溶溶液液中中使使用用，随随管管线线流流动动而而清清除除远远方方的的BaSO4垢。垢。 6羟甲基化单大环状聚胺羟甲基化单大环状聚胺 在水溶液中使用，可溶解硫酸钙、钡垢。在水溶液中使用，可溶解硫酸钙、钡垢。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的
108、火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。五、防垢剂的作用机理五、防垢剂的作用机理 1.1.增溶作用增溶作用 使用水溶性防垢剂使用水溶性防垢剂( (如如HEDPHEDP，甲叉膦酸，甲叉膦酸) )，使它能与，使它能与CaCa2+2+等成垢的阳离子形成可溶性的络合物或鳌合物，增加等成垢的阳离子形成可溶性的络合物或鳌合物，增加无机盐无机盐(CaC(CaCO3 3或或CaSCaSO4 4) )在水中的溶解性，从而降低无机盐在水中的溶解性，从而降低无机盐在管道热金属表面的成垢机会。在管道热金属表面的成垢机会。
109、 2.2.分散作用分散作用 当水溶液中的无机盐生成晶核当水溶液中的无机盐生成晶核( (亚微晶亚微晶) )而未成为大晶而未成为大晶体时，采用聚羧酸阴离子型防垢剂体时，采用聚羧酸阴离子型防垢剂( (如聚丙烯酸如聚丙烯酸) )，由于溶，由于溶剂化作用，可使其离解的带负电性的聚离子与成垢微晶碰剂化作用，可使其离解的带负电性的聚离子与成垢微晶碰撞，发生物理和化学吸附，呈现分散状态，悬浮在水溶液撞，发生物理和化学吸附，呈现分散状态，悬浮在水溶液中不沉淀，进而可随流体一起外排，不会粘附在金属传热中不沉淀，进而可随流体一起外排，不会粘附在金属传热表面上生成垢。表面上生成垢。 资金是运动的价值，资金的价值是随时
110、间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。 3.3.静电斥力作用静电斥力作用 将聚羧酸防垢剂将聚羧酸防垢剂( (如聚丙烯酸如聚丙烯酸) )溶于水中，因离子化产溶于水中，因离子化产生的迁移性反离子生的迁移性反离子(H+(H+，Na+)Na+)脱离高分子链区向水中扩散，脱离高分子链区向水中扩散，使分子链成为带电荷的聚离子使分子链成为带电荷的聚离子(-C00-)(-C00-)，分子链上带电
111、功，分子链上带电功能基因相斥而使分子扩张，改变了分子表面平均电荷密度，能基因相斥而使分子扩张，改变了分子表面平均电荷密度，从而使表面带正电荷的无机盐微晶吸附在聚离子上。当这从而使表面带正电荷的无机盐微晶吸附在聚离子上。当这种吸附不断增加时，可使微晶带上相同电荷，致使微粒间种吸附不断增加时，可使微晶带上相同电荷，致使微粒间静电斥力增加，阻碍微晶相互碰撞而形成大晶体沉淀下来静电斥力增加，阻碍微晶相互碰撞而形成大晶体沉淀下来生成垢。生成垢。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂
112、纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，并增补指标。4.4.晶体畸变作用晶体畸变作用 将磷酸或聚羧酸防垢剂将磷酸或聚羧酸防垢剂( (如如EDTMP)EDTMP)加入到水溶液中，加入到水溶液中，因它们对因它们对CaCa2+2+等金属阳离子具有整合作用，在晶格中占有等金属阳离子具有整合作用，在晶格中占有一定位置，可阻碍或干扰无机盐微晶的正常生长，致使无一定位置，可阻碍或干扰无机盐微晶的正常生长，致使无机盐晶体不能按特有次序排列而生长，形成形状不规则的机盐晶体不能按特有次序排列而生长，形成形状不规则的晶体，即晶体发生畸变而不
113、能生成大晶体沉淀。晶体，即晶体发生畸变而不能生成大晶体沉淀。5.5.去活化作用去活化作用 利用磷酸防垢剂本身具有表面活性，对碱土金属产生利用磷酸防垢剂本身具有表面活性，对碱土金属产生去活化作用，使水溶液中形成钙垢的晶核数目减少，从而去活化作用，使水溶液中形成钙垢的晶核数目减少，从而减少生成盐垢的机会。减少生成盐垢的机会。资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标准执行，
114、并增补指标。 六六、油水井防垢剂的展望、油水井防垢剂的展望 几十年来，水处理技术不断发展，油水井防垢剂的种几十年来，水处理技术不断发展，油水井防垢剂的种类和性能也有很大提高。对一般条件下的碳酸钙垢，现有类和性能也有很大提高。对一般条件下的碳酸钙垢，现有药剂可获得满意的效果。但是，在防垢剂的作用机理、协药剂可获得满意的效果。但是，在防垢剂的作用机理、协同效应上仍需要进行大量深入研究，以指导油田防垢剂的同效应上仍需要进行大量深入研究，以指导油田防垢剂的开发及应用，解决油田水处理中不断出现的新问题。此外，开发及应用，解决油田水处理中不断出现的新问题。此外，具有以下功能的防垢剂应是研究的重点：具有以下
115、功能的防垢剂应是研究的重点： 1.1.苛刻条件下使用的防垢剂苛刻条件下使用的防垢剂 目前，油田防垢剂在高温、高矿化度等特殊条件下效目前，油田防垢剂在高温、高矿化度等特殊条件下效果不理想。因此，开发防垢性能好、钙容忍度高且能耐高果不理想。因此，开发防垢性能好、钙容忍度高且能耐高温的聚合物防垢剂十分必要。温的聚合物防垢剂十分必要。 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值本标准适用于已投入商业运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技术经济指标的统计和评价。燃机机组、余热锅炉以及联合循环机组可参照本标
116、准执行，并增补指标。 2.2.开发具有防垢、防腐、杀菌等多种功能的新型防垢剂开发具有防垢、防腐、杀菌等多种功能的新型防垢剂 可起到一剂多效的作用，减少药剂投加量，降低成本。可起到一剂多效的作用，减少药剂投加量，降低成本。 3.3.硫酸钡垢防垢剂硫酸钡垢防垢剂 随着海上油田的开发，硫酸钡结垢逐渐增多，其危害与随着海上油田的开发，硫酸钡结垢逐渐增多，其危害与清除难度比碳酸钙垢更大。国内针对硫酸钡垢的高效防垢清除难度比碳酸钙垢更大。国内针对硫酸钡垢的高效防垢剂很少。剂很少。 4.4.长效防垢剂长效防垢剂 长效防垢剂与间歇或连续投加液体防垢剂相比，长效长效防垢剂与间歇或连续投加液体防垢剂相比，长效防垢剂防垢效果好，有效期长，加药量少，成本低。例如：防垢剂防垢效果好，有效期长，加药量少，成本低。例如：微胶囊防垢剂等。微胶囊防垢剂等。
