1应用背景 西气东输管道工程全线采用强制电流阴极保护方案，沿线阴极保护站的设置分布是根据阴极保护工艺计算确定的保护半径、工艺站场和线路阀室的位置、经济可靠的交流电源、日常管理、数据传输、检修和维护的方便性等诸项因素后，本着尽可能将阴极保护站与工艺站场合建的原则；同时综合考虑了工程建设周期的需要；设置阴极保护站处阳极地床的具体环境条件等因素后，确定应在靖边压气站设置一座阴极保护站。靖边压气站作为需先期建设向上海供气的东段管线的起点，在此建阴极保护站让强制电流阴极保护系统尽早投运是合理的，但安装阳极地床的具体环境条件却较复杂，现场的情况是：
（1）该区域是输气管线的枢纽，靖边压气站位于靖边天然气净化厂东北侧，靖银首站北侧，汇集有从净化厂到靖银管线、靖西管线、陕京管线、长呼管线及陕甘宁内部集输等众多的进站管线和出站管线地下管网密集、分布复杂。
（2）地形及地层岩性情况：靖边压气站位于毛乌素沙漠南缘与陕北黄土高原北部接壤的过渡带内表层为带状沙丘与片状沙丘构成，地形较平坦；从地表到-21.5m均为细砂，下至45m未见岩石，为粉质黄土；地下水位线随季节不同在2.7～6m范围内变化；最大冰土层深度1.06m；水分析报告表明：pH值为8.02呈弱碱性，含cl-13.76mg／L、SO42- 16mg／L；即土质在40m深范围为干～稍湿性细砂或黄土。土壤电阻率高。

 2设计方案
2．1地床方式的比较和确定
辅助阳极地床是强制电流阴极保护站的主要组成部分，阴极保护设备对被保护管道的阴极极化流由此进入土壤，经过土壤中水分及导电离子的传导达到管道表面，构成阴极保护的完整导电回路。阳极地床一般采用两种形式：浅埋式地床和深井地床。浅埋地床应埋设在冰土层深度以下，深井地床一般埋深15m以下。浅埋阳极地床具有施工费用低，技术设备简单，维护管理方便等特点。深阳极地床用于对临近金属构筑物可能产生干扰和地表土壤电阻率高的地区，比浅埋式远阳极地床有更好的远地特性，可提供沿被保护管线最佳的电流分布并使电压梯度变化减至最小。深井阳极地床有以下优点：
（1）提供的电流分布比浅阳极地床均匀；
（2）对其他地下金属结构形成的阳极直流干扰比浅阳极地床低；
（3）比浅阳极地床受季节含水变化的影响小，接地电阻随季节变化小。
根据靖边站周围管网密集及土质状况的具体特点，为避免对周围管道产生直流干扰及降低阳极地床接地电阻，设计确定采用深阳极地床方案。深阳极地床分闭孔法和开孔法两种，在对贵金属氧化物管状阳极串(绳式阳极)、分段预制封装贵金属氧化物阳极和分段预制封装高硅铁阳极等国内外使用方式综合比较后，考虑到靖边站表层高土壤电阻率、细砂土质的具体特点，为保证填料合理密实度及现场安装质量，延长使用寿命，降低阳极地床接地电阻，采用了闭孔法方式，阳极采用分段预制式贵金属氧化物阳极。
2．2深阳极地床
2．2．1深阳极的安装
深阳极地床井深40m，采用闭孔阳极地床，共安装4组在工厂封装好的分段预制式阳极体，阳极体位于地表16m以下，处于活性区内的阳极地床长度为24m，深阳极井非活性区用粒径为16－－32m的卵石回填；井口安装7m长的护井套，上部设水泥套管做维护灌水及深井阳极和阳极主电缆走向标识用；阳极体内定位安装好的排气管与顶部排气管牢固固定连通，并引至地表冻土层以下；每组阳极体内的铠装阳极引出电缆穿?63的排气管后，均引至地表冻土层以下与阳极主电缆分别相连接，并采用两个电缆专用热收缩套将绝缘层与铠装分层密封绝缘。执行标准SY／T0096—2000(强制电流深阳极地床技术规范》及美国腐蚀工程师协会NACER0572—2o01《外加电流深地床的设计、安装、操作与维护》。
2．2．2分段预制式阳极体材料要求
(1)阳极组合体：外径?219、长6m的钢套管(20#钢)；每组阳极体内串接有3支采用以钛为基体材料，表面覆盖贵金属氧化物组成的钛镀贵金属氧化物阳极。
(2)贵金属氧化物阳极；阳极直径：25mm；单支阳极长度：1000mm；执行标准：AM13338一级钛(或GB／T3620TA2)；氧化膜：IrO／TaO(氧化铱／氧化钽)。
(3)阳极体应采用：在工厂预先封装，贵金属氧化物阳极周围应填充高纯度、低阻抗碳素填料，填充应密实。电缆在阳极筒内连接，接触电阻小于0．005Ω。阳极体电缆引线应按井深、组数要求确定的引线长度组装，阳极两端与电缆的密封头应用可靠的密封形式，且能耐阳极井中氯气造成的酸性气体的长期腐蚀。
(4)阳极体结构应有良好的排气措施，并应安装专门的排气管及保证现场准确定位方便、定位准确，及防止气阻的发生。

3解决的技术问题
与浅埋式地床相比深阳极地床由于现场施工较复杂，维护更换不易，因此合理解决现场施工安装的方便性，把阳极妥善放置到设计深度，使现场安装质量易保证；延长使用寿命，使其设计寿命与被保护体的寿命相匹配；防止以往高硅铁阳极式深井阳极由于尖端效应或缩颈效应及产生气阻等原因，而出现的使深阳极地床提前失效；以及使阳极地床有尽可能低的接地电阻和对周围地下金属构筑物不会造成直流杂散电流干扰是主要解决的问题。
3．1使用寿命
3．1．1电流密度和消耗率
阳极体内串接的钛镀贵金属氧化物阳极，极耐酸性环境作用，在土壤中具有优异的电化学活性、极化小及电化学稳定性。经相关部门的试验，作为土壤中外加电流保护用辅助阳极时，在阳极工作电流密度为100A／m2条件下，无论运行时在阳极表面发生的是析气反应，还是析氯反应，都没有因为土质酸化，工作条件变得苛刻而降低其电化学性能。同时具有极低的消耗速率，消耗率低于6mg／A·a，电流密度和消耗率指标均远优于高硅铁阳极，设计寿命不低于30a。
3．1．2缩颈效应和尖端效应
高硅钛阳极寿命短、提前失效的主要原因之一是尖端效应或缩颈效应，即在电缆接头处的颈部和阳极尾部的排流密度大，加之高硅铁阳极的电缆接头不易处理好，会发生断线导致阳极完全失效现象贵金属氧化物阳极则采用了不同的结构与规格，阳极电缆与阳极采用中间电连接，阳极电缆穿过管状阳极体，贯穿管状阳极体整体；加之单支阳极体重量非常轻(约2kg)，具有抗氯气腐蚀性能的电缆本身完全可以承受阳极的重量，消除了高硅铁阳极所存在的尖端效应。
3．2气阻问题
气阻也常常是导致深井阳极报废的原因，在工厂分段预制的阳极体安装有专门的3排气管，封装结构上特地留出了空间，保证各组间及与上部排气管定位准、现场连接可靠方便，排气通畅；另外通过控制填充料的孔隙率，以减少气阻。
3．3接地电阻
低的阳极接地电阻是通过增大阳极的有效长度，同时采用导电性能良好的低阻抗碳素填料，加上保证与钛镀贵金属氧化物阳极间紧密填充来达到的，靖边阴极保护站深井阳极所采用的高纯度低阻抗碳素填料，其主要性能指标：含碳量>97％、电阻率<0.03Ω·cm，远优于SY／T0096—2000{强制电流深阳极地床技术规范》的要求。
3．4安装的方便性
靖边深井阳极由于口径小、深度深，加上土质基本为细砂，钻进后易产生塌方，因此要求现场施工安装中缩短时间尽快完成安装工艺。由于采用了分段预制的结构和组合组装工艺，在工厂预制中时间从容，可以控制单段的装配尺寸精度、填料的密实度、排气管及贵金属氧化物阳极的固定定位以及保护阳极表面氧化物烧结层等关键工艺，阳极体质量易保
证。除钻孔、固井、洗井外，施工现场的阳极下井就位安装工艺相对简单，主要是按顺序吊装、套管间螺栓紧固和上部排气管与阳极引出线的安装工作，现场施工操作方便，整体质量易控制。

 4使用效果
(1)靖边阴极保护站深井阳极已于2003年9月投运，2004年8月阴极保护站运行参数为：输出电流1.49A，输出电位5.1V，控制电位-1.299V。
(2)接地电阻：1.5Ω，在地表为高土壤电阻率，深部有导电性好土壤区域，能达到如此效果，说明阳极体结构合理，既降低了阳极接地电阻，又缩小了辅助阳极的占地范围，此种阳极结构特别适合于沙化地的接地体设计。

2 、　阴极保护电位测量探头性能测试
在土壤介质中,阴极保护电位的测量多采用Cu/ 饱和CuSO4 电极或Zn 电极,系统的阴极保护电位测量采用PTM21 阴极保护电位测量探头,探头采用一种新型的多孔导电橡胶作为电极内腔的导电盐桥来控制内腔电解液的渗漏,使电极的稳定性
和长效性有了很大的改善。同时,考虑到土壤介质中IR 降的影响,要准确测量阴极保护电位,必须消除土壤介质中IR 降的影响,为此对阴极保护电位测量探头从结构上进行了改进,使阴极保护电位的测量回路尽可能地避开极化回路,从而最大限度减少土壤介质中IR 降对阴极保护电位测量结果的影响。表2 列出了东北某管道阴极保护电位测量探头与常规测量方法在现场测试对比的结果。

 

　表2 中试片断电法是目前最准确测量阴极保护电位的方法,从表2 检测结果看,阴极保护电位测量探头的平均误差低于常规测量的平均误差。因此,采用阴极保护电位测量探头测量技术大大提高了测量的准确性。
三、系统的现场测试
1 、　传输距离测试
由于考虑测试桩供电系统的节电需要,在满足无线数据传输的前提下,应尽量降低安装在测试桩上数据采集系统的无线数传电台的发射功率,车载数据接收中心的无线数传电台的发射功率则不受供电系统的限制。因而系统的传输距离主要受安装在
测试桩上的无线数传电台的传输距离的影响。表3 列出了鄯乌线239 号测试桩测量的无线数传电台有效传输距离的测试结果。

表3 的测量结果表明,在阴极保护现场无线数传电台的有效传输距离超过4 000 m。而一般测试桩的间隔为1 000 m 或2 000 m ,因而无线数传电台的有效传输距离满足阴极保护现场的实际需要。
2 、　现场安装与测试
长输管道阴极保护参数自动采集系统分为两部分,一部分为数据接收中心,它是由笔记本电脑、GPS 接收天线、GPS 数据接收处理单元和与之相连的数传电台及天线组成,该部分安装在测量车上,供
电电源为车用12V 蓄电池。另一部分为数据采集系统,由数传电台、数据采集系统和阴极保护电位测量探头组成,该部分安装在阴极保护电位测试桩上,供电电源为太阳能电池板和相应的可充电蓄电池。鄯乌线235 号和239 号测试桩都安装了一套数据采集系统及相应无线数据传输和太阳能电池,数据接收中心安装在越野车上。现场测量结果见表4 。

在测试桩上安装好数据采集系统后,通过数据接收中心的笔记本电脑将235 号测试桩设为1 号机,将239 号测试桩设为2 号机。测量车从239 号测试桩向235 号测试桩行进(两测试桩相距约4 000m) ,数据接收中心首先接收到239 号测量桩上的数
据,随着车辆不断向235 号测试桩靠近,当车辆越过237 号测试桩后,数据接收中心距离235 号测试桩的距离小于数据接收中心距离239 号测试桩的距离时,数据接收中心自动切换接收235 号测试桩的数据,无线传输数据误差小于1 % ,系统定位精度在±5 m以内,整个系统工作正常。通过室内测试和现场试验,证明了长输管道阴极保护参数自动采集系统采集数据准确、可靠,传输距离达到现场应用的要求。系统将无线传输技术与卫星定位技术相结合,实现了对管道阴极保护参数快速、准确的采集。应用于长输管道可提高阴极保护系统的管理水平和采集效率。

　　

                                

  阴极保护站常见故障处理             

 

                  

外加电流阴极保护系统的主要设施
外加电流阴极保护系统主要由四部分组成：直流电源、辅助阳极、被保护管道、附属设施
1、电源设备（恒电位仪）
强制电流系统要求电源设备能够不断地向被保护金属构筑物提供阴极保护电流，要求电源设备安全可靠；电源电压连续可调；能够适应当地的工作环境（温度、湿度、日照、风沙）；功率与被保护构筑物相匹配；操作维护简单。
目前常用的阴极保护电源设备有太阳能电池、整流器、恒电位仪，国内多用恒电位仪，都能国产化，恒电位仪不仅能够恒电位输出，还能恒电流输出。用户可以根据需要调节。
2、阳极地床
辅助阳极是外加电流阴极保护系统中，将保护电流从电源引入土壤中的导电体。通过辅助阳极把保护电流送入土壤，经土壤流入被保护的管道，使管道表面进行阴极极化 (防止电化学腐蚀)，电流再由管道流入电源负极形成一个回路，这一回路形成了一个电解池，管道在回路中为负极处于还原环境中，防止腐蚀，而辅助阳极进行氧化反应遭受腐蚀。常用的阳极材料有：高硅铸铁、石墨、钢铁、柔性阳极。
（2）辅助阳极埋设位置的选择
辅助阳极与管道距离愈远电流分布愈均匀，但过远会增加引线上的电压降和投资，因此辅助阳极的距离和埋设方式应根据现场情况选定。选择阳极安装位置的原则是:
①地下水位较高或潮湿低洼处；
②土层厚,无块石,便于施工；
③土壤电阻率一般应小于50欧姆米，特殊地区也应小于100Ω.m；
④对邻近的地下金属构筑物干扰小，阳极地床与被保护管道之间不得有其它金属管道；
⑤考虑阳极附近地域近期发展规划及管道发展规划以避免建后可能出现的搬迁；
⑥阳极位置与管道的垂直距离不宜小于50m。
⑦地面金属构筑物较多，用地狭窄时，可采用深井阳极，以减小对其它金属构物的干扰又节约用地。
3）辅助阳极的结构
①浅埋式地床结构
将电极埋入距地表1～5米的土层中, 这是管道阴极保护一般选用的阳极埋设形式。浅埋式阳极又可分为立式,水平式两种,对于钢铁阳极可能两种联合称为联合式阳极。
a.立式阳极：由一根或多根垂直埋入地中的阳极排列构成。电极间用电缆联接。其优点有:全年接地电阻变化不大;当阳极尺寸相同时,立式地床的接地电阻较水平式小。
b.水平式阳极：将阳极以水平方向埋入一定深度的地层中,其优点有:安装土石方量较小,易于施工；容易检查地床各部分的工作情况。
c.联合式阳极：指采用钢铁材料制成地床,它由上端联接着水平干线的一排立式阳极所组成.
②深埋式阳极(深井式)
当阳极地床周围存在干扰、屏蔽、地床位置受到限制,或者在地下管网密集区进行区域性阴极保护时,使用深埋式阳极,可获得浅埋式阳极所不能得到的保护效果。深埋式地床根据埋设深度不同可分为浅深井(20～40米)、中深井(50～100米)和深井(＞100米)三种。
深埋式阳极地床的特点是接地电阻小,对周围干扰小,消耗功率低,电流分布比较理想。它的缺点是施工复杂技术要求高,单井造价贵。尤其是深度超过100米的深阳极,施工需要大钻机，这就限制了它的应用。

3、阴极保护的附属设施
①、埋地型参比电极
为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的对比电极，其电极电位具有良好的稳定性，构造简单，通常有饱和硫酸铜参比电极、锌电极等。其作用是与恒电位仪组成信号源。
参比电极埋设的位置应尽量靠近管道，以减少土壤介质中的IR降影响。
②、测试桩
为了定期检测管道阴极保护参数。
③、电绝缘装置
作用：安装绝缘法兰或绝缘接头可以将进行阴极保护的管道和不进行阴极保护的管道绝缘。
④、检查片
检查片是为了定量测量阴极保护效果，在管道沿线典型地段埋设与被保护管道相同的钢制试片。
⑤、均压线
为避免干扰腐蚀，用电缆将同沟敷设、近距离平行或交叉的管道连接起来，以消除管道之间的电位差，此电缆称为均压线。
⑥、导线
阴极保护系统中导线有：阳极线、阴极线、零位接阴线、参比电极引线、测试桩引线
4、管道实施阴极保护的基本条件
①、管道必须处于有电解质的环境中，以便能建立起连续的电路。如土壤、海水、河流等介质中都可以进行阴极保护。
②、管道必须电绝缘。首先，管道必须要采用良好的防腐层尽可能将管道与电解质绝缘，否则会需要较大的保护电流密度。其次，要将管道与非保护金属构筑物电绝缘，否则电流将流失到其他金属构筑物上，造成其他金属构筑物的腐蚀以及管道阴极保护效果的降低。
③、管道必须保持纵向电连续性。

一、管地电位测试
测量步骤：
1、主要工具：万用表、参比电极、连接电线、纱布、尖嘴钳。
2、把万用表正极接参比电极、负极接测试桩测试线，参比电极与大地接触良好，底部不能有岩石，并保持湿土，参比电极必须放在管道上方，
3、打开仪器电源开关，调到测量所需电位档位。
4、待测量稳定30秒钟后，开始读取较稳定的数值，此时测的电位为管道的保护电位。
绝缘法兰绝缘性能测试
二、漏电电阻测试法:
a、用于已安装到管道上绝缘法兰，采用电位法测试其绝缘性能可疑时，应进行漏电电阻或漏电百分率测试。 
b、绝缘法兰漏电电阻测试的步骤如下：
   1、按照下图接好测试线路，其中a、b之间的水平距离不小于D，bc段的长度宜为30米。
   2、调节强制电源E的输出电流I1，使保护侧的管道达到阴极保护电位值。
   3、用数字万用表测定绝缘法兰两侧d、e间的电位差值△V。
   4、测定bc段的管内电流I2.
   5、读取强制电源向管道提供的阴极保护电流I1。
C、绝缘法兰漏电电阻按照下式计算：
RH=△V/I1-I2
RH－绝缘法兰漏电电阻
△V－绝缘法兰两侧的电位差
I1－强制电源的输出电流
I2－ bc段的管内电流
d、绝缘法兰漏电百分率按下式计算：
漏电百分率＝I1-I2/ I1×100%
若测试结果I2＞ I1，则认为绝缘法兰的漏电电阻无穷大，漏电百分率为零，绝缘法兰绝缘性能良好。
3、绝缘法兰失效或漏电
绝缘法兰质量欠佳,在使用一段时间后绝缘零件受损或变质,使法兰不再绝缘,从而使得两法兰盘侧不再具有绝缘性能。漏电点只可能发生在保护管道与非保护管道的交叉点,或保护管道的绝缘法兰处,因此查找漏电点就很容易。
4、漏电点的查找
    绝缘法兰漏电的测定。可分别测量绝缘法兰两侧管段的管地电位,若保护侧为保护电位,非保护侧为自然电位,则绝缘法兰正常。也可在非保护侧测法兰端部的对地电位, 如果电位比非保护管道的电位要负,则此绝缘法兰漏电。
三、参比电极的维护
1、参比电极硫酸铜溶液的配制：把化学纯硫酸铜晶体倒入干净的玻璃烧杯中，然后倒入适量的蒸馏水（配置用水温度25℃），用干净的玻璃棒（不能用金属棒）搅拌溶解，并由部分沉积，至此饱和硫酸铜溶液配成。
2、打开参比电极上盖，把参比电极中的液体倒出，取下各部件。
3、检查接点连接是否良好，接触不良处重新连接。清除各部位的表面附着物，特别是铜棒应用砂纸打磨干净。检查半透膜是否完好，发现损坏及时更换，如发现堵塞应用热水认真浸泡清洗。
4、倒入配置好的饱和硫酸铜溶液，使之淹没铜棒的三分之二以上，拧紧上盖，检查底部半透膜应有溶液渗出，但不能有溶液漏出，否则应更换半透膜。

四、管线内电流的测量
1、主要工具：蓄电池、可调电阻器、电位差计、电流表、连接电线、纱布、尖嘴钳。
2、按图连接测量线路，确保蓄电池流出电流与管内电流方向相反。
3、缓慢调整可调电阻器阻值，增大回路电流，同时注意观察电位差计示值变化。
4、当电位差计示值为零时，读取电流表读数，恢复可调电阻器至最大电阻值。
5、重复步骤3、4两次，取三次电流表读数平均值即为管内电流数值。
五、阳极地床接地电阻的测量
1、阳极地床接地电阻的测量通常采用接地电阻三线测量法。
2、测试导线与仪器的连接如图：

 

 

将蓝色导线接测试插口H，将红色导线接测试插口S，将黑色导线接测试插口E。
3、打开电源开关，将功能选择开关调至EARTH3WIRES位置，将测试导线短路。
4、按SAVE键，显示字母K。接着按START键，首先显示导线电阻值，然后显示0.00，表示仪器已校准，可以进行接地电阻测量。如更换测试导线，须重新校正。
5、将电压探棒和电流探棒分别插入距阳极地床20米、40米的土壤中，要求电压探棒与电流探棒连线与阳极地床垂直。金属探棒插入位置土壤应潮湿，否则应加水润湿。金属探棒插入地面深度0.2米左右为宜。
6、将蓝色导线接电流探棒，将红色导线接电压探棒，将黑色导线接阳极地床，同时将阳极地床与阴极保护系统断开。
7、按START键开始测量并读取读数，该数值即为阳极地床接地电阻值。按SAVE键储存测量值。
8、如需重新读取测量数值，按RCL键读取储存数值。

 

就没见过论坛正常过几天。无语啊！

       油气田各种引起腐蚀的原因分析：

       一、溶解氧的影响

       油田水中的溶解氧在浓度小于1ppm的情况下也能引起碳钢的严重腐蚀。在采出水中本来不含有氧，但水在采出地面后与空气接触而含氧。有可能的话，应严格将氧排除掉。
       氧气在水中的溶解度是压力、温度和氯化物含量的函数。碳钢在室温下不通气的纯水中的腐蚀速度小于0.04毫米/年，腐蚀几乎觉察不到。如果水被空气中的氧饱和后，腐蚀速度增加很快，在室温时其初始腐蚀速度可达0.45毫米/年，经过几天以后，形成的锈层起到了氧扩散势垒的作用，碳钢的腐蚀速度开始下降，自然腐蚀速度约为0.1毫米/年。这类腐蚀往往是不均匀的全面腐蚀。碳钢在含盐量较高的水中发生的腐蚀将不再是全面腐蚀，有可能出现局部腐蚀。局部腐蚀的速度可高达3~5毫米/年。
       碳钢在接近中性水溶液中的溶解氧腐蚀主要有四个过程：首先是铁素体放出自由电子而成为Fe2+离子进入溶液；其次是自由电子从阳极铁素体流入阴极渗碳体；第三是去极剂溶解氧在渗碳体上吸收电子，阴极反应产物OH-离子进入溶液；第四是阴、阳极产物相结合生成Fe(OH)2沉淀。这四个过程中最慢的是溶解氧扩散到阴极的速度，因此溶解氧扩散速度控制了整个过程的腐蚀速度。
       碳钢腐蚀后在表面产生的锈层是很复杂的，决不是单一的二价或三价的氢氧化物，往往是各种价数的氧化物、氧化物的水合物或氢氧化合物的混合物。碳钢在水中形成的锈层大致可分为三层：最内层是黄色的氧化亚铁水合物（FeO?nH2O），n数值不固定。最外层是三价铁的氧化物的水合物（Fe2O3?nH2O），通常是两种异构体：一种是γFe2O3，它是棕色的具有磁性和保护作用的氧化物；另一种是αFe2O3，它是红棕色的，无磁性和保护性能较差的氧化物。由于αFe2O3比γFe2O3有更低的自由能，因而多数以αFe2O3形式存在。中间往往夹着一层黑褐色的Fe3O4?n H2O的中间层。在锈层中，外层氧化物中氧含量最高而内层氧化物中氧含量低。在全面腐蚀中，尽管这层腐蚀产物不如钝化膜那样完整和致密，但它毕竟也阻滞了氧的扩散速度，氧穿过覆盖层要被消耗一部分后，才能和铁相接触。
       凡是能阻滞扩散速度的现象都称为扩散势垒。在碳钢水腐蚀中，氧浓度和氧扩散势垒控制了整个腐蚀反应的速度。
       最后指出：必须依靠氧化剂钝化的金属以及必须依靠氧化剂才能显示明显缓蚀效果的缓蚀剂，溶解氧则是一种防腐剂而不是腐蚀剂。
       二、二氧化碳的影响
       在大多数天然水中都含有溶解的CO2气体，它的主要来源是水体或土壤中的有机质进行生物氧化时的分解产物。空气中的CO2也可溶入水中，不过空气中的CO2所占比例只有0.03~0.04%，所以水中可溶的CO2量只有0.5~1毫克/升。地层深处水中有时含有大量CO2，它是由地球的地质化学过程产生的。和所有气体一样，CO2在水中的溶解度与压力、温度以及水的组分有关。
       当水中有游离CO2存在时，水呈酸性反应，为：
              CO2+H2O      H++HCO-3       
       由于水中H+离子的量增多，就会产生氢去极化腐蚀。所以游离二氧化碳腐蚀，从腐蚀电化学的观点来看，就是水中含有酸性物质而引起的氢去极化腐蚀。
       阴极：  2H++2e      H2      
       阳极：  Fe       Fe2++2e    
       钢材受游离二氧化碳腐蚀而生成的腐蚀产物都是易溶的，在金属表面不易形成保护膜。
       三、硫化氢的影响
      含硫油田中与油共生的水往往含有硫化氢。干燥的硫化氢与二氧化碳一样都不具有腐蚀性，溶解与水中的硫化氢具有腐蚀性。含硫化氢的水溶液能电离：
                  H2S     H++HS-    
                  HS-     H++S2-     
       含硫化氢的水溶液是很弱的酸，其一级电离已较微弱，二级电离更微弱。水中的硫粒子还可以来自硫酸盐的还原过程；硫离子也可能是细菌产生的或来自水中有机硫化物。硫化氢有强烈的还原性，可以被水中的溶解氧氧化为硫而沉淀析出。反应式：
                   2H2S+O2      2H2O+2S     
       碳钢在含有硫化氢的水溶液中会引起氢的去极化腐蚀，碳钢的阳极产物铁离子与水中的硫离子相结合生成硫化铁。硫化铁的溶解度很小，是一类难溶沉淀物。含有大量悬浮的硫化铁的水称为“黑水”。
       软钢在含有硫化氢的蒸馏水中的腐蚀率随着硫化氢的浓度而变化，硫化氢浓度达到150ppm时，腐蚀率迅速增大；硫化氢浓度接近1600ppm时，腐蚀率迅速减少；当硫化氢浓度达到1600~2640ppm时，高浓度的硫化氢显示出抑制腐蚀反应的作用。目前已经知道多硫化合物在水溶液中具有抑制发泡和腐蚀的作用。
       硫酸盐还原菌是一种普遍存在的细菌，在海水和谈水中都能生存。硫酸盐还原菌会造成黑砂因而使黑海得名。在油田注水系统中，硫酸盐还原菌所引起的腐蚀可能比其他任何细菌都更为严重。细菌腐蚀已成为部分油田注水系统中最主要的腐蚀危害，其危害程度有时已大大超过溶解氧的影响。细菌腐蚀过程最初是由铁细菌和粘泥菌在钢铁表面生长形成较大的菌落和分布不均匀的密集的结瘤，较大的结瘤直径可达4~5厘米，造成溶解氧的浓度差腐蚀。随着氧浓差腐蚀过程的进行，在结瘤内部造成缺氧条件，硫酸盐还原菌大量生长，把水中的硫酸盐还原成硫离子并产生硫化氢。在生产现场观察到的结瘤表面呈黄褐色，内部是黑绿色，剥开结瘤会散发出臭鸡蛋气味的硫化氢气体，测定结瘤内部液体的pH值在5以下。另腐蚀的产物硫化铁也可能对堵塞油田地层产生一定影响，这是因为硫化铁既是一种腐蚀产物也是一种潜在的地层堵塞物。
       水中的硫化氢还有更重要的腐蚀形式，硫化氢能使金属材料破裂，通常称之为硫化物破裂。这种破裂究竟是由于氢脆引起的，还是由于应力腐蚀引起的，至今还没取得一致的结论。
       硫化物破裂具有以下特点：硫化物破裂是一种低应力破坏，甚至在很低的拉应力下都可能发生破裂。一般而言，钢材强度越高，硫化物破裂越容易发生。硫化物破裂是一种脆性破坏，断口齐平，断口表面有黑色硫化铁产物。硫化物破裂又是一种局部腐蚀破坏，往往发生在应力集中或钢材内部有缺陷的部位。
       综上所述，水中溶解了氧气、二氧化碳和硫化氢等气体后，水的腐蚀性大大增强，事实上水中的溶解气体是大部分腐蚀问题的主要原因。
       四、溶解盐类的影响
       油田水中的溶解盐类对水的腐蚀性有显著影响，在溶解盐类浓度非常低的情况下，不同的阴离子和阳离子对水的腐蚀程度也是不同的。氯化物、硫酸盐和重碳酸盐是油田水中常见的溶解盐类。
        水中阴离子的腐蚀性也取决于金属材料的性质。含有硫酸盐的水不会严重腐蚀铅，因为在铅的表面会形成硫化铅的保护膜。不锈钢在0.1M氯化钾溶液中的腐蚀率比在0.1M硫酸钾溶液中的大。因为氯化物离子更易渗透破坏氧化物保护膜。水中阴离子渗透能力的顺序如下：
       氯化物>溴化物>碘化物>硫酸盐>硝酸盐>磷酸盐
       碳钢在含有同一种阴离子和不同种类阳离子而溶解盐类浓度相同的水中，它的腐蚀程度是不同的。对于碱金属氯化物而言，碳钢在含有氯化钾水中的腐蚀最大；在氯化钠水中次之；在氯化锂水中的腐蚀最低。水中阳离子腐蚀性的顺序如下：
       三价铁>三价铬>铵>铝>钾>钠>锂>钡>锶>钙>锰>镉>镁
       总之，含有溶解盐类的水的腐蚀性随着溶解盐类浓度的增大而增大，直到出现最大值后趋于减小。这是因为含盐量增加，盐水导电性增大，腐蚀性增大；但含盐量足够大时会明显引起水中氧气的溶解度降低，腐蚀性反而下降。溶解盐类也可能降低被形成的腐蚀产物的保护性能。
       五、pH值的影响
       碳钢在氧浓度为1ppm的纯水中的腐蚀速度与pH值的影响关系如下：pH值大约在4~10范围内时，腐蚀过程是受氧扩散控制，因而腐蚀速度不受pH值影响，氢氧化亚铁由于腐蚀进行而不断更换，主体溶液pH值可以在这个范围内变化，但金属表面pH值保持在9.5左右。
       水的pH≤4的酸性范围内，碳钢表面的氧化物覆盖膜完全溶解，碳钢表面的pH值下降，碳钢表面和酸性介质直接接触。这时碳钢表面上同时进行着两个去极化反应，即氢去极化和酸性溶液中的氧去极化。由于腐蚀产物没有保护作用，碳钢表面上进行的是均匀腐蚀，上述过程实际上是碳钢的酸洗过程。
       水的pH值在10~13的碱性范围内时，碳钢表面的pH值升高，使α-Fe2O3转化为具有钝化性能的γFe2O3，腐蚀速度下降。然而，当pH值过高时，腐蚀速度又会上升，其原因是碳钢表面的钝化膜在浓碱溶液中溶解成可溶性的铁酸钠（NaFeO2）。反应式：
               Fe3O4+4NaOH       2NaFeO2+Na2FeO2+2H2O
       当碳钢和浓碱直接接触时也会产生析氢反应，反应式：
                  Fe+2NaOH        Na2FeO2+H2  
       这个反应在室温时较慢，碳钢腐蚀速度只有0.1~4密耳/年左右；但在高温沸腾时，则可以达到几十毫米/年，而且伴随着氢危害。因此，当锅炉中使用碱作为缓蚀剂时，必须严格控制pH值。
        上述情况只适用于碳钢在蒸馏水中的腐蚀，氧扩散势垒是单一铁氧化合物。碳钢在含有溶解盐类水中的腐蚀速度与pH值的关系为：以pH=7的腐蚀速度为分界线。也就是说没有保护措施的碳钢在碱性水中的均匀腐蚀速度将低于酸性水中，pH值在4~10范围内同样存在着pH值对腐蚀速度的影响。由于含盐水不可避免的会对碳钢表面带来一定的沉积物，这些沉积物增加了氧的扩散势垒，降低了碳钢的腐蚀速度。因此水的酸碱性将明显影响腐蚀速度。这只适用于没有保护措施的水系统，当水中投加缓蚀剂后，应根据缓蚀剂特点来讨论。上述结论也只适用于常温下碳钢的全面腐蚀，水温较高时，如果出现沉积物又不加控制，则将导致严重的局部腐蚀。因此可以认为碱性体系将会降低碳钢均匀腐蚀速度，但有可能增加局部腐蚀的危险。
       六、温度的影响
       因为温度几乎能提高所有化学反应的速度，所以腐蚀速度通常随温度升高而加快。如果腐蚀是由氧传质控制，则在密闭系统内由于氧浓度恒定，水温每升高30℃，碳钢的腐蚀速度大致增加一倍。在与大气相通的系统内，溶解氧浓度将随着温度升高而下降，然而流体的粘度也随着温度升高而降低，增大了氧在流体中的扩散系数，二者相比，后者影响更大，结果腐蚀速度增加。温度升高不仅对腐蚀有一定影响，而且对结垢也有一定的影响。当油田水中含有碳酸氢盐时，升高温度将加速水垢的形成，而在一定条件下生成的水垢又会使腐蚀趋势减小，反之，升高温度又可能导致碳酸氢盐分解而产生更多二氧化碳而促进腐蚀。
       此外，温度的升高将有利于钝化型金属成膜，但较高的温度又可以破坏钝化膜而加速腐蚀。当油田水中使用缓蚀剂时，升高温度可以提高缓蚀率，但过高的温度又可使缓蚀剂分解而失效。
       因此，研究温度对金属腐蚀的影响还必须综合考虑选用的材质和其他环境因素。
       七、流速的影响
       流速对腐蚀速度的影响取决于金属及其所处的环境。对于受活化极化控制的腐蚀过程，流速和搅拌强度对腐蚀速度没有影响，例如铁在稀盐酸中的腐蚀。当腐蚀过程受阴极扩散控制时，例如碳钢在含氧水中的腐蚀，则腐蚀的速度与氧的扩散速度、浓度极化密切相关，流体的流动状态强烈的影响着氧的扩散速度和浓度极化。流体的流动状态与雷诺数有关，当管径和水温不变时，流体的流动状态主要由流速决定。流体的流动状态由滞流区过渡到湍流区时，与临界雷诺数相对应的流速称为临界流速。在滞流区内，腐蚀速度随流速的增加而缓慢上升；当流速达到临界流速时，进入湍流区，由于氧的扩散传递速度增大，致使极限电流密度迅速增加，腐蚀速度出现一个突变。在湍流区内，腐蚀速度也只能上升到某个程度，这是因为随着极限电流密度的增加，阳极极化曲线不再与吸氧反应极化曲线的浓度极化部分相交，而是与活化极化部分相交，因此腐蚀速度与流速无关。

       必须指出，腐蚀速度随着流速增加而增加这一结论，只适用于没有使用缓蚀剂的碳钢在含氧水中的均匀腐蚀。对于使用缓蚀剂的油田水系统，缓蚀效果与缓蚀剂到达金属表面的速度有关，增加流速能提高缓蚀剂的传质速度，从而有利于提高缓蚀效率或降低缓蚀剂的投加量。对于钝化型金属或某些需要溶解氧才能成膜的腐蚀体系，增加流速也可以缓蚀效果。增加流速还可以减少污垢沉积，保持金属表面的清洁，降低局部腐蚀的可能性。因此，不同的腐蚀体系应具体分析流速对腐蚀的影响。

       四、溶解盐类的影响

       油田水中的溶解盐类对水的腐蚀性有显著影响，在溶解盐类浓度非常低的情况下，不同的阴离子和阳离子对水的腐蚀程度也是不同的。氯化物、硫酸盐和重碳酸盐是油田水中常见的溶解盐类。

       五、pH值的影响
       碳钢在氧浓度为1ppm的纯水中的腐蚀速度与pH值的影响关系如下：pH值大约在4~10范围内时，腐蚀过程是受氧扩散控制，因而腐蚀速度不受pH值影响，氢氧化亚铁由于腐蚀进行而不断更换，主体溶液pH值可以在这个范围内变化，但金属表面pH值保持在9.5左右。

       六、温度的影响
       因为温度几乎能提高所有化学反应的速度，所以腐蚀速度通常随温度升高而加快。如果腐蚀是由氧传质控制，则在密闭系统内由于氧浓度恒定，水温每升高30℃，碳钢的腐蚀速度大致增加一倍。在与大气相通的系统内，溶解氧浓度将随着温度升高而下降，然而流体的粘度也随着温度升高而降低，增大了氧在流体中的扩散系数，二者相比，后者影响更大，结果腐蚀速度增加。温度升高不仅对腐蚀有一定影响，而且对结垢也有一定的影响。当油田水中含有碳酸氢盐时，升高温度将加速水垢的形成，而在一定条件下生成的水垢又会使腐蚀趋势减小，反之，升高温度又可能导致碳酸氢盐分解而产生更多二氧化碳而促进腐蚀。

       七、流速的影响
       流速对腐蚀速度的影响取决于金属及其所处的环境。对于受活化极化控制的腐蚀过程，流速和搅拌强度对腐蚀速度没有影响，例如铁在稀盐酸中的腐蚀。当腐蚀过程受阴极扩散控制时，例如碳钢在含氧水中的腐蚀，则腐蚀的速度与氧的扩散速度、浓度极化密切相关，流体的流动状态强烈的影响着氧的扩散速度和浓度极化。流体的流动状态与雷诺数有关，当管径和水温不变时，流体的流动状态主要由流速决定。流体的流动状态由滞流区过渡到湍流区时，与临界雷诺数相对应的流速称为临界流速。在滞流区内，腐蚀速度随流速的增加而缓慢上升；当流速达到临界流速时，进入湍流区，由于氧的扩散传递速度增大，致使极限电流密度迅速增加，腐蚀速度出现一个突变。在湍流区内，腐蚀速度也只能上升到某个程度，这是因为随着极限电流密度的增加，阳极极化曲线不再与吸氧反应极化曲线的浓度极化部分相交，而是与活化极化部分相交，因此腐蚀速度与流速无关。

       解决腐蚀的途径应当说是多方面的，腐蚀控制的技术大致分以下几个方面：
       1、设备合理选材或改变材料的组成。例如可以用耐蚀合金钢或非铁金属代替一般的碳钢，也可以使用耐蚀性非金属材料，但需要考虑经济成本及使用条件的限制等，有时也可以用涂料或衬里的方法解决或减轻腐蚀。
       2、改变介质状况。例如改变水的pH值，或用化学方法或物理方法去除溶解气体，如氧、二氧化碳、硫化氢等，或利用别的水混合改变水的组成。
       3、阴极保护。应用电化学原理使足够量的电流通过在腐蚀介质中的金属以阻止腐蚀，电化学方法可分为阴极保护和阳极保护，阴极保护实施的方法又可分为牺牲阳极法和外加电流法。
       4、化学药剂缓蚀法。即在油田水中投加缓蚀剂以抑制腐蚀。

        下面说说阴极保护是如何降低腐蚀的：阴极保护是油田防腐工作中经常采用的有效方法之一。阴极保护的主要原理是把整个金属表面转化成阴极，就是用足够的外加电流通过被保护的设施，这样就不会有电流从金属表面流出。
       阴极保护成功的关键在于将足够量的电流加到设备上，使ipa≥ia，即使其有足够的电流流向阳极部位，以抵消自然腐蚀电流，确保电流不离开金属表面。

       钢铁在某些介质中最小保护电流:

       阴极保护信息化建设方案：

       一般大型的油气处理场站都建有阴保间，阴保间内都有相应的电控柜，通过数显仪监控阴极保护电位、电压和电流，在未实现数据自动采集时，一般都是由站内操作值班人员每个小时检查记录一次数据，当数据不在正常范围内时，进行调节或处理。

        所以在信息化建设过程中，可以通过站控系统PLC（或RTU）实现对阴保柜的电压、电流和电位的自动数据采集，实现与其它自动采集数据类似的各级监控功能，这样相关的智能部门就可以通过监控平台或信息化查询平台查看到各个场站较早前的阴保监控电压、电流和电位参数，同时一旦出现参数不正常的情况，也能及时进行报警提示，值班操作人员可以在第一时间进行处理。

       比较新的阴保电控柜大部分有电压、电流和电位标准信号输出接口，可直接接入至PLC（或RTU）I/O端口，老旧的阴保电控柜改造方案是更换电控柜或者加装电压或电流传感器。