油气工业的腐蚀与控制
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前言

腐蚀是国民经济各个行业安全生产面临的最为主要的天敌之一。石油和天然气是国民经济的主要能源类型之一,是国家的重要战略资源。石油和天然气的开发和生产对于国民经济至关重要。但是石油和天然气的生产从钻井固井、井下开采、地面集输、油气地面处理、净化厂处理、长输管道运输、油气储备,一直到炼油以及将天然气输送到千家万户,无不面临着设备内部和外部环境的腐蚀作用,轻则导致腐蚀穿孔泄漏,重则导致腐蚀爆炸等恶性安全事故。近年来油气生产又面临三个突出的特点:一是向着深井超深井的方向发展,导致高温、高二氧化碳和硫化氢分压、高氯离子等强腐蚀环境的出现,对于材料服役特性要求提高;二是向着深海超深海的方向发展,人们将面临深海特定环境下进行设施内部和外部腐蚀控制的技术难题;三是油气管道、输电线路、高速铁路和城市地铁等基础设施高速发展带来许多交流和直流干扰的难题。这些都为我们从事石油天然气生产腐蚀控制的研究者和工程师提出了更高的要求。

本书正是基于油气工业的上述发展背景,在我们团队近年来部分研究工作的基础上写作而成。各个章节的有关内容既有我们学校研究团队各位老师的辛勤劳动,也有石油和钢铁企业合作单位的重要贡献。其中主要作者张雷老师在撰写腐蚀机理和腐蚀管理等章节过程中付出了大量劳动,主要作者杜艳霞老师在撰写阴极保护和交直流干扰等内容的过程中倾注了大量心血。除主要作者外,郭少强博士和李大朋博士也参与了有关章节的撰写工作,柳伟老师在冲刷腐蚀方面、许立宁老师在涂层及腐蚀监测、检测技术方面的有关工作给本书提供了部分素材。

此外,十余位博士和硕士研究生的有关工作也为本书的各有关章节贡献了丰富素材。关于CO2/H2S腐蚀的部分素材来源于张国安、孙建波、杨建炜的博士论文工作,关于应力腐蚀开裂的部分素材来源于丁金慧的博士论文工作,关于缓蚀剂的部分素材来源于杜海燕、柴成文的博士论文工作,阴极保护及交直流干扰方面的部分素材来源于董亮、姜子涛的博士论文工作,关于顶部腐蚀和腐蚀预测的部分素材来源于郭少强的博士论文工作,关于材料腐蚀选材的部分素材来源于王晶、李大朋的博士论文工作,关于管道内腐蚀类型、元素硫腐蚀、垢下腐蚀、细菌腐蚀以及腐蚀评估等部分素材来源于胡丽华博士及博士后论文工作及文质斌、崔伟、钟文、杨萍等数位硕士论文工作。对于为本书做出贡献的上述先生和女士,在此一并表示感谢。

《材料延寿与可持续发展》丛书的总主编李金桂先生在本书的编写过程中给予了很多有益的讨论,责任编辑也对本书编写提出了建设性意见,在此表示诚挚的感谢。

本书涉及的研究成果先后得到了国家自然科学基金“显微组织对CO2局部腐蚀行为影响的本征机制研究(50571014)”、“H2S/CO2共存条件下腐蚀产物膜形成机制及其对氢渗透的影响研究(50701007)”、“腐蚀产物膜对高含硫气田元素硫局部腐蚀机制的影响研究(50971017)”、“高含H2S湿天然气管道冷凝液膜环境下的氢渗透机制(51171022)”、“交流干扰与阴极保护在管/地界面上的叠加效应研究(51101015)”、“深水及阴极保护下双相不锈钢氢致应力开裂的氢行为与临界电位研究(51271025)”、“油套管丝扣塑性变形促进腐蚀加速机理和控制措施研究(51371034)”,及国家科技重大专项子课题“荔湾3-1气田设施内腐蚀控制及选材设计”(2011ZX05056-001-08)等项目的支持,在此对有关资助机构表示感谢。

油气工业的腐蚀与控制是一个很宽的领域,发展迅速,由于笔者知之有限,加上撰写时间较紧,书中可能有许多疏漏之处,还望读者批评指正。

路民旭