石油平台中的腐蚀

尽管海上石油行业通常非常有利可图，但也可能是不可预测的，有时也是危险的。钢油平台的腐蚀会导致结构的破坏和失败，业务损失，甚至现场事故。幸运的是，有多种方法可以调查和防止这些结构中的腐蚀，以确保安全且富有生产力的钻井操作。

是什么导致石油钻机腐蚀？

对于海上石油公司来说，腐蚀是一个严重的问题，可能导致极度不安全的工作条件。充其量，腐蚀会破坏机器和平台，导致企业在等待修理或新结构时浪费时间和金钱。在最坏的情况下，腐蚀会导致设备故障和钻机的事故。

一个有腐蚀损害风险的海上石油钻机。

石油钻机中的腐蚀是一种电化学过程。海水充当电解质，钢结构的不同部分之间的不同电势使金属离子从结构的表面移动并扩散到电解质溶液中。在这里，它们与氧化物和氢氧化离子反应形成腐蚀产物（请参见下图）。溶解氧的存在也是一个重要问题。由于溶解的氧气在水面附近更大，因此与表面下方的金属相比，该区域附近的腐蚀性过高更大。

由于这个过程，坑可以在平台的金属表面形成。这些凹坑内以及缝隙中的腐蚀，例如结构的关节或焊接中的瑕疵，是一种不规则的腐蚀方面在平台的钢表面上。随着时间的流逝，由电化学反应引起的凹坑，缝隙和其他结构异常引起的应力增加导致结构内的断裂和断裂。这腐蚀速度取决于金属本身的微观结构，对于石油钻机来说，这是钢。

海水中钢结构的腐蚀过程的轮廓。图片来源：海军研究实验室（NRL）。

涂层是一种预防腐蚀的简单方法。在这种方法中，将屏障放置在钢和海水之间，表面是绝缘的。成功的涂层涉及正确的材料选择 - 环氧混合物是常见的涂料材料 - 以及涂层的正确应用。尽管这种方法是有效的，但实际上，所有有机涂料材料都可以半渗透到水和氧气中。因此，即使将涂层用作保护方法，在一段时间后的结构中仍然会发生腐蚀。

石油平台中的阴极保护方法

除涂层外，我们还可以通过阴极保护保护石油钻机免受腐蚀。阴极保护有几种不同的形式。印象深刻的当前阴极保护（ICCP）是一种阴极保护的一种类型，涉及将外部电流施加到钢平台上，从而防止表面变得阳极。这样，整个钢平台充当阴极，阻止腐蚀中的电化学过程发生和保存结构。

牺牲阳极是阴极保护的另一种形式，旨在保护结构免受腐蚀。在这种情况下，钢结构是充电的，例如铝，如铝。金属通过缓慢腐蚀而“处死”，因为钢结构充当阴极并受到保护，免受腐蚀。

牺牲阳极（白色，手柄形物体）保护油平台免受腐蚀。Chetan的图像，通过Wikimedia Commons。

对于为海上石油钻机设计腐蚀保护系统的工程师，可以在这些不同的阴极保护方法之间进行一些比较。例如，牺牲阳极不需要外部电源，而ICCP则不需要。同样，随着牺牲阳极慢慢腐蚀，需要定期更换它们。同时，ICCP中使用的阳极在更长的时间内保持稳定。重要的是要注意，除非使用生成氧或氯的尺寸稳定阳极（DSA），否则在ICCP中也可能发生阳极溶解。没有使用DSA，ICCP中的阳极材料的消耗可能会更大。但是，这种阴极保护方法被认为是牺牲阳极的“更安全”的替代品，因为电势可以通过电能的输入来控制。

所选的阴极保护方法应取决于石油钻机操作的需求。例如，牺牲阳极可能对短期使用更有益，因为它们在经济上是有效的，并且可以快速实施。ICCP是一项更陡峭的投资，最适合长期需求和更大的结构。

石油平台既可以广泛又复杂。因此，了解设计过程中的结构和保护方法的参数很有帮助。密切分析海水和钢表之间边界处的腐蚀过程也很重要。优化石油平台的设计会导致安全，功能和良好保护的结构。