據研究證實,混凝土井筒在長期使用后,確實會因化學腐蝕導致壁厚變薄。接下來,曲靖東星耀水泥制品廠家從混凝土井筒的腐蝕原因、影響因素、實際案例及應對措施給大家來展開分析:
一、化學腐蝕導致井筒壁厚變薄的原理
直接化學反應:井筒材料(如金屬、混凝土)與周圍介質(如地下水、油氣、酸性氣體)發生化學反應,導致材料溶解或結構破壞。例如,金屬井筒在含氧酸性環境中易發生氧化還原反應,形成鐵銹等腐蝕產物,導致壁厚逐漸減少。
腐蝕產物脫落:腐蝕過程中生成的疏松產物(如鐵銹)無法有效附著在基體表面,會隨流體沖刷或振動脫落,進一步加劇壁厚損失。
應力腐蝕開裂:在拉應力與腐蝕介質共同作用下,井筒材料可能發生局部開裂,導致壁厚不均勻變薄甚至穿孔。
二、影響化學腐蝕速率的關鍵因素
介質成分:
酸性環境:硫化氫、二氧化碳等酸性氣體溶于水形成酸液,加速金屬腐蝕。
氯離子:高濃度氯離子會破壞金屬表面的鈍化膜,導致點蝕或縫隙腐蝕。
微生物:硫酸鹽還原菌等微生物在缺氧環境下代謝產生硫化氫,加劇腐蝕。
溫度與壓力:溫度升高會加速化學反應速率,而高壓環境可能促進腐蝕介質滲透。
流體流速:高流速流體可能沖刷腐蝕產物,暴露新鮮金屬表面,加劇腐蝕。
三、井筒化學腐蝕的實際案例
油田井筒腐蝕:
在高含硫油田中,井筒金屬管材可能因硫化氫腐蝕在數年內失效,壁厚減薄率可達每年0.5-1毫米。
案例:某油田井筒因未采取防腐措施,投產5年后壁厚從12毫米減至8毫米,終發生穿孔事故。
礦井井筒腐蝕:
煤礦井筒在含硫礦井水中,混凝土井壁可能因硫酸鹽侵蝕導致鋼筋銹蝕,混凝土保護層剝落,壁厚顯著減小。
案例:某礦井井筒因硫酸鹽腐蝕,混凝土壁厚在10年內減少30%,危及井筒結構安全。
四、化學腐蝕的應對措施
材料選擇:
選用耐腐蝕材料,如不銹鋼、玻璃鋼、耐腐蝕合金等。
在混凝土井筒中添加防腐劑或采用耐腐蝕混凝土。
防腐涂層:
金屬井筒表面涂覆防腐涂料(如環氧樹脂、聚氨酯)或鍍層(如鋅、鎳),形成隔離層。
混凝土井筒可采用防水涂料或防腐砂漿進行表面處理。
陰保護:
對金屬井筒施加外加電流或犧牲陽,使其成為陰,抑制電化學腐蝕。
介質處理:
去除或降低腐蝕性介質濃度,如脫除水中的氧氣、氯離子等。
添加緩蝕劑,減緩腐蝕速率。
定期檢測與維護:
采用超聲波測厚、渦流檢測等技術定期監測壁厚。
對腐蝕嚴重區域進行修復或更換。