材料延寿与可持续发展–油气工业的腐蚀与控制

　　1 《油气工业的腐蚀与控制》是国家出版基金项目——“材料延寿与可持续发展”丛书之一，代表国内**的著述水平；
　　2 《油气工业的腐蚀与控制》由路民旭教授团队编著，路教授团队在石油管材的腐蚀与防护方面有着几十年富有成就的研究和开发经历。 

　　《油气工业的腐蚀与控制》是《材料延寿与可持续发展》丛书之一。国内外大量的实例表明，石油开采和运输过程中的设备腐蚀失效，不但影响了石油企业生产效率和效益，而且往往产生巨大的安全隐患和环境破坏。《油气工业的腐蚀与控制》主要针对油气开采、集输、净化和储运等工程，以油气管道腐蚀防护为主要讨论对象，深入阐述设备腐蚀环境特点和失效的原因，从选材、设计、施工等方面介绍必要的腐蚀控制方法，从综合防治的角度提出油气腐蚀控制的综合思路。
　　本书可供从事石油天然气工业的工程建设设计、施工和维护等工作的技术人员阅读，也可供高等院校材料专业的师生参考。

　　路民旭，北京科技大学，教授，博士生导师，北京科技大学腐蚀与防护中心副主任，环境损伤评估与控制研究室主任。国家安全生产监督管理总局第四届国家安全生产专家组专家。中国腐蚀与防护学会副理事长。获得省部级一等奖两项、二等奖两项、三等奖两项。出版专著和教材6种，获得国家发明专利2项。在国内外独立发表和合作发表论文160余篇。曾为研究生和本科生教授过弹塑性力学、断裂力学、腐蚀原理和腐蚀断裂、金属的腐蚀与防护、腐蚀断裂与失效分析、微型计算机的原理与方法、裂纹扩展微机测试的原理和方法、材料学前沿等课程。

第1章　概述
　1.1油气工业的生产流程
　1.2油气设施腐蚀失效形式
　1.3油气设施腐蚀控制措施
　参考文献
第2章　油气生产和输送管材的腐蚀环境与特点
　2.1油气管材所处的内外腐蚀环境介质特点
　　2.1.1内腐蚀环境介质特点
　　2.1.2外腐蚀环境介质特点
　2.2油气管材腐蚀的复杂性和不同层次
　　2.2.1从腐蚀发生的部位认识油气管材的腐蚀失效
　　2.2.2从腐蚀的宏观后果认识油气管材的腐蚀失效
　　2.2.3从腐蚀发生的局部环境认识油气管材的腐蚀失效
　　2.2.4从导致腐蚀的直接原因和机理认识油气管材的腐蚀失效
　　2.2.5从实际工况的综合层面认识油气管材的腐蚀失效
　参考文献
第3章　油气管材的腐蚀类型与机理
　3.1典型腐蚀介质导致的腐蚀类型
　　3.1.1CO2腐蚀
　　3.1.2H2S腐蚀和H2SCO2腐蚀
　　3.1.3溶解氧腐蚀
　　3.1.4元素硫腐蚀
　　3.1.5微生物腐蚀
　3.2典型局部环境导致的腐蚀类型
　　3.2.1多相流和冲刷腐蚀
　　3.2.2沉积物垢下腐蚀
　　3.2.3湿气顶部腐蚀
　3.3典型电偶环境导致的腐蚀类型
　　3.3.1电偶腐蚀
　　3.3.2管道焊缝腐蚀
　　3.3.3土壤宏电池腐蚀
　3.4典型的环境敏感断裂类型
　　3.4.1氯化物应力腐蚀开裂
　　3.4.2H2S引起的环境敏感断裂
　　3.4.3土壤应力腐蚀开裂
　　3.4.4阴极保护引起的环境断裂
　参考文献
第4章　油气设施中金属材料的选用
　4.1油气设施服役环境要求
　　4.1.1油气开采设施服役环境
　　4.1.2油气输送设施服役环境
　4.2油气设施使用材料类型
　　4.2.1油气设施用碳钢和低合金钢
　　4.2.2油气设施用不锈钢
　　4.2.3油气设施用耐蚀合金
　4.3油气设施选材的腐蚀风险
　4.4油气设施选材规则
　　4.4.1CO2腐蚀环境下油气设施选材
　　4.4.2酸性腐蚀环境下油气设施选材
　参考文献
第5章　油气工业中缓蚀剂的应用
　5.1缓蚀剂的分类
　5.2油气工业常用缓蚀剂
　　5.2.1咪唑啉及其衍生物类
　　5.2.2气相缓蚀剂
　　5.2.3复配型缓蚀剂
　5.3缓蚀剂应用过程中的问题
　5.4缓蚀剂的选用原则
　5.5缓蚀剂的评价方法
　参考文献
第6章　油气设施的阴极保护
　6.1阴极保护的原理及方法
　6.2阴极保护效果的判断准则
　6.3某长输管道的阴极保护设计及运行效果
　6.4阴极保护数值模拟计算技术研究
　6.5区域阴极保护技术
　6.6阴极保护测试探头和数据远程监控技术
　参考文献
第7章　油气设施直流和交流干扰的排除
　7.1油气设施直流干扰
　　7.1.1油气管道直流干扰原理及类型
　　7.1.2油气管道直流干扰判别标准
　　7.1.3油气管道直流干扰检测技术
　　7.1.4油气管道直流干扰防护工程
　　7.1.5直流干扰防护措施
　7.2油气设施交流干扰
　　7.2.1油气管道交流干扰原理及类型
　　7.2.2油气管道交流干扰判别标准
　　7.2.3油气管道交流干扰检测技术
　　7.2.4交流干扰缓解设计
　　7.2.5交流干扰缓解措施
　　7.2.6交流排流装置
　参考文献
第8章　油气工业腐蚀控制的保护性覆盖层
　8.1管材内涂镀层
　8.2管材非金属内衬层
　8.3管材金属内衬层和堆焊层
　8.4管材的外防腐层
　　8.4.1有机防腐蚀涂层的作用
　　8.4.2有机防腐蚀涂层的性能
　　8.4.3有机防腐蚀涂层的种类
　参考文献
第9章　油气工业腐蚀管理
　9.1腐蚀状况评估
　　9.1.1内腐蚀直接评估
　　9.1.2外腐蚀直接评估
　　9.1.3应力腐蚀开裂直接评估
　9.2腐蚀发展预测
　9.3腐蚀寿命预测
　9.4腐蚀监测技术
　9.5腐蚀检测技术
　　9.5.1针对管道本身腐蚀缺陷的检测
　　9.5.2针对管道外防腐层和阴极保护有效性的检测
　　9.5.3针对管道内部流体腐蚀性的检测
　9.6腐蚀完整性管理
　参考文献
索引

　　总序言
　　在远古人类处于采猎时代，依赖自然，听天由命；公元前一万年开始，人类经历了漫长的石器时代，五千多年前进入青铜器时代，三千多年前进入铁器时代，出现了农业文明，他们砍伐森林、种植稻麦、驯养猪狗，改造自然，进入农牧经济时代。18世纪，发明蒸汽机车、轮船、汽车、飞机，先进的人类追求奢侈的生活、贪婪地挖掘地球、疯狂地掠夺资源、严重地污染环境，美其名曰人类征服自然，而实际是破坏自然，从地区性的伤害发展到全球性的灾难，人类发现在无休止、不理智、不文明地追求享受的同时在给自己挖掘坟墓。
　　人类终于惊醒了，1987年世界环境及发展委员会发表的《布特兰报告书》确定人类应该保护环境、善待自然，提出了“可持续发展战略”，表达了人类应该清醒地、理智地、文明地处理好人与自然关系的大问题，指出“既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展”，称之为可持续发展。其核心思想是“人类应协调人口、资源、环境与发展之间的相互关系，在不损害他人和后代利益的前提下追求发展。”
　　这实际上是涉及我们人类所赖以生存的地球如何既满足人类不断发展的需求，又不被破坏、不被毁灭这样的大问题；涉及人口的不断增长、生活水平的不断提高、资源的不断消耗、环境的不断恶化；涉及矿产资源的不断耗竭、不可再生能源资源的不断耗费、水力资源的污染、土地资源的破坏、空气质量的不断恶化等重大问题。
　　在“可持续发展”战略中，材料是关键，材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类社会进步的标志和里程碑，是社会不断进步的先导、是可持续发展的支柱。如果不断发现新矿藏，不断研究出新材料，不断延长材料的使用寿命，不断实施材料的再制造、再循环、再利用，那么这根支柱是牢靠的、坚强的、是能够维护人类可持续发展的！
　　在我国,已经积累了许许多多预防和控制材料提前失效（其因素主要是腐蚀、摩擦磨损磨蚀、疲劳与腐蚀疲劳）的理论、原则、技术和措施，需要汇总和提供应用，《材料延寿与可持续发展》丛书以多个专题力求解决这一课题项目。有一部分专题阐述了材料失效原理和过程，另一部分涉及工程领域，结合我国已积累的材料失效的案例和经验，更深入系统地阐述预防和控制材料提前失效的理论、原则、技术和措施。丛书总编辑委员会前后花费五年的时间，将分散在全国各个研究院所、工厂、院校的研究成果经过精心分析研究、汇聚成一套系列丛书，这是一项研究成果、是一套高级科普丛书、是一套继续教育实用教材。希望对我国各个工业部门的设计、制造、使用、维护、维修和管理人员会有所启示、有所参考、有所贡献；希望对提高全民素质有所裨益、对国家各级公务员有所参考。
　　我国正处于高速发展阶段，制造业由大变强，材料的合理选择和使用，以达到装备的高精度、长寿命、低成本的目的，这一趋势应该受到广泛的关注。

　　中国科学院院士中国工程院院士