地熱鉆井

地熱井金屬井管腐蝕的基本原理

  金屬的腐蝕是指金屬在周圍介質(大氣、土壤和地下水)作用下,由于化學變化、電化學變化或物理溶解作用而產生的破壞。它包括金屬材料和環境介質兩者在內的一個具有反應作用的體系。從熱力學觀點看,絕大多數金屬都具有與周圍介質發生作用而轉入氧化(離子)狀態的傾向。因此,金屬發生腐蝕是一種到處可見的自然現象。
 
  自然界中多數金屬通常是以礦石形式存在的,即以金屬化合物的形式存在。如鐵在自然界中多為赤鐵礦,其主要成分是Fe203,而鐵的腐蝕產物——鐵銹,其主要成分也是FeO3。可見,鐵的腐蝕過程就是金屬鐵恢復到它的自然存在狀態(礦石)的過程。但若要從礦石中冶煉金屬,則需要提供一定的能量(熱能或電能)才可完成這種轉變。所以金屬狀態的鐵和礦石中的鐵存在著能量上的差異,即金屬鐵比它的化合物具有更高的自由能。
 
  所以,金屬鐵具有放出能量而回到熱力學上更穩定的自然狀態——氧化物、硫化物、碳酸鹽及其他化合物的傾向。顯而易見,能量上的差異是產生腐蝕反應的推動力,而放出能量的過程便是腐蝕過程。伴隨著腐蝕過程的進行,將導致腐蝕體系自由能的減少,故它是一個自發過程。
 
  從熱力學的觀點看,金屬腐蝕破壞是因為金屬材料處于不穩定狀態,它有與周圍環境介質發生作用轉變成金屬離子的傾向。地下金屬井管腐蝕、結垢與破壞影響因素較多,并且其腐蝕過程復雜。但是,從宏觀上來看,可把井管破壞的基本特征分為全面腐蝕和局部腐蝕兩大類。
 
  對于地熱井,其腐蝕主要類型主要是電化學腐蝕,并且其危害也最大。