介绍了电化学腐蚀及牺牲阳极的原理
介绍了电化学腐蚀及牺牲阳极的原理
介绍了电化学腐蚀及牺牲阳极的原理及投资测算与经济分析。
1 电化学腐蚀及牺牲阳极的原理地下燃气管道在使用过程中,存在不同性质的腐蚀。
其中电化学腐蚀对于埋地煤气钢管威胁最大。
因为电化学腐蚀集中一点,而且速度较快,腐蚀一旦发生、其速度不会减慢也会不停止、往往造成局部穿孔。
产生电化学腐蚀原因如下:由十土壤各处物理化学性质个问,管道本身各部分的金相组织结构个同,如品格的缺陷及含有杂质、金属受冷热加工而变形产生内部应力、特别是钢管表面粗糙度不同等原因,使一部分金属容易电离,带正电的金属离子离开金属、而转移到土壤里,在这部分管段上电子越来越过剩,电位越来越负;而另一部分金属不容易电离,相对来说电位较正。
因此电子沿管道由容易电离的部分向不容易电离的部分流动、在这两部分金属之间的电子有得有失,发生氧化一还原反应。
失去电子的金属管段成为阳极区,得到电子的金属管段成为阴极区。
腐蚀电流从阴极流向阳极、然后从阳极流离管段,经土壤又回到阴极,形成回路。
在作为电解质溶液的土壤中发生了离子迁移、带正电的阳离子(如H+)趋向阴极、带负电的阴离子(如OH-)趋向阳极。
在阳极区带正电的金属离子与带负电的阴离子发生电化学作用、使阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀,使钢管表面出现凹穴,以致穿孔;而阴极则保持完好、如图1所示。
基于以上原理,采用牺牲阳极保护技术可保护埋地钠管不受电化学腐蚀。
具体原则如图2所示。
采用比钢管电位较负的金属材料和钢管相连,电极电位较负的金属与电极电位较正的。
图2 牺牲阳极保护技术原理图被保护钢管在土壤中形成原电池、作为保护电源,电位较负的金属成为阳极、输出电流过程中遭受破坏,故达到保护钢管的效果。
2牺牲阳极保护技术的使用情况以前常州市城市煤气中压管网主要使用铸铁管,连接方式是柔性机械接口,使用钢管的工程不多。
但随着燃气用户的发展、管网压力的提高,考虑到今后天然气的引入及过渡、钢管越来越广泛的被应用。
与铸铁管相比,钢管具有耐压强度高;对预先加工成较长的管段,减少现场施工的困难;焊接接U的抗震、抗压性能高的优点,我们在常锡路、城中北路等新敷设的小压管网使用了埋地钢管。
牺牲阳极简介
牺牲阳极简介牺牲阳极是指电解池理论金属做阳极情况下,阳极(金属)随着流出的电流而逐渐消耗,故称为牺牲阳极。
牺牲阳极通常仅经济地应用在保护电流需要量小的构筑物上和低土壤电阻率环境中。
锌阳极铝阳极镁阳极牺牲阳极工作原理根据电化学原理,把不同电极电位的两种金属置于电解质体系内,当有导线连接时就有电流流动,这时,电极电位较负的金属为阳极、利用两金属的电极电位差作阴极保护的电流源。
这就是牺牲阳极法的基本原理。
牺牲阳极材料的要求:1、要有足够负的稳定电位;2、自腐蚀速率小且腐蚀均匀,要有高而稳定的电流效率;3、阳极材料的电容量要大;4、必须有高的电流效率;5、工作中阳极极化要小,溶解均匀,产物易脱落;6、腐蚀产物不污染环境,无公害;7、材料来源广,加工容易,价格低廉。
牺牲阳极材料分类常用的牺牲阳极材料主要有镁和镁合金、锌和锌合金、铝合金三大类。
在个别工程项目中,由于情况特殊而采用了铁阳极或锰阳极作为牺牲阳极进行阴极保护。
1.铝合金牺牲阳极:多用于海洋或容器(储罐)内阴极保护。
钢桩码头安装铝阳极2.锌合金牺牲阳极:用于海水或低电阻率的土壤中,应用条件土壤电阻率≤15Ω·m。
3.镁合金牺牲阳极:多用于土壤环境,应用条件土壤电阻率≥15Ω·m。
由这三种金属材料又生产出多种形状、类型的不同的牺牲阳极。
我们立博防腐工程有限公司生产的种类繁多,其中包括:锌带、船体常用锌合金牺牲阳极、压载水舱常用锌合金牺牲阳极、海洋工程常用锌合金牺牲阳极、储罐内常用锌合金牺牲阳极、储罐内常用铝合金阳极、港工设施铝合金牺牲阳极、镯式铝合金牺牲阳极、高电位镁合金牺牲阳极、镯式镁合金牺牲阳极、镁带等多种环境适用型号。
牺牲阳极的优缺点优点:1.不需要外部电源,容易安装;2.一次性投资费用低,在运行过程中很少维护;3.无杂散电流干扰,适用于厂区和无电源的长输管道,以及小规模的分散管道保护;4.保护电流的利用率较高,不会产生过保护;5.多数情况下易于增加阳极;6.提供均匀的电流分配;缺点:1.较低的驱动电压/电流,保护范围小;2.对于劣质涂层的结构物需要较多的阳极;3.在高电阻的土壤环境下受限制,即土壤电阻率大于50Ω.m时,一般不宜选用牺牲阳极保护法;5.有效阴极保护年限受牺牲阳极寿命的限制,需要定期更换;。
牺牲阳极的工作原理
牺牲阳极的工作原理牺牲阳极,也称为非铂类阳极(Non-platinum anode, NPA),是指在金属腐蚀保护领域中,一种通过牺牲自身来延缓金属腐蚀速度的电化学保护方法。
它是利用一种与被保护金属失效电位更负的金属制成的阳极,在外加电流的作用下牺牲自身来保护被保护金属。
牺牲阳极的工作原理是基于电化学原理,主要包括两个方面:电势差和阳极溶解。
首先,电势差是牺牲阳极的存在和有效工作的前提条件。
在自然环境中或工业过程中,当两种不同金属接触时,会因为两种金属的化学性质和晶体结构的不同而产生一定的电位差。
在这种接触状态下,一种金属的电位相对于另一种金属是失效电位。
牺牲阳极的作用就是使被保护金属的电位相对于牺牲阳极更正电位,从而使被保护金属从活动状态转为失效状态,从而达到减缓腐蚀的目的。
其次,阳极溶解是牺牲阳极工作的主要过程。
当牺牲阳极与被保护金属接触并受到外加电流的作用时,它会开始溶解,并释放金属离子(阳离子)到电解质中。
这些金属离子随着电解质的流动,经过一系列的电化学反应,重新组合成金属离子,并与电解质中的阴离子结合形成相应的金属化合物。
牺牲阳极溶解的速度与腐蚀速度成正比。
这是因为牺牲阳极所含金属与被保护金属的电位差决定了牺牲阳极牺牲的程度,即牺牲阳极的失效程度。
电位差越大,牺牲阳极的失效程度越高,溶解速度也越快。
因此,通过选择合适的牺牲阳极材料,可以控制腐蚀速度。
牺牲阳极的选择要根据被保护金属的腐蚀、电位差和环境条件来确定。
一般来说,牺牲阳极应具备以下特点:与被保护金属之间差异较大的电位差,较低的自蚀速率,足够的机械强度和可加工性,以及易获取和低成本等。
牺牲阳极的工作原理在许多领域得到了广泛应用。
其中最常见的就是钢铁结构的防腐蚀措施。
在海洋环境中,以铝或锌制成的牺牲阳极被广泛用于船舶、海洋平台等大型钢结构的防腐蚀。
在石油、化工、电力等行业,以铝或镁制成的牺牲阳极也被广泛应用于储罐、管道、锅炉等设备的防腐蚀。
镁牺牲阳极工艺
镁牺牲阳极工艺1. 引言镁合金是一种重要的结构材料,具有优良的强度和轻质化特性,在航空航天、汽车、电子等领域得到广泛应用。
然而,镁合金易于腐蚀,需要采取措施来延缓其腐蚀速度。
镁牺牲阳极工艺是一种常用的防腐方法,本文将详细介绍该工艺的原理、应用以及优缺点。
2. 镁牺牲阳极工艺原理镁牺牲阳极工艺基于两个重要原理:电化学反应和金属腐蚀。
2.1 电化学反应在一个导电溶液中,如果有两种金属连接在一起,并且其中一个金属的标准电位比另一个金属更负,那么就会发生电流从更负的金属流向更正的金属的反应。
这个过程被称为电化学反应。
2.2 金属腐蚀金属在特定环境中会发生氧化反应,导致其表面产生氧化物或氢气等产物,这个过程被称为金属腐蚀。
镁合金在大气中、水中等环境中容易发生腐蚀反应。
3. 镁牺牲阳极工艺的应用镁牺牲阳极工艺主要应用于以下领域:3.1 船舶和海洋设备船舶和海洋设备常常处于潮湿的环境中,容易受到海水的侵蚀。
通过在船体和设备上安装镁阳极,可以保护金属结构免受腐蚀。
3.2 水处理设备水处理设备通常使用钢材或其他金属制成,容易受到水中的氧化物和氯离子的侵蚀。
镁牺牲阳极可以作为一种有效的防护措施,延缓设备的腐蚀速度。
3.3 石油和天然气工业石油和天然气工业中的管道、储罐等设备常常暴露在恶劣的环境下,容易受到腐蚀。
通过使用镁牺牲阳极,可以有效地保护这些设备免受腐蚀的侵害。
4. 镁牺牲阳极工艺的优缺点4.1 优点•简单易行:镁牺牲阳极工艺不需要复杂的设备和操作,安装和更换阳极相对简单。
•成本低廉:镁是一种常见的金属,价格相对较低,使得该工艺成本较低。
•长期保护效果好:镁阳极可以提供长期的保护效果,延缓金属结构的腐蚀速度。
4.2 缺点•需要定期更换:镁阳极在使用过程中会逐渐被腐蚀消耗,需要定期更换新的阳极。
•需要监测和维护:镁牺牲阳极工艺需要定期监测阳极的消耗情况,并根据实际情况进行维护和更换。
•环境限制:镁牺牲阳极工艺在一些特殊环境下可能不适用,如高温、高湿度等条件下。
镀锌牺牲阳极保护原理
镀锌牺牲阳极保护原理一、引言镀锌牺牲阳极保护是一种常用于金属防护的技术,它通过在金属表面形成一层锌层,以保护金属免受腐蚀。
本文将详细介绍镀锌牺牲阳极保护的原理及其应用。
二、镀锌牺牲阳极保护的原理1. 电化学原理镀锌牺牲阳极保护的原理是基于电化学反应。
当金属表面发生由氧化还原反应引起的金属腐蚀时,较易氧化的金属(阳极)会牺牲自身,为较不易氧化的金属(阴极)提供电子,从而减少金属的腐蚀速度。
在镀锌牺牲阳极保护中,锌作为阳极,通过与金属基体发生电化学反应,使金属基体得到保护。
2. 锌的电位差镀锌牺牲阳极保护的基础是锌的电位差。
锌的标准电位较低,因此在电化学反应中更容易发生氧化还原反应,从而成为牺牲阳极。
当锌与金属基体相连时,由于电位差的存在,锌会优先氧化,从而减缓金属基体的腐蚀速度。
3. 阳极的溶解和阴极的保护在镀锌牺牲阳极保护中,锌在电解质溶液中溶解,并释放出电子。
这些电子通过金属基体表面传递给阴极,阻止了金属基体的腐蚀反应。
同时,溶解的锌离子会与电解质中的阴离子结合,形成稳定的锌盐,使锌层更加牢固,增加了金属的耐腐蚀性能。
三、镀锌牺牲阳极保护的应用1. 钢结构防腐蚀镀锌牺牲阳极保护广泛应用于钢结构的防腐蚀领域。
在海洋环境中,钢结构容易受到海水中的氯离子侵蚀,通过镀锌牺牲阳极保护可以有效延缓钢结构的腐蚀速度,延长使用寿命。
2. 管道防腐蚀在石油、化工、供水等行业,管道的腐蚀问题尤为突出。
通过采用镀锌牺牲阳极保护技术,可以形成一层均匀的锌层,阻止金属管道内外的电化学反应,从而保护管道免受腐蚀。
3. 船舶防腐蚀船舶在海洋环境中长期暴露,容易受到海水中的盐分和氯离子的腐蚀。
镀锌牺牲阳极保护可以在船体表面形成一层均匀的锌层,提供了良好的防护,延长了船舶的使用寿命。
4. 桥梁防腐蚀桥梁常常暴露在各种恶劣的环境中,如高温、高湿等。
镀锌牺牲阳极保护可在桥梁的金属表面形成一层锌层,保护金属免受腐蚀,提高桥梁的使用寿命。
牺牲阳极保护法实验报告
牺牲阳极保护法实验报告
牺牲阳极阴极保护法(简称牺牲阳极保护法),是利用电化学原理,在阳极材料被腐蚀消耗的同时,使阴极材料得到保护的方法。
牺牲阳极的保护原理,亦为原电池的工作原理。
在电解质溶液(如:海水)中,采用某种电极电位比被保护金属更低的金属作为阳极,利用低电位金属的腐蚀电流作为高电位被保护金属的防腐电流。
当不同的金属在海水等电解质溶液中组合在一起时,由于各自的电极电位不同,从而产生了电位差,形成了一个大电池。
随着阳极金属的溶解,阳极上的电子不断流向阴极,电位高的阴极金属得到电子而受到保护。
在阴极保护中,为使金属结构得到完全保护,可通过改变电流密度来达到所需要的保护电位。
牺牲阳极保护技术具有以下优点:安装及维持保养简单,费用低廉,无需外部电流,对环境污染小,腐蚀保护控制效果好。
该方法可防止被保护金属溶入电解质(包括海水和其它介质),现已广泛用于海泥介质环境、输气管和输油管等管线工程及水利工程等。
实际应用时,该保护法常与其它方法共同取用,称之为复合防腐。
例如,可结合火焰喷涂、熔覆、电沉积、热浸和气相沉积等方法在被保护金属构件的表面生成不同类型的涂层,或者添加绿色有机-无机复合缓蚀剂,以进一步提高金属构件的防腐效果。
随着海洋产业的迅猛发展和保护海洋环境的迫切需要,一些防止海洋腐蚀的涂层正朝着高性能和高环保的方向发展,最常见的有水性无机富锌涂料、无公害防锈涂料、低处理表面防锈涂料等。
这些防腐方法的联合使用,改善了海洋装置的实际防腐效果。
牺牲阳极防腐原理
牺牲阳极防腐的基本原理牺牲阳极防腐是一种常用的金属防腐方法,它利用电化学原理,在金属结构表面形成一层保护膜,从而防止金属的腐蚀。
其基本原理涉及到电化学反应、阳极和阴极的作用以及电流的流动。
电化学反应电化学反应是指在电解质溶液中,由于电流的作用,阳极和阴极上发生的化学反应。
在牺牲阳极防腐中,电化学反应主要涉及金属的氧化和还原反应。
以铁为例,当金属表面暴露在含有氧气和水的环境中时,会发生以下反应:1.阳极反应:Fe → Fe2+ + 2e-在阳极上,铁原子失去电子,转化为二价铁离子。
2.阴极反应:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-在阴极上,氧气和水与电子结合,生成氢氧根离子。
阳极和阴极的作用在牺牲阳极防腐中,阳极和阴极起到了不同的作用。
1.阳极:牺牲阳极牺牲阳极是一种较为活泼的金属,如锌、铝等,它们具有较低的电极电位。
当牺牲阳极与金属结构接触时,牺牲阳极会优先发生氧化反应,将电子释放给金属结构,从而保护金属结构不被腐蚀。
以锌为例,当锌作为牺牲阳极与铁结构接触时,发生如下反应:锌阴极反应:Zn → Zn2+ + 2e-铁阳极反应:Fe → Fe2+ + 2e-可以看出,锌的电极电位较铁低,因此锌更容易氧化,而铁则相对稳定。
2.阴极:金属结构金属结构是被保护的对象,它充当了阴极的角色。
在阴极上发生的还原反应消耗了来自阳极的电子,从而减缓了金属的氧化速度。
阴极上的还原反应可以通过以下反应来表示:Fe2+ + 2e- → FeOH- → 1/2H2O + 1/2O2 + 2e-这些反应将阴极上的电子消耗掉,并使金属结构得到保护。
电流的流动在牺牲阳极防腐过程中,电流的流动起到了至关重要的作用。
电流的流动是通过电解质溶液中的离子完成的,其中阳极离子向阴极流动。
在牺牲阳极防腐中,锌或其他牺牲阳极的金属通过电流的流动,将电子释放给金属结构,从而发生氧化反应。
同时,金属结构上的阴极反应消耗了来自阳极的电子,实现了金属结构的保护。
螺栓式锌牺牲阳极-概述说明以及解释
螺栓式锌牺牲阳极-概述说明以及解释1.引言1.1 概述螺栓式锌牺牲阳极是一种常用于防腐蚀的技术。
它利用锌材料作为阳极,在金属结构上形成一种保护层,从而阻止金属的进一步腐蚀。
螺栓式锌牺牲阳极的原理简单而有效,适用于各种金属结构的防腐蚀工作。
在这种技术中,螺栓式锌牺牲阳极被连接到需要防腐蚀的金属结构上。
随着时间的推移,锌阳极会发生自发的电化学反应,释放出电子从而形成一种电流。
这种电流会防止金属结构的腐蚀,因为它促进了阳极与金属结构之间的电流传输。
螺栓式锌牺牲阳极具有许多优点。
首先,它是一种相对廉价的防腐蚀方法,因为锌是一种价格低廉且广泛可用的金属。
其次,螺栓式设计使得阳极的安装和更换相对简便,减少了工作的时间和难度。
此外,螺栓式锌牺牲阳极适用于各种金属结构,如桥梁、钢管、管道等。
螺栓式锌牺牲阳极在许多领域都有广泛的应用。
它被广泛用于海洋工程、石油和天然气输送管道、海底电缆和其他海洋设施的防腐蚀工作中。
在这些领域,金属结构往往暴露在恶劣的环境中,容易受到氧化、腐蚀和海洋生物附着的影响。
螺栓式锌牺牲阳极通过形成保护层,有效地延长了金属结构的使用寿命。
综上所述,螺栓式锌牺牲阳极是一种简单而有效的防腐蚀技术,适用于各种金属结构的防护。
它具有经济实惠、易于安装和更换的优点,并在多个领域有广泛的应用。
随着技术的发展,螺栓式锌牺牲阳极有望在防腐蚀领域发挥更大的作用。
文章结构部分的内容可以编写如下:1.2 文章结构本文主要分为三个部分。
第一部分是引言部分,包括概述、文章结构和目的。
在概述中,将介绍螺栓式锌牺牲阳极的基本概念和作用。
文章结构部分将详细说明本文的组织结构,让读者对全文有一个整体的了解。
而目的部分则会明确本文的写作目的和意义,以引起读者的兴趣。
第二部分是正文部分,包括螺栓式锌牺牲阳极的原理、特点和应用领域。
在原理部分,将详细介绍螺栓式锌牺牲阳极的工作原理,包括阳极材料的选择和阳极与被保护金属之间的电化学反应。
牺牲阳极法原理
牺牲阳极法原理牺牲阳极(SacrificialAnode)法是一种用来防止金属腐蚀的有效方法。
原理是将质量更大的比较“腐蚀性”的金属放置于其他金属的腐蚀性更小的金属和地面之间,使其腐蚀更快,有助于抑制海洋,河流和其他金属结构物的腐蚀。
牺牲阳极法主要应用于船舶、海洋建筑、海底输电管线等机构和结构,它可以有效地减缓金属的腐蚀速度,从而延长金属结构的使用寿命。
例如,船舶在长期航行中要不断更换阳极,以改善其耐腐蚀性,提高船体的寿命;海洋建筑物,如港口、桥梁和渔场,也要采用牺牲阳极法,以延长其使用寿命。
牺牲阳极法原理下,钢筋混凝土结构中可以安装阳极,以延长其使用寿命。
这是一种通过电化学抑制铁钢腐蚀的新方法,采用钴或铬为电极材料,将它们安装到结构内以保护结构表面的金属材料。
因此,这种阳极可以有效地抵抗金属结构表面的腐蚀。
牺牲阳极法还可用于加氯防腐。
这是一项以含氯物质为主要成分的金属表面保护技术,目的是使金属表面的腐蚀速度变慢,延长其有效保护寿命。
在这种方法中,特殊的阴极电极被用来加氯,特殊组合物产生的电流使氯化物得以均匀地分布在金属表面,从而保护金属表面不被腐蚀。
另一种应用牺牲阳极法的方法是引入保护膜,保护膜的原理是通过电解质的形成,可以像大气层一样抗腐蚀。
它通过氧化离子与活性金属,形成隔膜,从而保护金属表面免受腐蚀侵蚀。
在实际应用中,为了有效地使用牺牲阳极法,需要进行适当的规划和检查,以确保此方法的最佳效果。
牺牲阳极必须定期更换,以确保其有效保护作用,因此,规划者需要事先设计好阳极的更换时间以及阳极材料的种类,以确保有效的保护和使用寿命的延长。
总之,牺牲阳极法是一种有效的防止金属腐蚀的有效方法,它可以有效地阻止金属表面的腐蚀,延长有效保护寿命,同时在更换阳极时,需要进行规划和检查,以确保最佳效果。
牺牲阳极保护法
牺牲阳极技术在钢制煤气管道工程中的应用摘要:介绍了电化学腐蚀及牺牲阳极的原理。
牺牲阳极保护技术的使用情况,牺牲阳权保护的设计、计算、施工及投资测算与经济分析。
1 电化学腐蚀及牺牲阳极的原理地下燃气管道在使用过程中,存在不同性质的腐蚀。
其中电化学腐蚀对于埋地煤气钢管威胁最大。
因为电化学腐蚀集中一点,而且速度较快,腐蚀一旦发生、其速度不会减慢也会不停止、往往造成局部穿孔。
产生电化学腐蚀原因如下:由十土壤各处物理化学性质个问,管道本身各部分的金相组织结构个同,如品格的缺陷及含有杂质、金属受冷热加工而变形产生内部应力、特别是钢管表面粗糙度不同等原因,使一部分金属容易电离,带正电的金属离子离开金属、而转移到土壤里,在这部分管段上电子越来越过剩,电位越来越负;而另一部分金属不容易电离,相对来说电位较正。
因此电子沿管道由容易电离的部分向不容易电离的部分流动、在这两部分金属之间的电子有得有失,发生氧化一还原反应。
失去电子的金属管段成为阳极区,得到电子的金属管段成为阴极区。
腐蚀电流从阴极流向阳极、然后从阳极流离管段,经土壤又回到阴极,形成回路。
在作为电解质溶液的土壤中发生了离子迁移、带正电的阳离子(如H )趋向阴极、带负电的阴离子(如OH-)趋向阳极。
在阳极区带正电的金属离子与带负电的阴离子发生电化学作用、使阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀,使钢管表面出现凹穴,以致穿孔;而阴极则保持完好、如图1所示。
基于以上原理,采用牺牲阳极保护技术可保护埋地钠管不受电化学腐蚀。
具体原则如图2所示。
采用比钢管电位较负的金属材料和钢管相连,电极电位较负的金属与电极电位较正的。
图2 牺牲阳极保护技术原理图被保护钢管在土壤中形成原电池、作为保护电源,电位较负的金属成为阳极、输出电流过程中遭受破坏,故达到保护钢管的效果。
2牺牲阳极保护技术的使用情况以前常州市城市煤气中压管网主要使用铸铁管,连接方式是柔性机械接口,使用钢管的工程不多。
但随着燃气用户的发展、管网压力的提高,考虑到今后天然气的引入及过渡、钢管越来越广泛的被应用。
电化学腐蚀定义与原理
2.2 电化学保护
电化学保护:利用外部电流使金属电位发 生改变从而防止腐蚀的一种方法
电化学保护的分类
阴极保护:通入足够阴极电流,使阳极 溶解速度减小 阳极保护:通入足够阳极电流,使金属 达到并保持在钝化区内
2.2.1 阴极保护
牺牲阳极法:用一种腐蚀电位比被保护金属电位更负 的金属或合金与被保护金属组成电偶电池,依靠负电 性金属不断腐蚀溶解产生的电流对被保护金属构成保 护的方法
外加电流阴极保护法:利用外部直流电源对被保护体 提供阴极极化,实现对被保护体的保护方法
直流电源 +辅助
阳极
腐
蚀
介
被保护设备
质
外加电流保护法
箭头表示电流方向
地面 接线盒
埋地管道
牺牲阳极
牺牲阳极保护法
两种阴极保护示意图
■ 两种阴极保护的比较
牺牲阳极保护法安装简单,不需要直流电源, 对周围设备的干扰小。但牺牲阳极消耗大,难以 调节在最佳保护电位,且提供的电流较小。
外加电流阴极保护法不消耗有色金属,提供 较大的保护电流,易于监测和控制,但需要直流 电源,经常对保护系统进行检查和管理,由于电 流流过的范围宽,对周围其它金属设备产生杂散 电流腐蚀。
*2.2.2 阴极保护的基本原理
从原理中了解阴极保护参数
保护电位,保护电流密度 最大保护电位,最小保护电位 完全保护,有效保护
由外电路向金属通入电子,以供去极化剂还原反 应所需,从而使金属氧化反应受到抑制。
当金属氧化反应速度降低到零时,金属表面只发生去 极化剂阴极反应。
阴极保护的效果用保护度η表示:
ηi0i 0 i100% 1ii0100%
保护效率
牺牲阳极原理
牺牲阳极原理牺牲阳极原理是一种电化学方法,常用于金属腐蚀防护和电池工艺中。
在牺牲阳极原理中,通过使用一个更容易腐蚀的金属来保护另一个金属,实现了防腐蚀的效果。
本文将详细介绍牺牲阳极原理的工作原理、应用领域以及优缺点。
牺牲阳极原理是一种电化学保护方法,通过将一个金属作为牺牲阳极与另一个金属(被保护金属)接触,使其成为电池的阳极,从而使被保护金属成为电池的阴极。
在这种情况下,牺牲阳极将会被腐蚀,而被保护金属则不会受到腐蚀。
这种方法的原理是利用了电流流向阴极的规律,将腐蚀的过程从被保护金属转移到了牺牲阳极上。
牺牲阳极原理常用于金属腐蚀防护。
在海洋环境中,钢铁结构容易受到腐蚀,为了延长结构寿命,可以在结构上添加铝或锌等金属作为牺牲阳极。
这些牺牲阳极会优先被腐蚀,而保护结构不受腐蚀。
类似地,钢铁油罐、管道等设备也可以采用牺牲阳极原理进行防腐蚀处理。
此外,牺牲阳极原理还可以应用于船舶、桥梁、建筑物等领域,保护金属结构不受腐蚀。
牺牲阳极原理的优点是简单易行,成本较低。
相比于其他防腐蚀方法,牺牲阳极不需要依赖外部电源,只需将牺牲阳极与被保护金属直接接触即可实现防腐蚀效果。
此外,在一些特殊环境中,如深海、高温、高压等条件下,其他防腐蚀方法很难实施,而牺牲阳极原理却具有较好的适应性。
然而,牺牲阳极原理也存在一些缺点。
首先,牺牲阳极的寿命有限,一旦牺牲阳极被完全腐蚀,保护效果就会消失。
因此,需要定期更换牺牲阳极,增加了维护成本。
其次,牺牲阳极原理对环境要求较高,如在一些酸性或碱性环境中,牺牲阳极的效果会受到影响。
此外,牺牲阳极的防腐蚀效果也受到电解液的浓度、温度等因素的影响。
牺牲阳极原理是一种常用的电化学保护方法,通过将一个金属作为牺牲阳极,来保护另一个金属免受腐蚀。
牺牲阳极原理在金属腐蚀防护和电池工艺中有着广泛的应用。
尽管牺牲阳极原理存在一些局限性,但其简单易行、成本低等优点使其仍然是一种有效的防腐蚀方法。
运用原电池原理进行金属防腐蚀的时候为什么叫牺牲阳极的阴极保护法
为什么叫牺牲阳极的阴极保护法,而不叫牺牲负极的正极保护法?
运用原电池原理进行金属防腐蚀的时候为什么叫牺牲阳极的阴极保护法,而不叫牺牲负极的正极保护法。
原电池中的电极不是叫正负极、电解池中才叫阴阳极吗?
我们可以这样来理解:
1.牺牲阳极的阴极保护法利用的是原电池原理。
2.被腐蚀的是原电池的负极(较活泼的金属,如锌保护铁)
3.负极发生的是失去电子的氧化反应。
4.受保护的金属做原电池的正极(电极上发生的电子的还原反应,电极本身不反应,即被保护)。
5.中学阶段,原电池中的电极叫负极(发生氧化反应)、正极(发生还原反应),电解池中,与电源正极相接的称为阳极(发生氧化反应),与电源负极相接的称为阴极(发生还原反应)。
6.而实际上,在电化学理论中,(在大学课程中)通常把失去电子发生氧化反应的电极都称之为阳极(不区分是原电池和电解池了),同理,通常把得到电子发生还原反应的电极都称之为阴极(也不区分是原电池和电解池了),
大学物理化学中的定义(无论在原电池还是电解池中,都有如下定义):
正极:电势较高的电极;负极:电势较低的电极;
阳极:发生氧化反应的电极;阴极:发生还原反应的电极。
阴离子总是移向阳极,阳离子总是移向阴极。
原电池中,正极=阴极,负极=阳极;
电解池中,正极=阳极,负极=阴极。
牺牲阳极阴极保护法原理
牺牲阳极阴极保护法原理电解质的牺牲阳极阴极保护(SPP)法是电化学的重要而有效的一种保护技术,其原理是使用一种腐蚀速度快的金属(称为牺牲阳极)来保护另一种金属(称为牺牲阴极)。
它可以改善电化学反应的稳定性和保护牺牲阴极免受腐蚀,因此在电化学设备中被广泛应用。
本文将讨论牺牲阳极阴极保护法的原理,以及它的一些特性、优点和缺点。
牺牲阳极阴极保护法的基本原理是将一种牺牲性金属(如铝、镁或锌)放置在被保护的牺牲阴极的表面上,将其电位调到较低水平以抑制阴极反应。
当阴极受到腐蚀时,由于它的电位低于阳极,它就会受到阳极反应的保护,而阳极腐蚀就会被牺牲阳极吸收。
因此,在受到腐蚀的情况下,牺牲阳极阴极保护法的作用就是通过牺牲阳极来减少阴极受到的腐蚀。
牺牲阳极阴极保护法可以有效地抑制电化学反应,这是由于它们之间的电位差使得牺牲阳极变得极具电解质吸收作用,而牺牲阴极则受到保护而不受到腐蚀。
此外,牺牲阳极阴极保护法还可以提高电解质溶液中特定离子的活性,并使电化学反应产生预期的结果。
牺牲阳极阴极保护法具有许多优点,其中最重要的是它可以提高电解质溶液的稳定性,有效避免因过度的腐蚀而导致的腐蚀现象。
此外,牺牲阳极阴极保护法还可以抑制腐蚀,从而使电解质溶液中的重要物质不会被反应成一种更容易腐蚀的产物。
另外,由于牺牲阳极阴极保护法可以提高电解质溶液中特定离子的活性,因此它还可以提高反应的效率。
尽管牺牲阳极阴极保护法具有许多优点,但它也存在一些缺点。
首先,它需要大量的牺牲金属,因此可能会增加成本。
其次,牺牲阳极阴极保护法也可能会降低反应速率,因为它可能会抑制反应产生所需的离子浓度。
最后,由于牺牲阳极和阴极有不同的电位,因此会对电解质溶液温度有一定影响。
综上所述,牺牲阳极阴极保护法是电解质中一种有效的保护技术,它可以有效抑制电化学反应并改善溶液的稳定性,同时也可以提高电解质溶液中特定离子的活性。
但是它也存在一些缺点,如需要大量金属物质,可能会降低反应速率,并且会对温度有一定影响。
镀锌牺牲阳极保护原理
镀锌牺牲阳极保护原理一、引言镀锌牺牲阳极保护是一种常见的金属防腐方法,通过在金属表面形成一层锌层,以保护金属材料免受腐蚀的影响。
本文将从镀锌的原理、镀锌牺牲阳极保护的机理和应用场景等方面进行详细介绍。
二、镀锌的原理镀锌是将金属物体浸入含锌盐溶液中,通电使溶液中的锌离子还原成金属锌,并在金属表面上析出一层均匀的锌层的过程。
镀锌的原理是利用锌的活泼性高于钢铁的特性,使锌作为阳极,钢铁作为阴极,通过电流的作用使锌离子还原成金属锌并沉积在钢铁表面。
三、镀锌牺牲阳极保护的机理镀锌牺牲阳极保护原理是利用金属在电化学反应中的电位差异,使金属牺牲,从而保护被保护金属的一种防腐蚀方法。
在钢铁表面形成的锌层具有较高的电位,当金属物体在腐蚀介质中处于电解质溶液中时,锌层会牺牲自身而保护钢铁不被腐蚀。
这是因为锌的电位比钢铁的电位更低,当两者接触时,锌会释放电子,从而形成阴极反应,钢铁则处于阳极状态,发生氧化反应。
这样,锌层就能起到保护钢铁的作用。
四、镀锌牺牲阳极保护的应用场景镀锌牺牲阳极保护广泛应用于各种金属结构的防腐蚀。
以下是几个常见的应用场景:1. 建筑和构造物:在建筑和构造物中,如桥梁、管道、钢结构等,镀锌牺牲阳极保护被广泛用于防止钢铁材料的腐蚀,延长使用寿命。
2. 船舶和海洋设备:由于船舶和海洋设备长时间暴露在高湿度和含盐度高的海洋环境中,容易受到腐蚀的影响。
镀锌牺牲阳极保护可以有效地保护船舶和海洋设备的金属结构。
3. 石油和天然气工业:石油和天然气工业中的管道和设备也需要进行防腐蚀处理,以防止其在潮湿和腐蚀性环境中的腐蚀。
镀锌牺牲阳极保护可以提供可靠的防护层。
4. 汽车行业:汽车零部件在使用过程中暴露在多种环境中,如湿润、高温、化学物质等。
镀锌牺牲阳极保护可以有效地抵御这些环境因素对金属部件的腐蚀。
五、镀锌牺牲阳极保护的优势和注意事项镀锌牺牲阳极保护具有以下优势:1. 镀锌层均匀:镀锌层可以在金属表面均匀形成,提供全面的防护。
铝合金牺牲阳极的工作原理
铝合金牺牲阳极的工作原理
铝合金牺牲阳极是一种防腐蚀的方法,它利用了金属阳极(常用的是铝)比其它金属更容易被腐蚀的特性。
其工作原理可以概括如下:
1. 金属阳极:铝合金牺牲阳极通常由纯铝或铝合金制成。
在金属硬件中作为阳极的纯铝或铝合金将会优先腐蚀,而保护被防腐的金属。
2. 电化学反应:当金属硬件与电解液(通常是水和盐)接触时,电化学反应会发生。
水中的H+离子将氧化金属阳极,同时金属阴极还原。
3. 阳极腐蚀:在电化学反应中,金属阳极会逐渐腐蚀。
这是因为离子反应在阳极上发生,阳极释放氧气,将自身逐渐溶解。
4. 金属阴极保护:当金属阳极腐蚀时,金属阴极将受到保护,因为电流优先传递到阳极上,从而保护阴极不会被腐蚀。
通过使用铝合金牺牲阳极,可以延长金属硬件的使用寿命,因为金属阴极得到了保护。
然而,牺牲阳极的效果是有限的,因为随着时间的推移,铝阳极会被逐渐耗尽而需要更换。
牺牲阳极原理
牺牲阳极原理
在电化学中,阳极是指接受电子的电极,通常被氧化。
牺牲阳极原理是指在防止金属腐蚀和保护基底金属的过程中,使用一种比基底金属更容易氧化的金属作为牺牲阳极。
当两种金属同时暴露在电解质中时,牺牲阳极首先遭受腐蚀,将消耗部分电流并稳定基底金属的电位。
此原理的应用广泛,在许多领域均有实际应用。
一些典型的案例包括船舶和海洋平台上的防腐保护、管道和设备的防腐、以及冶金和化工工业中的腐蚀保护。
以船舶为例,船体是常接触海水的,容易受到腐蚀。
为了保护船体,可以在船底附近安装一些铝或锌制成的牺牲阳极。
当这些阳极暴露在海水中时,它们将吸引腐蚀产生的电流,以自身为牺牲,并减缓或阻止船体腐蚀。
这样就保护了船体的金属结构,延长了船舶的使用寿命。
在管道和设备的防腐中,可以通过将一种锌或铝合金的牺牲阳极连接在金属管道的外侧,以防止腐蚀。
当发生电解质腐蚀时,阳极将被腐蚀而不是管道本身,从而延长管道的使用寿命。
在冶金和化工工业中,腐蚀对设备的安全和性能具有重要影响。
通过使用牺牲阳极,可以保护设备的金属结构,减少维护成本,延长设备的使用寿命。
总的来说,牺牲阳极原理是一种有效的腐蚀保护方法。
通过引
入一个更容易被腐蚀的金属,该方法可以保护基底金属免受腐蚀。
这是一种经济实用的方法,被广泛应用于许多领域。
燃气管道牺牲阳极保护
燃气管道牺牲阳极保护前言随着经济的发展和能源需求的增加,燃气管道的建设和维护越来越受到关注。
在燃气管道的使用中,由于环境条件的不同,会出现不同程度的腐蚀现象。
为了延长燃气管道的使用寿命,提高其安全性能,采取一定的防腐措施是必要的。
在其中,采用牺牲阳极保护技术是一种常见的防腐措施,本次文档将对该技术进行介绍。
牺牲阳极保护技术的原理牺牲阳极保护是一种基于电生化学反应原理的防腐技术。
该技术的原理是利用电化学反应的规律,将一种活性金属作为阳极,使其引起腐蚀,从而防止管道中的金属腐蚀,达到保护管道的目的。
因为活性金属的电位比被保护金属更负,所以会引起被保护金属表面产生氢气,从而防止其他物质腐蚀管道。
牺牲阳极保护技术的应用牺牲阳极保护技术是一种经济、有效、实用的管道防腐方法,适用于燃气管道、输油管道、水管道等各种管道设施的防腐方式。
但是,在实际应用中,需要考虑以下几个方面的因素。
材料选择在牺牲阳极保护技术中,选用什么样的钢铁材料作为阳极身,需要参照以下几个要点:•阳极材料比被保护管道金属活泼度更大。
•阳极金属越纯越好。
•阳极金属的成本要优于被保护金属的成本。
常用的阳极金属有铅、锌、铝、镁、锡、铅-锡合金等。
在选用阳极金属时还要考虑环境因素,比如海水中一般采用锌和铝为阳极金属。
安装位置和数量在使用牺牲阳极保护技术时,需要确定阳极的安装位置和数量。
阳极的安装位置一般放在管道的两端和最高点和最低点处。
同时还需要考虑管道的长度、径幅、流速等因素,以此来确定阳极的数量和间距。
寿命和更换阳极的寿命是根据其已腐蚀的磨耗程度来决定的。
一旦阳极的寿命结束,需要及时更换,否则会导致管道进一步受腐蚀而失去保护效果。
牺牲阳极保护技术的优缺点优点•利用电化学原理进行管道防腐,能够保证管道的表面无损伤,保证管道的外观和性能。
•牺牲阳极保护技术投资成本低,可大大降低管道维护费用,是一种经济、实用的防腐技术。
•可广泛应用于各种管道领域。
缺点•阳极的材料选择和更换需要考虑许多因素,需要一定的技术和经验。
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介绍了电化学腐蚀及牺牲阳极的原理。
牺牲阳极保护技术的使用情况,牺牲阳权保护的设计、计算、施工及投资测算与经济分析。
1 电化学腐蚀及牺牲阳极的原理地下燃气管道在使用过程中,存在不同性质的腐蚀。
其中电化学腐蚀对于埋地煤气钢管威胁最大。
因为电化学腐蚀集中一点,而且速度较快,腐蚀一旦发生、其速度不会减慢也会不停止、往往造成局部穿孔。
产生电化学腐蚀原因如下:由十土壤各处物理化学性质个问,管道本身各部分的金相组织结构个同,如品格的缺陷及含有杂质、金属受冷热加工而变形产生内部应力、特别是钢管表面粗糙度不同等原因,使一部分金属容易电离,带正电的金属离子离开金属、而转移到土壤里,在这部分管段上电子越来越过剩,电位越来越负;而另一部分金属不容易电离,相对来说电位较正。
因此电子沿管道由容易电离的部分向不容易电离的部分流动、在这两部分金属之间的电子有得有失,发生氧化一还原反应。
失去电子的金属管段成为阳极区,得到电子的金属管段成为阴极区。
腐蚀电流从阴极流向阳极、然后从阳极流离管段,经土壤又回到阴极,形成回路。
在作为电解质溶液的土壤中发生了离子迁移、带正电的阳离子(如H+)趋向阴极、带负电的阴离子(如OH-)趋向阳极。
在阳极区带正电的金属离子与带负电的阴离子发生电化学作用、使阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀,使钢管表面出现凹穴,以致穿孔;而阴极则保持完好、如图1所示。
基于以上原理,采用牺牲阳极保护技术可保护埋地钠管不受电化学腐蚀。
具体原则如图2所示。
采用比钢管电位较负的金属材料和钢管相连,电极电位较负的金属与电极电位较正的。
图2 牺牲阳极保护技术原理图被保护钢管在土壤中形成原电池、作为保护电源,电位较负的金属成为阳极、输出电流过程中遭受破坏,故达到保护钢管的效果。
2牺牲阳极保护技术的使用情况以前常州市城市煤气中压管网主要使用铸铁管,连接方式是柔性机械接口,使用钢管的工程不多。
但随着燃气用户的发展、管网压力的提高,考虑到今后天然气的引入及过渡、钢管越来越广泛的被应用。
与铸铁管相比,钢管具有耐压强度高;对预先加工成较长的管段,减少现场施工的困难;焊接接U的抗震、抗压性能高的优点,我们在常锡路、城中北路等新敷设的小压管网使用了埋地钢管。
但在我市怀德桥改建工程中,有部分敷设以有十年以上的过街钢管被挖掘出来,虽然钢管表面仍有残留的防腐绝缘层。
但由于没有实行牺牲阳极保护技术,钢管表面留有凹坑。
根据这些情况表明、埋地钢管外壁防腐绝缘层的损坏是造成管道遭受土壤腐蚀的主要原因。
而绝缘层的损坏在施工、维修过程中往往是不可避免的,一旦出现绝缘层的损坏,腐蚀就在被损坏的部位剧烈地进行。
为了延长使用寿命、取得良好的经济效益,我们决定对中压管网采用牺牲阳极保护和环氧煤沥青防腐绝缘层保护相结合的方法来达到防腐的目的。
3牺牲阳极保护的设计以城中北路中压煤气钢管工程为例。
经测试该管线地段属中等强度腐蚀性土壤,土壤电阻率取450·m,我们选用了11kg级MUG—3型镁合金牺牲阳极、阳极尺寸为700 x(70+110)* 90mm。
(1)保护对象和范围:a.外环路口至北环路中压煤气埋地钢管:管Φ426。
长度为750m。
总表面积为1003m2。
b.外环路干管:管Φ426、长度为115m、总表而积为154m2。
(2)保护期限为25年。
(3)在有效保护期内、被保护地下钢管的保护电位控制在<—0.85V(相对铜/饱和硫酸铜参比电极)。
(4)计算①保护电流的计算被保护管道所需的保护电流可用下式计算:I=i * s (1)式中I——被保护管道所需的保护电流,Ai——被保护管道的总表面积,m2s——管道所需最小保护电流密度、mA/m2根据经验数据,我们选取最小保护电流密度为i=o.5mA/m2,则埋地管线保护电流:a.城中北路路段:I1=i×s1=0.5×1003=501(mA)b.外环路路段:I2=ixs2=0.5x154=77(mA)2镁阳极发生电流的计算每只镁合金牺牲阳极发生电流按下式计算If=(Ep一Ea)/R (2)式中If——每支阳极发生电流,mAEa———阳极工作电位,V 本方案取—1。
50VEp——阴极最小保护电位,V本方案取-0。
85VR——每支牺牲阳极的接地电阻,Ω牺牲阳极的接地电阻R可按下式计算(3)式中p——土壤接地电阻率,Ω.m本方案取45D——阳极填料包直径、m 本方案取0.31——阳极填料包长度。
m 本方案取1t——阳极,f1心至地面距离。
m本方案取1 得R=14.8o将R值代入(2)式得If=44mA。
③阳极用员计算阳极用员可按卜式计算:N=I/If式中N——所需阳极支数、支I——所需保护电流,mAIf——每支阳极发生电流、mA/支a.城中北路路段N1=Il/If=501/44=11(支)b.外环路路段N2=I2/If=77/44=2(支)共计使用N=N1十N2=11十2=13(支)。
考虑到和钢管焊缝位置及相连铸铁管要吸收部分保护电流、所以我们进行设计时、镁阳极实际取18支。
④阳极使用寿命核算阳极有效使用寿命按下式计算:式中Y——阳极有效使用寿命、年g——每支阳极重量,kg/支本方案取11If——每支阳极实际发生电流量,mAQ——镁阳极实际电容量,A·h/kg:本方案取11001/K——镁阳极有效利用系数,本方案取o.75其中If=0.9×If=0.9x 44mA则Y=26年。
4牺牲阳极保护技术的施工4.1阳极与电缆电性连接情况检测阳极到货后,必须用万用表逐支检测阳极与电极之间的电性连接情况,如果发现电性连接不好或断线的阳极,则不能在施工中使用,此外,在施工过程中严禁用力提拉电缆线,防止电缆接头折断。
4。
2阳极表面处理为加速阳极表面活化,应在组装阳极之前,将阳“.极表面的油污、氧化物除净。
其方法采用砂纸或手动砂轮将阳极打磨一遍,然后用丙酮或无水乙醇擦拭干净。
4.3阳极填料包组装阳极填料包填料有膨润土、硫酸钙、硫酸镁按照50%、25%、25%比例充填,每条特制的白布袋填充料50kg,装一支经表面处理过的11kg级镁合金牺牲阳极、阳极放在填料包的正中央、阳极必须被填充料紧密包敷、严禁明显偏心,见图3。
4.5阳极床浇水阳极填料包放入阳极坑后,必须对坑内浇水、坑内水位必须完全浸没阳极填料包,且坑内常积水时间必须超过十小时、以便彻底浸没填料包。
4.6阳极性能测试(1)阳极填料包装被水浸透后,必须待检测人员对阳极开路电位进行测试后,方可与管道连接。
(2)阳极与管道连接后,必须待检测人员进行阳极工作电位测试后,方可在焊缝处进行防腐。
4.7阳极与管道连接形式阳极与被保护的管线之间均采用电焊连接、即将阳极导电缆—端有铜鼻广的方钢片直接焊在被保护的钢管上,焊缝小两条、总长度大丁60mm、焊点处及时补涂与管道相同的防腐涂料、防腐等级与管道防腐等级相同,并按相同的规范要求进行防腐涂层质量验收、参阅图示4.4.8阳极床回填阳极床回填时严禁向阳极坑内回填砂石、水泥块、塑料等杂物。
应回填电阻率低的细土,并应防止后阳续施工中碰断电缆。
5牺牲阳极保护的验收阳极填料边被水浸透后、必须对阳极件能进行测试,测试内容及指标如下:(1)阳极开路电位:镁合金牺牲阳极开路电位必须负于—1.5V。
该数据足衡量阳极质量好坏的重要标准。
(2)阳极与管道连接后、测量阳极工作电位、该数据是评定牺牲阳极保护项目的实施质量的标准。
(3)管道自然电位:属管道的自然属性、当管道受到腐后、电位会趋正。
6投资测算与经济分忻6.1投资测算城中北路工程共埋设Dn400螺旋焊缝中压钢管865mm我们共设置了18支型号为MUG一3的镁合金阳极。
注:0十376、0十612、0十706.4三个桩基号中。
由于焊接点的方钢片被污垢附着,使得自然电位偏负。
阳极材料费用:0.25万元/支x18=4.5万元阳极安装费用:0.036万元/支x18=0.648万元小计: 5.148万元管道总投资费用:166万元/公里x 0.865=143.59万元阳极保护费用占总投资比例:3.58%.6.2经济分析假设城中北路中压钢管上没有设置阳极保护,其使用年限为15年、若不计残值、每年折旧费用约为10万元。
若使用了阳极保护,其使用年限可达25年,若不计残值、每年折旧费用约为6万元。
两者相LL,每年可节约折旧费4万元、经济效益是极为显著的。
摘要:从安全监查的角度。
针对液化场站工艺管道设计方面。
提出应加以注意的问题。
近几年来,国内液化石油气管道漏气着火或爆炸事故屡有发生,给人民生命财产安全造成严重危害。
分析其原因,主要是由于液化石油气管道在设计、安装、监理检验、使用维护等方面没有完全执行国家或行业有关法规、技术规范或技术标准的要求,存在质量问题或安全隐患,最终导致事故的发生。
本人从事锅炉压力容器和压力管道安全监察工作多年、曾对本市二十多个液化石油气储配站和二百多个气化站(瓶组气化站和贮罐气化站)进行多次安全监督检查,并参加过本市的液化石油气气化站(主要针对液化石油气管道)的安全使用调研工作,发现液化石油气管道的建设仍存在一些质量问题,时刻威胁着安全使用。
下面就储配站和气化站的液化石油气管道建设提出几方面注意问题,以供液化石油气设计、安装、监理等方面作参考。
1图纸设计方面1.1设计参数液化石油气管道设计必须根据使用条件确定其设计压力和设计温度,这是管道设计最基本的要求、它关系到管材以及管配件、阀门等材料的设计选用和安装检验等后续环节。
在设计上常见问题有:设计图纸未标明管道的设计压力和设计温度,或设计压力、设计温度选择不当,这些都直接影响到管道最终质量和使用条件。
如液化石油气储配站、与储罐进出口直接连接(未经减压)的管道的设计参数应与储罐设计参数相同,即设计压力为1.8Mpa,而不是1.6Mpa,设计温度为60℃;否则,就会出现管道与储罐使用条件不配套的问题。
1.2工艺流程的安全性这要求管道设计必须从整体设计出发、考虑整个工艺系统的安全使用要求。
例如液化石油气储配站的管道设计,必须考虑发生事故时的倒罐流程;烃泵和压缩机必须设置傍通管路;烃泵出口应设放空阀以防止泵抽空、设置止回阀以防止泵在运行中突然停止时出口液体倒流冲坏烃泵;泵入口必须设过滤器防止杂质进入泵内损坏烃泵;烃压缩机入口必须设置气液分离器,以防压缩机气缸进液造成爆缸事故;两个截止阀之间的管道必须设安全阀,以防止由于管道日晒温度升高、压力升高而爆管;还必须考虑管道热胀冷缩(尤其是码头卸船管道,运行温差较大)、烃泵和压缩机运行振动等安全问题。
例如,我市蛇口某液化石油气卸气码头,由于液相管道的固定支架设置不合理,造成200多米长管道在受热或冷却时无法自由膨胀或收缩。
在夏天卸气时,有时从船上卸出的液相液化石油气的温度只有零上几度,与管道的正常温度相差二、三十度、造成很大的温差应力,长期如此,使该管道上的连接法兰发生明显的变形。