管道阴极保护理论与实践

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• 2.3 阴极保护方法
• 1 牺牲阳极法 • 2 强制电流法
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3 排流保护法
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方法比较见表6-1
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•CATHODIC CORROSION PROTECTION
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•2.4 防腐层与阴极保护
•（1）防腐层的作用：隔绝电解质
•（2）防腐层的种类
•石油沥青：早期用、面积电阻低、有污染、应淘汰
•环氧煤矿沥青：早期用于补口、面积电阻很低、质量不宜控制、 应禁用
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❖Von通电电位 ：施加阴极保护电流情况下测得的管/地电位。 因含有IR降，故不宜做为保护准则用。若要用时，应考虑 排
除其IR降成分。
❖极化电位 ：施加保护电流后引起管/地电位的偏移。
❖管地电位 ：用与土壤相接触的参比电极测得的管道对地电位 。
2.2.2 保护电位密度
覆盖层的质量
环境条件（流速、污染、温度）
2003年10月发表的《中国腐蚀调查报告》指出: 我国腐蚀损失为 5000亿元/年 5%GDP 其中 20% 可以避免 1000亿元
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1.1.3 腐蚀分类 （1）高温、低温； （2）化学、电化学； （3）湿、干腐蚀。 1.1.4 腐蚀速率表示方法 （1）均匀腐蚀： 失重量、腐蚀深度、腐蚀电流
； （2）局部腐蚀 ：点蚀系数。
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肖纪美，简易材料观，李金桂，表面工程论
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第二节 阴极保护
2.1 阴极保护原理
1 三电极理论 2 E-pH理论 3 极化理论 4 原电池理论 原电池三要素： 1）两电极电位不同的两电极； 2）两电极必须在同一电解质溶液里； 3）两电极间必须有导线连接。
防腐蚀方法：
阴极保护破坏（1），防腐层破坏（2）。
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术语: 参比电极： 一种不极化电极，可用于测量管/地电位，它具有稳
定近的的氢地标方电，位有。时也土用壤金中属常电用极的是（C如uZ/Cn）uS。O4测电量极交。流在电一压些时不可易使接 用金属棒作参比电极。 V。o因ff断不电含电IR位降：，故断可开视阴为极极保化护电电位流。后瞬间直接测得的管/地电位
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• 2.2 阴极保护参数
• 2.2.1 保护电位准则（NACE RP 0169-96、SY/T 0036）： • （1）通电情况下 -850mV； • （2）极化电位 -850mV； • （3）极化电位差 -100mV。 • • 测试条件 • (1) 通电条件下测量,含有IR降,必须除去 • (2) 通常采用断电法测量,不含IR降 • (3) 极化形成或衰减过程中 • (4) 管网及杂散电流干扰下,必须采用探头法测 •
•煤焦油瓷漆：性能好、寿命长、面积电阻低、有污染、不应大量 应用
•环氧粉末(FBE)：性能优、寿命长、面积电阻高、应大力推广应 用
•聚乙烯(PE)：性能优、寿命长、面积电阻很高、但有阴极屏蔽作 用
•三层PE(FBE-胶-PE)：性能优、寿命长、面电阻很高、防腐功能 强、 但有阴极屏蔽作用
•（3）防腐层质量与阴极保护电流密度•
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第三节 牺牲阳极保护
3.1 牺牲阳极种类
基本要求：
（1）要有足够的负电位，且很稳定； （2）工作中阳极极化要小，溶解均匀，产物易脱落； （3）电流效率高； （4）电化当量高，单位重量的电容量大； （5）腐蚀产物无毒，不污染环境； （6）材料来源广，加工容易； （7）价格便宜。
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•3.1.1 镁及镁合金： •（1）品种：高纯镁、高电位、标准； •（2）性能：电位高、效率低； •3.1.2 锌及锌合金 •（1）品种：高纯锌、锌-铝-镉、锌-铝； •（2）性能：电位低、效率高； •3.1.3 铝合金 •（1）品种：铝-锌-铟、铝-锌-汞； •（2）性能：不能用于土壤中。 •质量要求：要点杂质含量不能大，主要是铁，合金成分合理.
； （2）除了单纯机械破坏以外的材料一切破坏； （3）冶金的逆过程。
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•ISO定义： • 金属与环境间的物理-化学相互作用， 其结果使金属的性能发生变化,并常可导致金 属、环境或由它们作为组成部分的技术体系 的功能受到损伤。注：该相互作用通常为电 化学性质。（见GB/T 10123-2001）
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1.1.2 防蚀意义
• 2.5 阴极保护技术国内现状
• （1）管道 20000km长输管道全施加保护
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油田集输管道基本施加了保护
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市政供气、水管道有上保护和无保护的
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• （2）储罐 国内大型储罐基本都施加了保护
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城市加油站的小型储罐有的上了保护
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• （3）标准与法律
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
中国石油天然气管道保护条例
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国内有一套阴极保护的待业标准
管道阴极保护理论与实 践
2020年7月12日星期日
❖ 第一节 腐蚀与防护 ❖ 第二节 阴极保护 ❖ 第三节 牺牲阳极保护 ❖ 第四节 强制电流 ❖ 第五节 排流保护 ❖ 第六节 阴极保护管道设计 ❖ 第七节 阴极保护测试 ❖ 第八节 运行与管理
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第一节 腐蚀与防护
1.1 腐蚀定义及防腐的意义
1.1.1 定义 可从几方面下定义 （1）由于材料与环境作用而引起的破坏和变质
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• 1.2 防蚀方法
• 1 选择耐蚀材料
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(供应、耐蚀、成本、强度、加工性、外观等因素)
• 2 与环境隔离的防腐层技术
• 3 适当的结构设计
• 4 阴极保护
• 5 缓蚀剂
• 6 改变环境 降温、降速、除氧、改变浓度
• 7 防锈技术（电镀、涂料）
• 8 材料改性（不锈钢）
• 1.3 腐蚀领域新方向
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• 3.2 牺牲阳极应用
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• ⑴ 依据环境条件选用 （表8-13） • • ⑵ 依据保护对象选 • • ⑶ 依据使用功能选
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3.3 牺牲阳极设计
1 阳极种类的选择（表8-13）
2 计算程序
（1）接地电阻 （2）单支输出电流 （3）所需阳极数量 （4）阳极寿命
腐蚀损失 UK，Hoar,1969为13.65亿英镑3.5%GDP； US 1975，700亿 4.2%GDP，820亿，1982年，1260亿， 1992年，1700亿； NACE 新统计为3000亿，GDP4.2%，其中基础设施为 1500亿，1100/人； 中国 石油行业 1987统计，漏泄：容器0.14次/台年，管道2万/年； 1989，石化 约20亿； 西直门桥1979建，1999拆，重修费用3000万，北京立交桥 有200座，仅大北窑桥改造工程就花4000万；