阴极保护原理及维护概述

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1、阴极保护基础知识新疆天普石油天然气工程技术有限公司二〇一一年五月64目录第一章绪论11.1金属腐蚀的定义11.2金属腐蚀的热力学趋势11.3两种主要的金属腐蚀形式21.3.1化学腐蚀21.3.2电化学腐蚀21.4腐蚀速度的表示方法21.5防腐蚀的重要意义41.6防腐蚀工程4第二章阴极保护基本原理及分类52.1阴极保护的基本原理52.2阴极保护的分类62.3强制电流阴极保护系统组成102.4阴极保护在钢质储罐上的应用14第三章阴极保护运行效果的评价163.1阴极保护准则163.1阴极保护准则的讨论163.2.1国内标准163.2.2NACE标准和API标准173.

2、2.3中外标准的的重要点及相关探讨19第四章牺牲阳极保护设计224.1牺牲阳极阴极保护及牺牲阳极材料224.1.4带状牺牲阳极244.1.5回填料244.2牺牲阳极接地电阻及发电量计算244.2.1阳极接地电阻244.2.2阳极驱动电位254.2.3阳极发电量计算254.2.4应用举例254.3牺牲阳极的安装与维护26第五章外加电流阴极保护设计285.1外加电流阴极保护及辅助阳极材料285.1.1对阳极的性能要求285.1.2各类阳极的性能特点285.2辅助阳极的选择及计算315.2.1辅助阳极埋设位置的选择315.2.2辅助阳极的结构325.2.3阳极地床填料

3、的应用335.2.4阳极数量与接地电阻33第六章阴极保护参数的测量356.1基本规定35646.1.1测量仪表356.1.2电压、电流仪表356.1.3参比电极356.1.4测量基本要求366.1.5电位极性366.2电位测量376.2.1自然电位376.2.2通电电位376.2.3断电电位386.2.4密间隔电位396.3牺牲阳极开路电位416.4牺牲阳极闭路电位416.5极化探头法426.6土壤电阻率测量436.7管道外防腐层地面检漏测量446.7.1交流电流衰减法446.7.2交流地电位梯度法（ACVG）456.7.3直流地电位梯度法（DCVG）46第七章

4、阴极保护的运行管理497.1阴极保护运行前的基本要求497.1.1管道原始资料497.1.2测量仪器与设备497.1.3操作人员497.2运行调试507.2.1系统检测507.2.2系统调试507.3检查与测试517.3.1一般原则517.3.2投产后调试517.3.3检测周期527.3.4专项调查527.3.5监测内容527.4系统维护537.4.1电源设备537.4.2保护电位检测537.4.3测试装置537.4.4阳极地床547.4.5地上绝缘装置547.4.6系统维护结果分析547.5竣工资料54第八章阴极保护中的几个屏蔽问题568.1金属结构对管道的屏

5、蔽568.1.1管道穿越公路，铁路，以及河流时套管的屏蔽568.1.2固定墩钢筋的屏蔽56648.2绝缘体对管道的屏蔽578.2.1“管中管”防腐保温结构的屏蔽问题578.2.2管道附近有其他绝缘体或岩石的屏蔽问题578.3区域性阴极保护时，土壤的屏蔽57第九章杂散电流腐蚀问题5964第一章绪论1.1金属腐蚀的定义金属材料是应用广泛的工程材料,但在使用过程中，它们将受到不同形式的直接的或间接的破坏。其中最常见的破坏形式是断裂、磨损和腐蚀。这三种主要的的破坏形式已分别发展成为三个独立的边缘性学科。狭义上的金属腐蚀是指化学腐蚀或电化学腐蚀，即金属与周围环境（介质）之

6、间发生化学或电化学作用而引起的破坏或变质。就是说，金属腐蚀发生在金属与介质间的界面上。由于金属介质间发生化学或电化学多相反应，使金属转变为氧化（离子）状态，而失去使用功能。广义上来说，材料破坏物理过程或物理与化学的协同的过程都可以看作腐蚀，如应力腐蚀及磨蚀。按照国际标准ISO8044，基本腐蚀概念的定义为：金属和其所处环境发生物理化学作用，导致金属性能的改变，并常使金属功能、环境或制作产品的工艺系统遭到破坏。这种定义方法是按广义上的概念来定义的。1.2金属腐蚀的热力学趋势金属腐蚀是冶金过程的逆过程判断金属腐蚀的热力学趋势可以从反应自由能变化以及电位-pH图来确定

7、。64e-H2O体系的理论电位-pH图1.3两种主要的金属腐蚀形式1.3.1化学腐蚀由于金属表面与环境介质发生化学作用而引起的腐蚀。它的特点是在化学作用过程中没有腐蚀电流产生。金属在干燥的气体介质中和在不导电的液体介质中发生的腐蚀，都属于化学腐蚀。化学腐蚀的基本反应是:2mMe+nO2→2MemOn1.3.2电化学腐蚀金属的电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质因发生电化学作用而产生的破坏。任何一种按电化学机理进行的腐蚀反应至少包含有一个阳极反应和一个阴极反应，并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流联系在一起。与化学腐蚀不同，电化学腐蚀的特点在于它的腐蚀历程可

8、分为两个相对独立并且可同