管道阴极保护培训

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1、管道阴极保护系统培训西安石油大学机械工程学院陈兵13152041170bchen@xsyu.edu.cn2011年7月6/23/20211理解金属腐蚀与控制原理掌握埋地管道外腐蚀防护的方法掌握三层PE防腐层结构理解管道阴极保护原理掌握外加电流阴极保护系统结构掌握管道阴极保护准则上午培训目的6/23/20212第一章金属的腐蚀与控制第二章管道外防腐层第三章管道阴极保护系统第四章管道阴极保护准则第五章管道阴极保护主要参数培训内容6/23/20213第一章金属的腐蚀与控制6/23/20214第一章金属的腐蚀与控制6/23/20215第一章金属的腐蚀与控制6/23/20216第一章金属的腐

2、蚀与控制腐蚀损失UK：1969年为13.65亿英镑，3.5%GDP。US：1975年，700亿4.2%GDP，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。中国石油行业：1987年统计，漏泄：容器0.14次/台年，管道2万/年；1989年，石化约20亿；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，占1000亿元。6/23/20217腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素之一。据美国国家输送局统计，美国45%的管道损坏是由外壁腐蚀引起的。而

3、在美国输气干线和集气管线的泄露事故中，有74％是腐蚀造成的。1981-1987年前苏联输气管道事故统计表明，总长约24万公里的管线上曾发生事故1210次，其中外腐蚀517次，占事故的42.7％；内腐蚀29次，占2.4%；因施工质量问题造成的事故280次，占23.2%。随着管道的大量敷设和运行时间延长，管道事故时有发生。由于管道所输送的物质一般为有害物质，一旦发生泄漏或断裂，就会对其周围的环境和人员产生严重的后果。例如，1960年美国Transwestern公司的一条X56钢级的、直径为762毫米的输气管道破裂，破裂长度达13公里。1989年6月苏联拉乌尔山隧道附近由于对天然气管道维

4、护不当，造成天然气泄漏，随后引起大爆炸，烧毁了两列铁路列车，死伤800多人，成为1989年震惊世界的灾难性事故。六十年代初，我国开始研究阴极保护方法，六十年代末期在船舶，闸门等钢铁构筑物上得到应用。我国埋地油气管道的阴极保护始于1958年，六十年代在新疆、大庆、四川等油气管道上推广应用，目前，全国主要油气管道已全部安装了阴极保护系统，收到明显的效果。管道腐蚀防护的意义6/23/20218第一章金属的腐蚀与控制思考：大家都知道，铁放在潮湿的空气中一段时间会生锈，谁知道这是为什么？铁生锈是铁与空气中的氧气和水接触，发生电化学反应，而产生的一种电化学腐蚀。4Fe+3O2+H2O=2Fe2

5、O3·H2O铁失去电子被氧化；氧得到电子被还原。阳极反应：Fe+nH2O→Fe2+·nH2O+2e阴极反应：1/2O2+H2O+2e→2OH-6/23/20219腐蚀概念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，伴随着氧化-还原反应的发生。（见GB/T10123-2001）金属的电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。腐蚀的本质：金属发生氧化-还原反应。油气管道，特别是长输管道所选用的管材常为碳钢

6、或合金钢，金属腐蚀是管道保护过程中要解决的主要问题。第一章金属的腐蚀与控制6/23/202110腐蚀原电池—电化学腐蚀的前提金属回路：连接阴极和阳极的任何金属；阴极：被保护的部分，得电子；阳极：被腐蚀的部分，自身失去电子；电解质：导电介质。Fe阳极C阴极导线Fe2+0Hˉeˉ腐蚀原电池6/23/202111第一章金属的腐蚀与控制金属电化学腐蚀热力学金属从矿石中提炼出来时，需要提供很大的能量，使其处于一个高能级状态。这些矿石是典型的金属氧化物，如用来炼钢的赤铁矿（Fe2O3）。热力学的一个规律是：材料总是趋向于以最低能量状态存在。因此，多数的金属处于热力学不稳定状态，具有寻求低能量状

7、态的倾向，如形成氧化物或其他化合物。金属转化成低能量氧化物的过程就是腐蚀。6/23/202112第一章金属的腐蚀与控制金属电化学腐蚀动力学金属在电解质中受自身材质、电解液种类、电解液浓度、温度、PH值等影响其电极电位不相同。当这些金属在电解液中作为腐蚀电池的阴、阳极时会产生电位差，引起腐蚀电池中的电流流动，即腐蚀电流。腐蚀的驱动力是电极电位差。6/23/202113第一章金属的腐蚀与控制碳-铁电池在中性土壤中的腐蚀图0.3V（C）-0.5V（Fe）阴极阳极E（V）+㏒