阴极保护知识及检测技术介绍-李秀峰-长庆

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1、埋地钢质管道阴极保护技术中国特种设备检测研究院李秀峰西安—2012-3长庆油田培训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第九节管道防腐层第十节防腐蚀相关标准第一节腐蚀与防护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；（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。腐蚀过程CORROSION_PROCESS-1.1.1腐蚀过程CORROSION_PROCESS-1.1.2ISO定义：金属与环境间的物理-化学相互作用，其结果使金

2、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/T10123-2001）腐蚀定义材料受环境的作用而发生的降解。引自《尤利格腐蚀手册》腐蚀损失（1）腐蚀控制所需费用（2）为阻止腐蚀额外的材料费用（3）经济损失和替代品费用（4）科研、标准、验证所需费用1.1.2防蚀意义腐蚀损失UK，Hoar,1969为13.65亿英镑3.5%GNP，其中22.7%可避免；US1975，820亿4.9%GNP（16770亿），其中，40%可以避免，约为330亿；1982年，1260亿；1992年，1700亿；1995年统计为3000

3、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2万次/年；石化行业1989统计，约20亿；基础工程西直门桥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；2003年10月发表《中国腐蚀调查报告》指出:我国腐蚀损失为5000亿元/年5%GNP其中20%可以避免1000亿元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：损失重量、腐蚀深度、腐蚀电流；（2）局部腐蚀：点蚀系数。1选择耐蚀材料(供应、耐蚀、

4、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）1.2防蚀方法第二节阴极保护压力管道类别长输管道系产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的管道；公用管道系指城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气和热力管道；工业管道系指企业、事业单位所属用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道；压力管道元件指用于连接或装配成管道的组成件。引自TSGD1001-2005术语:参比电极：具有稳定可再现电位的电极，测量其他电极电位值时用以作参照。土壤中常用的是Cu/CuSO

5、4电极。在一些不易接近的地方，有时也用金属电极（如Zn）。测量交流电压时可使用金属棒作参比电极。Voff断电电位：断开阴极保护电流后瞬间直接测得的管/地电位。因不含IR降，故可视为极化电位。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。在阴极保护领域极化电位是指不含IR降的管/地电位。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。点蚀系数最深腐蚀点的深度与由重量损失计算得到的平均腐蚀深度之比。极化曲线电极电位对电流密度的曲线。+e导线离子导电+导线离子导电

6、电流对被保护的金属施加一定的阴极电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，金属的腐蚀过程就会得到有效的抑制。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。埋地管道防腐蚀方法：1）防腐(涂层)层(99%的保护作用)2）阴极保护(1%的保护作用,但很关键)管道中腐蚀电池的形式1）土质不一致的浓差电池2）大管径因地下水造成上下浓差电池3）材质不同的电偶电池4）混凝土中的pH差电池5）弯头处的应力差电池6）防腐层缺陷处的表面差异电池2.2.1保护电位准则（NACERP0169-2004、GB21448）：（1）通电情况下-85

7、0mV；（2）极化电位-850mV；（3）极化电位差-100mV。2.2.1.1阴保电位（管/地界面极化电位）应为-850mV（CSE）或更负。2.2.1.2阴保状态下管道极限保护电位不能比-1200mV（CSE）更负。2.2.1.3对高强度钢（最小屈服强度大于550MPa）和耐蚀合金钢，如奥氏体不锈钢，双相不锈钢等，极限保护电位则要根据实际析氢电位来确定。其保护电位应比-850mV（CSE）稍正，但在-650mV至-750mV的电