腐蚀与防护课件.ppt

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1、管道腐蚀与防护CorrosionandProtectionofPipeline7/28/20211目录第1章腐蚀的概念第2章管道腐蚀的防护第3章管道外涂层第4章阴极保护理论第5章管道外防腐系统的运行维护第6章地上管道腐蚀的防护第7章管道内腐蚀防护7/28/20212第一章腐蚀的概念1.1腐蚀现象1.2腐蚀概念1.3腐蚀类型1.4腐蚀电池形成的几种情况1.5腐蚀的检测7/28/20213管道腐蚀现象7/28/20214从生产到腐蚀：管道材料的循环7/28/20215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

2、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。7/28/20216腐蚀概念腐蚀概念：腐蚀是金属和周围环境起化学或电化学反应而导致的一种破坏性侵蚀。腐蚀是一种化学过程，而且大多都是电化学过程，伴随着氧化-还原反应的发生。7/28/20217腐蚀类型均匀腐蚀（例如金属失泽）；点蚀：某一部分（面积较小）腐蚀速率要比另一部分（面积较大）大；晶间腐蚀：发生在晶界上的局部腐蚀；破裂：在腐蚀环境中，金属在反复或交替拉伸应力作用下发生开裂称为腐蚀疲劳破裂。在恒定拉伸应力作用下立

3、即或经过一定时间后产生开裂，称为应力腐蚀破裂（SCC包括氢裂）。7/28/20218电化学腐蚀在接近环境温度的情况下，绝大多数常见工程材料的腐蚀发生在含水的环境里，其本质是电化学的。含水环境同样也指那些电解质或是埋地腐蚀时的潮湿土壤。腐蚀过程包括金属失去电子（氧化），以及其他还原反应中得到电子，比如氧或水的还原Fe→Fe+++2e-O2+2H2O+4e=→4OH-2H2O+2e--→H2+2OH-电化学腐蚀的前提是形成腐蚀电池，两个浸在电解质中的导体组合称为原电池，其中的导体称为电极。参与反应的电池主要有以下三种类型：异种电极电池；浓差电池（在实际中更重要的是充气差异电池，例如缝隙腐蚀）；温差

4、电池。实际的腐蚀过程可能是这三种腐蚀电池的混合形式。7/28/20219腐蚀电池的形成的几种情况腐蚀电池的形成主要有以下几种情况：微电池：1、金属化学成分不均匀；2、金属组织不均匀；3、金属物理状态不均匀；4、金属表面膜不完整；5、土壤微结构的差异。宏电池：1、不同金属与同一电解质相接触（如管道本体金属与焊缝金属）；2、同种金属接触不同的电解质溶液（如氧气浓差电池，氧的电极平衡可写成1/2H2O+1/4O2+e→OH-，氧分压高的为阴极，氧分压低的为阳极）；3、不同金属接触不同的电解质。7/28/202110管道腐蚀的检测腐蚀的电化学特征，使得检测和减缓埋地结构的腐蚀成为可能，我们可以检测腐蚀

5、过程伴随的电压和电流。测量腐蚀电位值的另一个作用是评判腐蚀是否会发生。通常用电位测量来检查埋地管线上存在的各种腐蚀电池。与管道做一个电连接，就可以通过放置在管道上方的参比电极测量管道的电位。7/28/202111第二章管道腐蚀的防护2.1管道腐蚀防护的意义2.2外涂层系统2.3阴极保护系统7/28/2021127/28/202113管道腐蚀防护的意义每年管道、储罐电缆和其它埋地或水下金属结构及埋地管线的腐蚀造成巨大的损失。据中国腐蚀协会统计,我国04年腐蚀损失为5000多亿，大于自然灾害和事故损失总和。尽管腐蚀原理及防护技术研究及应用都取得了很大的进步，但腐蚀失效仍然是继第三方破坏之后影响管道

6、完整性的第二大因素。7/28/202114管道腐蚀防护--涂层+阴极保护采用外涂层和施加阴极保护是管道外腐蚀防护的主要手段，尽管管道的绝大多数表面都被涂层有效地保护着，但是在漏点处或是剥离区中将会产生较高的腐蚀速率，很可能导致穿孔或开裂。所以埋地管线的涂层系统少有不与阴极保护共同使用的。7/28/202115外涂层系统涂层的用意是要在金属表面上形成一层绝缘材料的连续覆盖层，将金属与其直接接触的电解质之间进行绝缘（防止电解质直接接触到金属），即设置一个高电阻使得电化学反应无法正常发生。在现实中，所有的涂层，不论总体质量如何都存在空洞（通常称为不连续点）被称做漏点，这些漏点一般是在涂敷、运输或者安

7、装过程中产生的；使用过程中，涂层漏点一般是由于涂层老化、土壤应力或是管道在土壤中移动而产生的，有时也可能来自未被及时发现的第三方破坏。涂层的老化有可能导致涂层从管道表面剥离，进而将金属暴露在地下环境中。7/28/202116阴极保护系统阴极保护就是通过使金属表面成为电化学电池的阴极而减少腐蚀速率的技术。它是通过使用外电源施加电流（称为强制电流）或牺牲阳极，使金属的电位向负的方向移动来实现的。强制电