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管道阴极保护理论与实践 胡士信 中国石油天然气管道工程有限公司 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。 1.1.2 防蚀意义 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； 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 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。 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）。 术语: 参比电极： 一种不极化电极，可用于测量管/地电位，它具有稳定的氢标电位。土壤中常用的是Cu/CuSO4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。 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。 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 3 地床结构 填料的成分和作用 4 施工 （1）地床位置 （2）阳极间隔 （3）埋设方式 5 牺牲阳极的特殊应用 （1）接地极 （2）参比电极 （3）防强电干扰接地栅 （4）接地电池 第四节 强制电流 4.1 电源 4.1.1 要求 （1）安全可靠； （2）电流电压连续可调； （3）适应当地环境； （4）有富裕电容量； （5）与系统电阻相配； （6）操作维护简单；价格合理。 4.1.3 电源选用原则 （1）首选整流器； （2）优化恒电位； （3）无电看气象； （4）发电有无气 (5) CCITT和ITU无电地区的电源推荐方案(P104) 4.2.2 回填料 （1）作用：降低阳极/土壤接触电阻； 良好导电率； 腐蚀气体排出；