阴极保护基础知识讲解(2012.8.9).pptVIP

阴极保护基础知识讲解 赵丽恒 山西管理处技术组 第一节 腐蚀 第二节 阴极保护法 第三节 山西段阴极保护方式 第四节 强制电流系统组成 第五节 设计参数要求 第一节 腐蚀 1.1腐蚀的定义 从广义上讲，腐蚀是材料和环境相互作用而导致的失效。这个定义包含了所有的天然和人造材料，例如塑料、陶瓷和金属。通常所研究的腐蚀是金属的腐蚀，金属腐蚀是金属与周围介质发生化学或电化学作用所引起的金属损失的现象和过程。 1.2腐蚀的分类 腐蚀按材料的类型可分为金属腐蚀和非金属腐蚀，就腐蚀破坏的形态分类，可分为全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀是一种常见的腐蚀形态，包括均匀的全面和不均匀全面腐蚀。按腐蚀的机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 第一节 腐蚀 1.3金属腐蚀的实质 第一节 腐蚀 -ne- 被氧化 金属原子 金属阳离子 2Fe＋3Cl2＝2FeCl3 第一节 腐蚀 (2) 析氢腐蚀 H2O＋CO2 H2CO3 H＋＋HCO3- 阴极 2H＋＋2e-＝H2↑ Fe－2e-＝Fe2＋ 阳极 阴极 阳极 2H2O + O2 + 4e- = 4OH- 2Fe - 4e- = 2Fe2+ （1）吸氧腐蚀 由于钢管的材质不同；土壤环境中的透气性、含水量、酸度、含盐量、电阻率、氧气浓度等不同，使得管道在土壤中的电位不同，从而在管道表面形成阴、阳极，驱动腐蚀的发生。管道是金属回路、土壤是电解质。 第一节 腐蚀 1.4管道的腐蚀控制 管道腐蚀的控制方法应根据腐蚀机理的不同和所处环境条件的不同，采用相应的腐蚀控制方法， 在油气管道保护过程中应用最为广泛的控制金属腐蚀的方法为以下五类： 1、选择耐腐蚀材料 2、控制腐蚀环境 3、选择有效的防腐层 4、阴极保护（电化学腐蚀） 5、添加缓蚀剂 第二节 阴极保护法 2.1阴极保护的原理： 是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位。有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。 注意：从理论上讲，如果涂层是完整、无缺陷的，那么，涂层自己就可以完成防腐任务。然而，要做到涂层无缺陷，实际上是很困难和不经济的。因此，涂层和阴极保护的结合，99%的防腐任务有防腐层承担、阴极保护对防腐层缺陷处进行保护，是最经济、有效的防腐措施。 第二节 阴极保护法 1、牺牲阳极法 将被保护金属和一种电位更负的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体阴极极化以降低腐蚀速率的方法。 在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护。 第二节 阴极保护法 2、强制电流法 将被保护金属与外加电源负极相连，辅助阳极接到电源正极，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。 第二节 阴极保护法 直流电源的正极连接辅助阳极，负极连接需要保护的构件（管道）。 电流从辅助阳极流出，经电解质到达管道表面（破损处），再流回电源的负极。 第二节 阴极保护法 对被保护金属施加负电流，通过阴极极化使所有阴极点的电位都达到了最活泼阳极点的开路电位时，结构物上的腐蚀就停止了。 第二节 阴极保护法 保护长度计算： 埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范SY/T 0036-2000 式中：　 L——单侧保护长度(m)；　　　ΔVL——最大保护电位与最小保护电位之差(V)；　 D——管道外径(m)； J——保护电流密度(A/m2)；　 　R——单位长度管道纵向电阻(fl/m)； ρT——钢管电阻率(Ω·mm2/m)；　 D′——管道外径(mm)； δ——管道壁厚(mm)。 阴极保护站1 阴极保护站2 阴极保护站3 第二节 阴极保护法 2.1适用范围： 强制电流阴极保护驱动电压高，输出电流大，有效保护范围广，适用于被保护面积大的长距离、大口径管道。 牺牲阳极阴极保护不需外部电源，维护管理经济，简单，对邻近地下金属