管道防腐專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)

單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,*,管道防腐專業(yè)根底知識(shí)培訓(xùn),培訓(xùn)目的,理解金屬腐蝕與控制原理,掌握埋地管道外腐蝕防護(hù)的方法,掌握三層PE防腐層結(jié)構(gòu),理解管道陰極保護(hù)原理,掌握外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),掌握管道陰極保護(hù)準(zhǔn)那么,掌握管道電位測(cè)試方法,第一章：金屬腐蝕與控制原理,第二章：管道外涂層系統(tǒng),第三章：管道外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng),第四章：管道陰極保護(hù)測(cè)試,第一章：金屬腐蝕與控制原理,金屬腐蝕的定義,腐蝕電池,金屬電化學(xué)腐蝕熱力學(xué),金屬電化學(xué)腐蝕動(dòng)力學(xué),金屬腐蝕的分類,埋地管道的外腐蝕,金屬腐蝕的控制途徑,埋地管道外腐蝕防護(hù)的方法,管道防腐蝕保護(hù)示意圖,金屬腐蝕是金屬和周圍環(huán)境發(fā)生作用而被破壞的現(xiàn)象它是一種自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程，給人類帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)危害極大例如：金屬構(gòu)件在大氣中生銹；化工生產(chǎn)中，金屬設(shè)備與腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)接觸，尤其在高溫、高壓和高流速的條件下，造成設(shè)備生銹、老化、變形等現(xiàn)象金屬腐蝕,思考：大家都知道，鐵放在潮濕的空氣中一段時(shí)間會(huì)生銹，誰(shuí)知道這是為什么？,鐵生銹是鐵與空氣中的氧氣和水接觸，發(fā)生化學(xué)反響，而產(chǎn)生的一種化學(xué)腐蝕。

4Fe+3O2+H2O=2Fe2O3H2O,鐵失去電子被氧化；氧得到電子被復(fù)原金屬腐蝕的定義,腐蝕是金屬和周圍環(huán)境發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反響而導(dǎo)致的一種破壞性侵蝕腐蝕是一種化學(xué)過(guò)程，而且大多都是電化學(xué)過(guò)程，伴隨著氧化-復(fù)原反響的發(fā)生金屬的化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反響而引起的腐蝕金屬的電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會(huì)發(fā)生原電池反響，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕腐蝕的本質(zhì)：金屬發(fā)生氧化-復(fù)原反響腐蝕原電池,電化學(xué)腐蝕的前提,金屬回路：連接陰極和陽(yáng)極的任何金屬；,陰極：被保護(hù)的局部，得電子；,陽(yáng)極：被腐蝕的局部，自身失去電子；,電解質(zhì)：導(dǎo)電介質(zhì)Fe,陽(yáng)極,C,陰極,導(dǎo)線,Fe,2+,0H,e,腐蝕原電池,金屬電化學(xué)腐蝕熱力學(xué),金屬?gòu)牡V石金屬氧化物中提煉出來(lái)需要很大的能量，使其處于一個(gè)高能級(jí)狀態(tài)熱力學(xué)的一個(gè)規(guī)律是：材料總是趨向于以最低能量狀態(tài)存在因此，多數(shù)的金屬處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，具有尋求低能量狀態(tài)的傾向，如形成氧化物或其他化合物金屬轉(zhuǎn)化成低能量氧化物的過(guò)程就是腐蝕金屬電化學(xué)腐蝕動(dòng)力學(xué),金屬在電解質(zhì)中受自身材質(zhì)、電解液種類、電解液濃度、溫度、,PH,值等影響其電極電位不相同。

當(dāng)這些金屬在電解液中作為腐蝕電池的陰、陽(yáng)極時(shí)會(huì)產(chǎn)生電位差，引起腐蝕電池中的電流流動(dòng)，即腐蝕電流腐蝕的驅(qū)動(dòng)力是電極電位差,碳,-,鐵電池在中性土壤中的腐蝕圖,0.3V,（,C,）,-0.5V,（,Fe,）,_,陰極,陽(yáng)極,E,（,V,）,+,I,-0.1V,I,金屬腐蝕的分類,按腐蝕機(jī)理分類：化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、物理腐蝕,按腐蝕破壞的形貌特征分類：全面腐蝕、局部腐蝕,按腐蝕環(huán)境分類：大氣腐蝕、海水腐蝕、土壤腐蝕以及化學(xué)介質(zhì)中的腐蝕埋地管道的外腐蝕,鋼在土壤中的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕由于鋼管的材質(zhì)不同；土壤環(huán)境中的透氣性、含水量、酸度、含鹽量、電阻率、氧氣濃度等不同，使得管道在土壤中的電位不同，從而在管道外表形成陰、陽(yáng)極，驅(qū)動(dòng)腐蝕的發(fā)生管道是金屬回路、土壤是電解質(zhì)鋼鐵外表的微小原電池示意圖,陽(yáng)極Fe：Fe-2e=Fe2+,陰極C：2H2O+O2+4e=4OH-,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3鐵銹,金屬腐蝕的控制途徑,正確選用耐腐蝕材料,合理的防腐設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì),電化學(xué)保護(hù)陰極保護(hù)、陽(yáng)極保護(hù),介質(zhì)處理脫硫、脫水、添加緩蝕劑,金屬外表覆蓋層金屬與腐蝕性介質(zhì)隔離,埋地管道外腐蝕防護(hù)的方法,采用外涂層和施加陰極保護(hù)是管道外腐蝕防護(hù)的主要手段,盡管管道的絕大多數(shù)外表都被涂層有效地保護(hù)著，但是在漏點(diǎn)處或是剝離區(qū)中將會(huì)產(chǎn)生較高的腐蝕速率，很可能導(dǎo)致穿孔或開裂。

所以埋地管線的涂層系統(tǒng)少有不與陰極保護(hù)共同使用的陰極保護(hù)分類：犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù)目前陜京管道常采用外加電流陰極保護(hù)的方式管道防腐蝕保護(hù)示意圖,金屬,+,土壤 腐蝕,金屬,+,土壤 腐蝕,涂層,將金屬與土壤隔離開,金屬,+,土壤 腐蝕,涂層,將金屬與土壤隔離開,陰極保護(hù),針對(duì)有的缺陷涂層,整流器,將交流電流轉(zhuǎn)變成,脈動(dòng)直流電流,通過(guò)涂層以及陰極保護(hù)系統(tǒng)，最終形成一個(gè)完整的管道保護(hù)系統(tǒng)第二章：管道外涂層系統(tǒng),涂層,常用外涂層種類,三層,PE,防腐層,涂層,涂層的用意是要在金屬外表上形成一層絕緣材料的連續(xù)覆蓋層，將金屬與其直接接觸的電解質(zhì)之間進(jìn)行絕緣防止電解質(zhì)直接接觸到金屬，即設(shè)置一個(gè)高電阻使得電化學(xué)反響無(wú)法正常發(fā)生現(xiàn)實(shí)中，所有的涂層，不管總體質(zhì)量如何都存在空洞通常稱為不連續(xù)點(diǎn)被稱做漏點(diǎn)，這些漏點(diǎn)一般是在涂敷、運(yùn)輸或者安裝過(guò)程中產(chǎn)生的；使用過(guò)程中，涂層漏點(diǎn)一般是由于涂層老化、土壤應(yīng)力或是管道在土壤中移動(dòng)而產(chǎn)生的，有時(shí)也可能來(lái)自未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)的第三方破壞管道常用外涂層種類,涂層,優(yōu)點(diǎn),不足,煤焦油瓷漆,80,年,+,的使用壽命，針孔少與鋼材黏結(jié)力高，抗陰極剝離,對(duì)健康和空氣質(zhì)量的影響,工廠預(yù)制纏帶系統(tǒng),30,年,+,的使用壽命，針孔少，與鋼材黏結(jié)力高,屏蔽土壤中的陰保電流,熔結(jié)環(huán)氧,雙層熔結(jié)環(huán)氧,35+,年的使用壽命，針孔少，與鋼材黏結(jié)力高，抗陰極剝離,抗沖擊磨損能力較低吸濕率高,多層環(huán)氧,/,擠出聚烯烴系統(tǒng),低的保護(hù)電流需要量，高的抗陰極剝離能力，與鋼材優(yōu)異的黏結(jié)性，高抗沖擊和磨損性能,原始投入高，可能對(duì)陰保電流造成屏蔽,三層,PE,防腐層,陜京管道埋地干線防腐采用三層PE防腐涂層，其結(jié)構(gòu)為：,底層：熔結(jié)環(huán)氧底層,厚度100m；,中間層：共聚物熱熔膠厚度170250m；,外層背層：聚乙烯防腐層,厚度3.0或3.7mm。

根據(jù)德國(guó)調(diào)研數(shù)據(jù),三層PE涂層的使用壽命在30年以上，是一種性能優(yōu)異的外防腐涂層從強(qiáng)度方面考慮，三層PE分為普通型和加強(qiáng)型穿跨越段，普通型涂層總厚度為3.0mm左右，加強(qiáng)型涂層總厚度超過(guò)3.7mm三層,PE,結(jié)構(gòu)示意圖,外加電流陰極保護(hù)原理,外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)示意圖,外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成,陰極保護(hù)準(zhǔn)那么,第三章：外加電流陰極保護(hù),外加電流陰極保護(hù)原理,對(duì)被保護(hù)金屬施加負(fù)電流，通過(guò)陰極極化使所有陰極點(diǎn)的電位都到達(dá)了最活潑陽(yáng)極點(diǎn)的開路電位時(shí)，結(jié)構(gòu)物上的腐蝕就停止了外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)示意圖,直流電源的正極連接輔助陽(yáng)極，負(fù)極連接需要保護(hù)的構(gòu)件管道電流從輔助陽(yáng)極流出，經(jīng)電解質(zhì)到達(dá)管道外表破損處，再流回電源的負(fù)極外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成,電源：外加電流陰極保護(hù)電源分為：整流器和恒電位儀兩種整流器：是一種將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷难b置由變壓器、整流元件、濾波器、控制單元等組成，它機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于安裝、操作維護(hù)簡(jiǎn)便，工作穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)恒電位儀：廣義地說(shuō)，恒電位儀也是一種整流器它是一種能自動(dòng)地控制管道電位恒定的電子儀器它有一個(gè)控制電位和一個(gè)保護(hù)電位，恒電位儀的作用就是控制輸出使保護(hù)電位和控制電位到達(dá)一致。

假設(shè)保護(hù)電位偏正那么增加輸出，假設(shè)保護(hù)電位偏負(fù)那么減小輸出PC-1A,型恒電位儀,陰極保護(hù)整流器,外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成,輔助陽(yáng)極也稱惰性陽(yáng)極一般由高硅鑄鐵、鉑鈦或貴金屬氧化物和填埋料通常為焦碳組成；陽(yáng)極壽命應(yīng)盡可能長(zhǎng)，選擇適宜的數(shù)量并埋在土壤電阻率低的位置以降低陽(yáng)極接地電阻輔助陽(yáng)極地床是陰極保護(hù)站重要的輔助設(shè)施，通常陽(yáng)極地床型式可分為深井和水平連續(xù)淺埋兩種形式，陽(yáng)極材料采用貴金屬氧化物或加鉻高硅鑄鐵等陰極即管道,外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成,連接電纜：功能是將上述各局部組件，按照技術(shù)要求連接成完整的保護(hù)系統(tǒng)電纜類型：,陽(yáng)極電纜,陰極電纜,零位接陰電纜,參比電纜,接地電纜,陰極保護(hù)正常運(yùn)行的其它必要設(shè)施,參比電極：是測(cè)量被保護(hù)結(jié)構(gòu)物電位的半電池大家都知道結(jié)構(gòu)物的電位值無(wú)法測(cè)量，只能通過(guò)與某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)比較才能得出相對(duì)電位，參比電極就是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管道上最常用的參比電極是銅/硫酸銅參比電極結(jié)構(gòu)為一根較粗的銅棒用做電極體，浸入飽和硫酸銅溶液它分為便攜和長(zhǎng)效兩種長(zhǎng)效參比一般埋設(shè)在通電點(diǎn)和測(cè)試樁附近用于測(cè)量管道電位陰極保護(hù)正常運(yùn)行的其它必要設(shè)施,測(cè)試樁：,為了確認(rèn)已經(jīng)按照適用準(zhǔn)那么建立起符合要求的陰極保護(hù)，以及陰極保護(hù)系統(tǒng)的所有局部都正常運(yùn)行，進(jìn)行電性能測(cè)量和檢測(cè)是十分必要的。

測(cè)試樁是用來(lái)測(cè)定埋地管線的陰極保護(hù)狀況以及進(jìn)行腐蝕控制相關(guān)的其他測(cè)試工作的最好途徑測(cè)試樁根據(jù)其功能，其類型為電位測(cè)試樁、電流測(cè)試樁、絕緣接頭測(cè)試樁、犧牲陽(yáng)極測(cè)試樁和穿路套管測(cè)試樁等陰極保護(hù)正常運(yùn)行的其它必要設(shè)施,絕緣件：在長(zhǎng)輸管線中，絕緣接頭用來(lái)斷開被保護(hù)管道和與之相連的某些裝置、設(shè)備、支路的電連接，防止陰級(jí)保護(hù)電流散失到不需要保護(hù)的相連部件上，以保證陰極保護(hù)技術(shù)的成功是管道陰極保護(hù)系統(tǒng)中不可缺少的重要管件在分輸站的進(jìn)出站、閥室放空管、閥室內(nèi)接地處均設(shè)有絕緣接頭電位變送器：電位傳送器可將埋地金屬管道的管地電位信號(hào)(-30V)隔離變換成標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號(hào)420mA輸出，便于站控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理在大局部的閥室內(nèi)均有電位傳送器，用于傳送管道電位陰極保護(hù)準(zhǔn)那么,我們?nèi)绾沃缆竦亟Y(jié)構(gòu)獲得了充分保護(hù)？,最常用的準(zhǔn)那么是電位準(zhǔn)那么，也就是測(cè)量管道與地之間的電位1、在施加陰極保護(hù)時(shí)，測(cè)得的管道相對(duì)飽和硫酸銅參比電極簡(jiǎn)稱CSE電位到達(dá)-850mV或更負(fù)，,2、陰極保護(hù)狀態(tài)下管道的極限保護(hù)電位不能比-1200mVCSE更負(fù)3、以上測(cè)量電位時(shí)應(yīng)消除IR降的影響IR降：根據(jù)歐姆定律，由于電流的流動(dòng)在參比電極與金屬管道之間的電解質(zhì)土壤內(nèi)產(chǎn)生的電壓降。

防腐工程師需要定期進(jìn)行測(cè)量和檢測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道陰極保護(hù)狀況的變化第四章：管道陰極保護(hù)測(cè)試,管道電位測(cè)試,交流干擾電壓測(cè)試,工器具的維護(hù)和保養(yǎng),平安,管道電位測(cè)試,測(cè)量時(shí)應(yīng)將測(cè)試樁接線口銹蝕除掉，露出金屬本色將飽和Cu-CuSO4參比電極直立放置管道頂部地面土壤中，假設(shè)土壤枯燥需澆適量水萬(wàn)用表負(fù)極黑表筆接參比電極，正極紅表筆接測(cè)試點(diǎn)，數(shù)字萬(wàn)用表選擇直流2V檔測(cè)量時(shí)應(yīng)保持半分鐘以上，待萬(wàn)用表示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)；如不能穩(wěn)定那么讀其平均數(shù)，讀數(shù)取小數(shù)點(diǎn)后面兩位用長(zhǎng)效參比電極測(cè)量保護(hù)電位與上述方法根本相同，只是萬(wàn)用表負(fù)極黑表筆接長(zhǎng)效參比電極測(cè)試點(diǎn)即可測(cè)得電位值比-850mV更負(fù)為合格交流干擾電壓測(cè)試,測(cè)量時(shí)應(yīng)將測(cè)試點(diǎn)銹蝕除掉，露出金屬本色；,將鋼棒電極直立打入垂直距離管道10米的土壤中，假設(shè)土壤枯燥需澆適量水；,萬(wàn)用表負(fù)極黑表筆接鋼棒電極，正極紅表筆接測(cè)試點(diǎn)，數(shù)字萬(wàn)用表選擇交流20V檔，讀數(shù)取整數(shù)；,測(cè)量時(shí)應(yīng)保持半分鐘以上，待萬(wàn)用表示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)；如不能穩(wěn)定那么讀其平均數(shù)；,測(cè)得電壓值，一般15V以下為合格工器具的維護(hù)和保養(yǎng),萬(wàn)用表：,萬(wàn)用表長(zhǎng)期不用需將電池取出，防止電池漏液每年需要利用電位差計(jì)對(duì)萬(wàn)用表進(jìn)行一次校準(zhǔn)。

參比電極：,由于參比電極的滲透膜較脆弱，因此在使用過(guò)程中一定要防止摔碰硫酸銅溶液一定要飽和溶液中始終有未溶解的硫酸銅晶體配制硫酸銅溶液時(shí)一定要用蒸餾水長(zhǎng)期不用參比電極應(yīng)把硫酸銅溶液倒掉，等用時(shí)再重新配制平安,陰保機(jī)操作：,操作前檢測(cè)陰保機(jī)外殼是否存在危險(xiǎn)電壓小于36V不要接觸暴露的接線端子電位測(cè)試：,對(duì)于可能存在交流電壓的管道，應(yīng)首先測(cè)量交流電壓應(yīng)低于15V測(cè)量接線應(yīng)采用絕緣線夾，以防止與未知高壓電接觸測(cè)量操作中應(yīng)首先接好儀表回路，然后再連接被側(cè)體，測(cè)量結(jié)束時(shí)，按相反的順序操作，并執(zhí)行單手操作法雨天嚴(yán)謹(jǐn)進(jìn)行各項(xiàng)陰保測(cè)試工作本次培訓(xùn)回憶,金屬腐蝕的本質(zhì)是什么？,管道腐蝕的防護(hù)措施有哪些？,陰極保護(hù)的電位準(zhǔn)那么是多少？,陰極保護(hù)系統(tǒng)的主要組成有哪些？,培訓(xùn)結(jié)束，謝謝大家！,。