腐蝕與防護(hù)2013金屬腐蝕控制

1、金屬腐蝕與控制大慶油田公司油田建設(shè)2012年12月目錄第二章：陰極保護(hù)技術(shù)第三章：陽極保護(hù)技術(shù)第四章：埋地管道雜散電流腐蝕第五章：埋地管道的涂層保護(hù)第一節(jié)：腐蝕的基本概念第二節(jié)：腐蝕的八種形態(tài)腐蝕無處不在。而且沒有任何地方開始有腐蝕，后來自己停止。腐蝕帶來的是什么？是環(huán)境，是經(jīng)濟(jì)損失，理論上腐蝕可避免，實(shí)際做不到；理論上腐蝕可控，但往往控制不好，原因：有技術(shù)因素，有人的因素。腐蝕學(xué)科包括兩大內(nèi)容：腐蝕和防腐蝕。腐蝕研究的是腐蝕的動(dòng)力哪里來？腐蝕的原因何在？即發(fā)生腐蝕的內(nèi)因和外因。防腐蝕研究的是針對一個(gè)具體問題應(yīng)該采取什么措施，腐蝕研究是科學(xué)，是基礎(chǔ)，防腐蝕研究是技術(shù)，是目的，二者相互，相輔相成

2、，。研究腐蝕和研究防腐蝕同樣重要，只是研究的側(cè)重點(diǎn)不同。既有交叉，又有很大區(qū)別。共同的目標(biāo)都是要控制腐蝕。第一節(jié)、腐蝕的基本概念1、腐蝕的定義：1） 由于材料與環(huán)境反應(yīng)而引起的材料的破壞或變質(zhì)。2） 除了單純機(jī)械破壞以外材料的一切破壞。冶煉（還原過程）軋制鐵礦石（氧化鐵）鐵介質(zhì)（氧化過程）2、腐蝕的基本動(dòng)力腐蝕的基本動(dòng)力來自于金屬本身，介質(zhì)只是條件。只要外界條件（介質(zhì)）合適，它就會(huì)由原子態(tài)變成化合態(tài)。所有的金屬從熱力學(xué)的觀點(diǎn)來說都是不穩(wěn)定的。腐蝕完全是一個(gè)3、腐蝕的基本條件內(nèi)因：含雜質(zhì)，熱處理影響，成分不同，表面狀態(tài)不同，應(yīng)力不同等。外因：介質(zhì)環(huán)境中含氧、二氧化硫、各種鹽、不同的pH值，細(xì)菌、

3、 雜散電流、溫度、流速等以4、腐蝕的本質(zhì):金屬離子離開晶體進(jìn)入溶液，形成水化金屬正離子（腐蝕產(chǎn)物）； 而電子不可能被水化而留在金屬上。離子與電鋅在充氣鹽酸中的腐蝕過程5、腐蝕原電池金屬的電化學(xué)腐蝕很像一個(gè)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的原腐蝕原電池三個(gè)必要條件：1） 電位差：不同金屬由于電極電位不同，形成電位差。電位低的金屬失電子為陽極，發(fā)生腐蝕；電位高的金屬得電子為陰極，受到保護(hù)。2） 電解質(zhì)：海水、土壤、酸、堿、鹽等能導(dǎo)電的介質(zhì)。3）導(dǎo)體：電子在金屬中，ZHCInPt形成腐蝕原電池的典型情況：1）不同材質(zhì)、相同環(huán)境鐵銅相連接：FeCuFe - 2eFe+2：陽極腐蝕、陰極不腐蝕、受保護(hù)O +H O+2

4、e2OH-122鎂鐵相連接：Mg：Mg -2eMg+2陽極腐蝕、陰極不腐蝕、受保護(hù)Fe ： O +H O+2e2OH-1222）同一材質(zhì)、不同環(huán)境如鐵在貧氧區(qū)和富氧區(qū)：Fe貧氧 ：Fe-2eFe+2Fe富氧 ：O2+H2O+2e2OH-1陽極腐蝕、陰極不腐蝕、受保護(hù)同一材質(zhì)處在不同環(huán)境中，貧氧、鹽濃度高、酸性介質(zhì)、3）材質(zhì)不均勻、環(huán)境不均勻是由鐵碳合金組成，兩者存在電位差，E ( 碳) 一E ( 鐵) ；陰陽埋在土壤中，由于土壤中氧濃差、鹽濃差等又形成電位差E ( 富氧) 一E ( 貧氧) 。陰陽電位差金屬熱力學(xué)的不穩(wěn)定性電極電位微觀原電池均勻腐蝕腐蝕原電池局部腐蝕6、腐蝕電解池：腐蝕電解池是

5、由于外界電源漏電形成雜散電流造成的。雜散電流是指土壤中漫流的一種大小、方向都不確定的強(qiáng)電流，它來源于電氣機(jī)車、有軌電車、電焊機(jī)、電解槽、變電站接地、埋地電纜、陰極保護(hù)等設(shè)備，對管道、設(shè)備、貯罐、電氣化鐵路的直流電從鐵軌漏到，進(jìn)入管道的涂層破損處，再由管道另一涂層破損處，回到鐵軌( 變電站負(fù)端) ，雜散電流從管道的地方成為電解電池的管道不同部位電位不解池腐蝕外部電流流入陰極區(qū)（不腐蝕）外部電流陽極區(qū)（腐蝕）7、腐蝕的基本分類腐蝕有很多種分類方型的分法：1）分為低溫腐蝕和高溫腐蝕；（溫度）2）分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕；（行為）（介質(zhì)）第二節(jié) 腐蝕的八種形態(tài)按照腐蝕本身所顯示的形態(tài)一般分為八種，有些

6、是獨(dú)特的，有些是多少有些的。（1）均勻腐蝕或全面腐蝕（2）電偶腐蝕（3）縫隙腐蝕（5）晶間腐蝕（7）磨損腐蝕（4）孔蝕（6）選擇性腐蝕這八種形態(tài)實(shí)際上包括了所有的腐蝕破壞和問題，但這些形態(tài)不是按照重要性次序排列的。腐蝕可概括分為均勻腐蝕和局部腐蝕。均勻腐蝕可以掌握，危害性不大；局部腐蝕具有更大的1、均勻腐蝕化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)在全部的表面或大部分面積上均勻地進(jìn)行是均勻腐蝕的一般特征。均勻腐蝕是最常見的腐蝕形態(tài)，其結(jié)果是金屬變薄，最后破壞。從失重的角度看均勻腐蝕代表金屬的最大破壞，從技術(shù)角度，這種形態(tài)不重要，不可怕。利用簡單試驗(yàn)就可掌握它的規(guī)律。2、電偶腐蝕如果將兩種金屬接觸或用導(dǎo)線連接，電位差會(huì)使

7、電子在兩金屬之間。與原來不接觸時(shí)相比，一個(gè)腐蝕變快，一個(gè)腐蝕變慢，變慢的甚至?xí)Ｖ垢g。這類腐蝕因?yàn)樯婕暗搅穗娏骱筒煌饘?，所以稱為電偶（雙金屬）腐蝕，它是電化學(xué)腐蝕。原因是兩金屬之間會(huì)存在電位差。在一段舊管線上，連接一個(gè)新管節(jié)，新管節(jié)會(huì)加快電動(dòng)序按照金屬相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的標(biāo)準(zhǔn)還原電位代數(shù)值增大的順序排列起來的表，反映金屬氧化還原能力強(qiáng)弱的順序。標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)序：（相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極，25）鉀鈉鎂鋁鋅鉻鐵鎳鉛（氫） 銅銀鉑金電極電位由低到高活性由高到低25水溶液中可逆電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電位鎂 ：Mg22e鋁： AL3 3eMg ALFe CuAu2.363伏1.662伏0.440伏0.337伏1.498伏

8、鐵： Fe22e銅： Cu2 2e金： Au3 3e電偶腐蝕在大氣中也發(fā)生。其嚴(yán)重性取決于所含水分的類型和數(shù)量。近海岸的腐蝕比干燥的鄉(xiāng)村大氣嚴(yán)重，近海岸的冷凝液含鹽分，它比內(nèi)陸的冷凝液導(dǎo)電性（腐蝕性）更當(dāng)金屬完全干燥時(shí)，不發(fā)生電偶腐蝕，因?yàn)樵趦蓚€(gè)電極區(qū)域之間沒有傳遞電流的電解質(zhì)。電位差:- E陽I = E陰R式中:E -E： 表征腐蝕電池推動(dòng)力陰陽R ：介質(zhì)電阻I：面積的影響：電偶腐蝕中的一個(gè)重要因素是面積效應(yīng)，即陰極和陽極的面積比例，大陰極和小陽極構(gòu)成不利的面積比。與陽極面積和陰極面積相等的情況相比，大陰極小陽極時(shí)，小陽極區(qū)的腐蝕可能要嚴(yán)重100倍或1000倍。距離的影響：由電偶效應(yīng)引起的腐

9、蝕通常在連接處最大，離連接處越遠(yuǎn)，腐蝕越小。電偶作用的距離取決于3、縫隙腐蝕金屬浸在腐蝕介質(zhì)中，在縫隙和其他隱蔽的區(qū)域內(nèi)常常發(fā)生局部腐蝕。這類腐蝕常和孔穴、墊片底面、搭接縫、表面沉積物以及螺帽和鉚釘下的縫隙內(nèi)積存的少量靜止溶液有關(guān)。這種腐蝕形態(tài)稱為縫隙腐蝕，也叫作沉金屬和非金屬表面接觸能引起縫隙腐蝕。如一條橡皮帶繞在不銹鋼上放到海水中。一條縫隙要成為腐蝕的部位，必須寬到液體能流入，但又必須窄到能維持靜滯的區(qū)域。一般是幾十到上百個(gè)微米。墊片引起的縫隙腐蝕最常見，因?yàn)閴|片材料吸水，又能維持靜止。防止的措施：1、采用對接焊，不用或少用鉚或螺桿連接，焊接要堅(jiān)實(shí)并焊透，避免內(nèi)部產(chǎn)生微孔和縫隙。2、搭接焊

10、的焊縫要用連續(xù)焊。3、設(shè)計(jì)容器時(shí)要使液體能完全排凈，避免銳角和靜滯區(qū)（死角），液體能排凈便于，可防止固體在底部沉積。4、經(jīng)常檢查設(shè)備并除去沉積物。5、盡可能使用不吸水的墊片。4、孔蝕孔蝕是在金屬上產(chǎn)生小孔的一種極為局部的腐蝕形態(tài)。這類孔的直徑可大可小，但在大多數(shù)情況下都比較小。有些孔是孤立的存在，有些則緊湊在一起，看上去像一片粗糙的表面。深度明顯大于表面直徑的為孔蝕，表面直徑近似于深度的為點(diǎn)蝕?？孜g示意圖孔蝕是破壞性和隱患性最大的腐蝕形態(tài)之一?？孜g不易檢查，因?yàn)榭准刃?，又通常被腐蝕產(chǎn)物所覆蓋?？孜g特別有害，因?yàn)樗且环N局部的和劇烈的腐蝕形態(tài)，會(huì)在突然間導(dǎo)致事故?？孜g為什么進(jìn)展很快？蝕孔內(nèi)部是一

11、種自催化過程。金屬表面存在的“位錯(cuò)”等缺陷往往成為腐蝕孔的成核處。腐蝕孔成核后，最后長成什么形狀，受以下因素影響：電位組織結(jié)構(gòu)影響應(yīng)力溫度5晶間腐蝕晶間腐蝕主要是指合金的腐蝕，當(dāng)晶界或其鄰近產(chǎn)生局部腐蝕，而晶粒的腐蝕相對較小，就是晶間腐蝕。晶間腐蝕是由晶界的雜質(zhì)，或晶界區(qū)某一合金元素增多或減少引起的。危害：改變了金屬的成分，改變了性能，破壞了強(qiáng)度。不銹鋼的晶界示意圖晶界區(qū)界面6、選擇性腐蝕也叫選擇性浸出，是由于腐蝕過程而從一種固體合金中除去其中一種元素。如黃銅中選擇性的除鋅（脫鋅）；如鑄鐵使用一段時(shí)間后看上去象石墨，實(shí)際上是鐵經(jīng)過滲出而剩下石墨體，因?yàn)槭珜τ阼F是陰極，所以使鐵發(fā)生溶解。7、磨

12、損腐蝕磨損腐蝕是由于腐蝕流體和金屬表面間的相對運(yùn)動(dòng)，引起金屬的破壞或腐蝕。這種運(yùn)動(dòng)的速度很快，同時(shí)還包括機(jī)械磨耗或磨損的作用。磨損腐蝕的外表特征是槽、溝、波紋、圓孔和山谷形，常常顯示有方向性。許多情況下磨損腐蝕在比較短的時(shí)間內(nèi)就造成破壞，而且破壞出乎意料。大多數(shù)金屬和合金都會(huì)磨損腐蝕。許多金屬的耐蝕性是依靠產(chǎn)生某種表面膜（鈍化），如鋁、鉛、不銹鋼，當(dāng)這些保護(hù)性表層受破壞或磨損，金屬和合金的腐蝕就以高速進(jìn)行，結(jié)果就形成磨損腐蝕。銅和鉛，非常容易磨損腐蝕。氣體、水溶液、有機(jī)體系和液態(tài)金屬，都可能引起磨損腐蝕。懸浮在液體中的固體顆粒特別有害。與磨蝕腐蝕直接有關(guān)的因素是：表面膜，流速，湍流，沖擊，金屬

13、或合金的性質(zhì)，空泡腐蝕等?？张莞g?？张莞g是磨損腐蝕的一種特殊形式，是由于金屬表面附近的液體中有蒸氣泡的產(chǎn)生和破滅所引起的。在高流速液體和變化的設(shè)備中易發(fā)生空泡腐蝕，如船用螺旋槳，泵葉輪等?？张莞g的外表有些像孔蝕?？张莞g經(jīng)歷的步驟：（1）在保護(hù)膜上形成氣泡（2）氣泡破滅，使膜毀壞。（3）新的表面腐蝕，又重新成膜。（4）在同一點(diǎn)上又形成一個(gè)新氣泡。（5）氣泡破滅，又使膜破壞。（6）暴露區(qū)腐蝕，又重新成膜。這個(gè)過程反復(fù)進(jìn)行，結(jié)果是產(chǎn)生深孔。8、應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕也叫應(yīng)力腐蝕破裂，是拉應(yīng)力和特定腐蝕介質(zhì)共同作用而引起的。金屬或合金發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂時(shí)，大部分表面實(shí)際不腐蝕。破裂在常用的設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍

14、之內(nèi)發(fā)生，后果非常嚴(yán)重。裂紋方向一般與作用力垂直。1）、改變介質(zhì)改變介質(zhì)狀態(tài)為減輕腐蝕提供了多種途徑。通常采用改變介質(zhì)狀態(tài)的典型方法有：（1）降低溫度，（2）降低流速，（3）除去氧或氧化劑，（4）改變濃度。在許多情況下這類改變可以顯著減輕腐蝕，但是實(shí)施起來必須。這類改變產(chǎn)生的效果隨特定體系而不同。2）改變金屬表面狀態(tài)采用有機(jī)、無機(jī)、金屬、甚至復(fù)合的涂（鍍）層、包覆層來改變金屬表面狀態(tài)。有機(jī)涂層、無機(jī)涂層、鍍鋅、鍍鎳、鎳磷鍍、2LPE、3LPE等等。3）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常常和選材一樣重要，設(shè)計(jì)既要考慮機(jī)械和強(qiáng)度上的需要，同時(shí)也要考慮腐蝕裕量。裕量不是越大越好，還要考慮其他因素，如重量、應(yīng)力等。應(yīng)當(dāng)遵

15、守設(shè)計(jì)上的規(guī)則：1、槽和其他容器用焊接不用鉚接。因鉚接縫會(huì)提供縫隙腐蝕的部位。2、設(shè)計(jì)槽和其他容器時(shí)，應(yīng)考慮易于和將液體排放干凈。槽底和排液口應(yīng)有坡度，使槽放空后不至積留液體。3、預(yù)計(jì)在使用中很快會(huì)損壞的部件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮更換方便。4、在腐蝕介質(zhì)中的部件要避免承受過大的機(jī)械應(yīng)力和應(yīng)力集中。5、避免不同金屬接觸以防止電偶腐蝕?？赡軙r(shí)，全部體系選用同類材料，或使不同材料之間絕緣。6、避免管路中的急彎。因?yàn)槿菀滓鹉p腐蝕。7、換熱操作中應(yīng)避免局部過熱點(diǎn)。8、設(shè)計(jì)中要排除空氣。腐蝕中最普遍的陰極反應(yīng)是氧還原，如果消除了氧，腐蝕常?？梢詼p輕或停止。4） 電化學(xué)保護(hù)電化學(xué)保護(hù)：對被保護(hù)金屬施加直流電，通

16、過電化學(xué)極化使其電極電位移至特定的區(qū)域，從而抑阻金屬腐蝕的保護(hù)方法稱為電化學(xué)保護(hù)。電化學(xué)保護(hù)包括： （1）陰極保護(hù)（2）陽極保護(hù)第一節(jié)腐蝕電化學(xué)基礎(chǔ)金屬腐蝕是一種普遍存在的熱力學(xué)傾向。金屬在電解質(zhì)（海水、淡水、土壤、潮濕大氣和酸、堿、鹽等工業(yè)介質(zhì)）中的腐蝕過程實(shí)際上是一個(gè)電化學(xué)反應(yīng)過程。第二章陰極保護(hù)技術(shù) 任何反應(yīng)如能分解為兩個(gè)（或個(gè)）氧化和還原反應(yīng)，就叫做電化學(xué)反應(yīng)。Zn +HCIZnCI +H2Zn Zn+ + 2e2H + 2e H2(1)(2)第二章陰極保護(hù)技術(shù)氧化反應(yīng)又叫做陽極反應(yīng)，還原反應(yīng)又叫做陰極反應(yīng)陽極反應(yīng)的標(biāo)志是產(chǎn)生電子陰極反應(yīng)的標(biāo)志是消耗電子由電化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕就是電化學(xué)

17、腐蝕。電化學(xué)腐蝕最重要的基本原理之一：兩個(gè)反應(yīng)必須同時(shí)產(chǎn)生，具有相同速度。第二章陰極保護(hù)技術(shù)電化學(xué)腐蝕的主要特點(diǎn)：（1） 兩個(gè)反應(yīng)可以同時(shí)同地、也可同時(shí)異地發(fā)生，還原反應(yīng)間接影響腐蝕過程；（2） 只發(fā)生在與電解質(zhì)溶液接觸的金屬界面上；（3） 不僅與金屬材料和溶液介質(zhì)有關(guān)，還與電荷的傳輸速度有關(guān)。第二章陰極保護(hù)技術(shù)電化學(xué)腐蝕反應(yīng)具有一般電化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律和特征，這些規(guī)律和特征就是腐蝕電化學(xué)的基礎(chǔ)，陰極保護(hù)就是基于腐蝕電化學(xué)原理而發(fā)展起來的控制技術(shù)。第二章陰極保護(hù)技術(shù)陰極保護(hù)的基本原理：從外部對被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)物施加陰極性電流，通過陰極極化使被保護(hù)金屬的電極電位負(fù)移至某個(gè)保護(hù)電位范圍，從而抑阻金屬結(jié)構(gòu)

18、物的電化學(xué)腐蝕。第二章陰極保護(hù)技術(shù)陰極極化示意圖第二章：陰極保護(hù)技術(shù)鐵在中性水溶液中的自腐蝕電位約為-0.55V（CSE）。通過外加負(fù)電流使金屬陰極極化至-0.85V（CSE），外加負(fù)電流等于陰極還原反應(yīng)電流，即保護(hù)電流，此電位下鐵獲得完全的陰極保護(hù)。若進(jìn)一步陰極極化，鐵的電極電位將負(fù)移進(jìn)入氧擴(kuò)散控制區(qū)域。在-0.85V-1.15V（CSE）電位范圍內(nèi)，陰極還原反應(yīng)電流不隨電位變化而變化，這就是最極保護(hù)電位范圍。第二章陰極保護(hù)技術(shù)陰極保護(hù)有兩種方法：（1） 用合適的金屬連接犧牲陽極（2） 外電源的負(fù)極接到金屬構(gòu)件上外加電流陰極保護(hù)實(shí)質(zhì)上就是利用電化學(xué)的陰極極化原理第二章：陰極保護(hù)技術(shù)第二節(jié)：犧

19、牲陽極保選擇一種電極電位比被保護(hù)金屬更負(fù)的活潑金屬（合金），把它與共同置于電解質(zhì)環(huán)境中的被保護(hù)金屬從外部實(shí)現(xiàn)電連接，活潑金屬在所構(gòu)成的電化學(xué)電池中為陽極而優(yōu)先溶解，出的電子（負(fù)電流）使被保護(hù)金屬陰極極化到所需的電位，從而使被保護(hù)金屬得到保護(hù)。第二章陰極保護(hù)技術(shù)犧牲陽極原理圖第二章：陰極保護(hù)技術(shù)犧牲陽極示意圖犧牲陽極是選擇一個(gè)電位更負(fù)的金屬與金屬構(gòu)件相連，電位越負(fù)，輸出的電流越大。第二章：陰極保護(hù)技術(shù)埋地管道犧牲陽極保護(hù)示意圖第二章：陰極保護(hù)技術(shù)埋地管道犧牲陽極陰極保護(hù)的設(shè)置第二章：陰極保護(hù)技術(shù)海洋平臺(tái)上使用的犧牲陽極第二章：陰極保護(hù)技術(shù)鋼板樁碼頭上使用的陽極第二章：陰極保護(hù)技術(shù)第二章：陰極保護(hù)

20、技術(shù)第二章：陰極保護(hù)技術(shù)犧牲陽極法的優(yōu)點(diǎn)：1） 不需要外部電源，應(yīng)用廣泛；2） 對鄰近結(jié)構(gòu)物可能產(chǎn)生的雜散電流干擾很小甚至無干擾：3） 對于小型工件使用成本低；4） 輸出電流具有一定的自調(diào)節(jié)能力，保護(hù)電流分布均勻，利用率高；5） 安裝簡單，系統(tǒng)運(yùn)行期間的維護(hù)成本低，甚至不需維護(hù)；6） 在低電阻率環(huán)境中運(yùn)行工作良好。第二章陰極保護(hù)技術(shù)犧牲陽極法的局限性：1） 輸出功率小，在高電阻率環(huán)境中慎用，過高電阻率環(huán)境中則不宜使用；2） 可提供的保護(hù)電流小，可調(diào)節(jié)的電流范圍很??；3）消耗有色金屬，重量大，工作需要更換。短，若干年后第二章陰極保護(hù)技術(shù)鎂陽極相當(dāng)負(fù)的電極電位，很高的電流容量，理論電量2200Ah

21、/ Kg 以及不易鈍化的特性，適用于土壤、海水、海泥、淡水，熱水裝置和冷卻水裝置。優(yōu)點(diǎn)：同鐵相比， Mg-Fe之間驅(qū)動(dòng)電壓0. 7V （驅(qū)動(dòng)電壓指陽極開路電位減去管道保護(hù)電位即-0. 85- （-1. 55 ）=0. 7V ）。缺點(diǎn)：效率低（僅50%），碰撞或摩擦，可能產(chǎn)生火花，因此不能用在油倉中。第二章陰極保護(hù)技術(shù)鋅陽極：必須使用高純鋅( 含鋅99. 995%， 鐵小于0. 0014%)或制成鋅合金陽極才具有優(yōu)良的電性能。鋅陽極主要應(yīng)用在海水設(shè)施，帶有填包料的 鋅陽極可應(yīng)用在電阻率15的土壤中。優(yōu)點(diǎn)：電流容量820Ah/ Kg，電流效率高達(dá)95%（海水），土壤中效率65%，長。缺點(diǎn)：同陰極保

22、護(hù)的鐵相比，鋅有大約0. 2V 的驅(qū)動(dòng)電勢，在高于60的環(huán)境下工作，會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕，溫度再高有可能發(fā)生極性逆轉(zhuǎn)。在自來水中應(yīng)用，主要問題是鈍化。第二章陰極保護(hù)技術(shù)鋁合金陽極：適于海水，不適于土壤中，因?yàn)殇X陽極腐蝕后生成氫氧化物Al (OH) 3形成堅(jiān)硬的外殼，影響發(fā)出電流。優(yōu)點(diǎn)：很高的電流容量( 理論電量2980Ah/ Kg)， 效率可高達(dá)80%(常溫)，長。但溫度升高，效率會(huì)進(jìn)一步下降。缺點(diǎn)：相對陰極極化后的鋼鐵只有0. 25V的驅(qū)動(dòng)電壓；因?yàn)殁g化不能在淡水中使用，對鋁陽極上交流干擾電壓不宜超過10V。第二章陰極保護(hù)技術(shù)犧牲陽極的其他應(yīng)用：1）犧牲陽極做接地電池在交流干擾影響范圍內(nèi)及雷電多發(fā)

23、區(qū)，為了防止強(qiáng)電沖擊引起的破壞，需要在絕緣接頭兩側(cè)或電力接地體與管道之間裝設(shè)由犧牲陽極構(gòu)成的接地第二章陰極保護(hù)技術(shù)2) 犧牲陽極做接地極過去接地極用銅或鋼，一方面造成電偶腐蝕，另一方面使陰極保護(hù)電流大量流失。改用鋅接地極不影響陰極保護(hù)，防電偶腐蝕，排流效果好，不排流時(shí)提供保護(hù)電流。第二章陰極保護(hù)技術(shù)3）犧牲陽極做參比電極鋅參比做為固體參比、牢固可靠，同一般犧牲陽極一樣，要埋在長年潮濕環(huán)境中，否則表面鈍化，電位正移。按鋅陽極開路電位- 1 . 10V計(jì)算，若保護(hù)電位為- 0 . 85V（相對CSE），即對鋅參比應(yīng)是- 0. 8 5-( - 1. 10)= +0. 25V。經(jīng)常用硫酸銅參比校正鋅參

24、比是十分必要的。第二章陰極保護(hù)技術(shù)4）犧牲陽極用作接地排流和安全防范埋地管道有時(shí)要與高壓線路平行埋設(shè)，管道上會(huì)由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生次生電壓，即交流干擾。為減輕和消除這種干擾，一般要采用接地排流技術(shù)，采用犧牲陽極對交流干擾進(jìn)行接地排流，可產(chǎn)生排流和陰保的雙重功效。第二章陰極保護(hù)技術(shù)第三節(jié)：外加電流保利用外部電源對被保護(hù)金屬（結(jié)構(gòu)物）施加一定的負(fù)電流，使被保護(hù)金屬的電極電位通過陰極極化達(dá)到規(guī)定的保護(hù)電位范圍，從而得到保護(hù)。第二章陰極保護(hù)技術(shù)外加電流陰極保護(hù)的原理第二章：陰極保護(hù)技術(shù)第二章：陰極保護(hù)技術(shù)第二章：陰極保護(hù)技術(shù)外加電流法的特點(diǎn)：1） 具有較大的輸出功率，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離陽極配置，可以實(shí)現(xiàn)更大范

25、圍的保護(hù)電流供給；2） 輔助陽極的有效保護(hù)半徑大，可顯著增大保護(hù)范圍；3） 可適用于各種環(huán)境介質(zhì)（包混凝土等；4） 輸出電流和電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)；電阻率環(huán)境），如淡水、5）服役長；6）用于大型工程時(shí)成本較低。第二章陰極保護(hù)技術(shù)外加電流法的局限性：1） 可能對鄰近的金屬結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生雜散電流干擾；2） 容易使高強(qiáng)鋼過保護(hù)，導(dǎo)致氫脆；3） 可能使被保護(hù)物上的防腐層產(chǎn)生陰極剝離；4） 使用中管理維護(hù)的工作量大；5） 被保護(hù)物上的電流分布不易均勻；6）投資較大。第二章陰極保護(hù)技術(shù)埋地管道應(yīng)用外加電流的條件：(1)(2)良好的縱向?qū)щ娦?，有法蘭連接處要加跨接線，加設(shè)絕緣接頭，與管橋( 柱) 、固定墩、混凝土鋼筋

26、保持電絕緣，被保護(hù)管與其它管、電纜交叉最小間距30cm，交叉(3)點(diǎn)兩者絕緣。第二章陰極保護(hù)技術(shù)電源的選擇：電源設(shè)備有整流器和恒電位儀。在國外，恒電位儀主要用于排流、船舶、碼頭等所需保護(hù)電流變化幅度大，較頻繁的地方。埋地管道的保護(hù)電流雖然隨季節(jié)有所變化，但變化很小，且很慢( 以月為周期) ， 故多用整流器。采用恒電位儀，不是最佳、最經(jīng)濟(jì)的方案。整流器裝置要求具有結(jié)構(gòu)簡單，耐氣候性強(qiáng)的特點(diǎn)。第二章陰極保護(hù)技術(shù)恒電位儀和整流器的比較項(xiàng)目整流器恒電位儀制造、電原理環(huán)境適應(yīng)性 可靠性調(diào)節(jié)次數(shù)檢修、維護(hù)價(jià)格簡單強(qiáng) 高較頻繁簡單低復(fù)雜差視質(zhì)量，大多數(shù)不高較少復(fù)雜高第二章陰極保護(hù)技術(shù)輔助陽極：1）輔助陽極的

27、作用輔助陽極是外加電流陰保系統(tǒng)完整電流回路中的重要部分。外部電源的正極與輔助陽極連接。其作用是長、可靠地承載電流并向被保護(hù)物提供電流。第二章陰極保護(hù)技術(shù)2）輔助陽極材料石墨、高硅鑄鐵、含鉻高硅鑄鐵、混合金屬氧化物電極如鉑一鈦(鈮、鉭) 、柔性陽極、鋼鐵陽極( 高電阻率環(huán)境) 。形狀以棒狀居多。高硅鑄鐵主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橥寥?、淡水、半咸水和海水。高硅鑄鐵陽極 在土壤中可單獨(dú)使用，若土壤中含有相當(dāng)高濃度的氯化物時(shí)，以含鉻高硅鑄鐵為宜。高硅鑄鐵直接埋入土壤使用要充分考慮排氣問題。有縮頸現(xiàn)象，腐蝕不均勻，受影響。第二章陰極保護(hù)技術(shù)石墨是一種耐蝕材料，作輔助陽極使用時(shí)屬于低溶性材料。石墨陽極耐氯性能好，適用

28、于海水和含氯化物土壤中。石墨陽極性脆、易損傷、機(jī)械強(qiáng)度低，適合用于固定結(jié)構(gòu)物的陰極保護(hù)。石墨陽極不應(yīng)用在密閉系統(tǒng)中，因?yàn)閾p耗剝落下來的石墨顆粒會(huì)造成局部電偶腐蝕。第二章陰極保護(hù)技術(shù)鍍鉑鈦、鍍鉑鈮陽極：這兩種陽極是由在鈦基材或鈮基材上燒結(jié)金屬鉑制成。體積小，重量輕，輸出電流大，損耗低，通常用于容器內(nèi)壁的陰極保護(hù)。第二章陰極保護(hù)技術(shù)柔性陽極：柔性陽極又名聚合物型電纜陽極，用導(dǎo)電的、性能穩(wěn)定的改性聚合 物制成，石墨粉作為導(dǎo)電材料，銅質(zhì)電纜芯用作電流導(dǎo)線，做成電 纜狀的陽極柔韌性好，抗機(jī)械損傷能力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，柔性陽 極主要用于埋地管道和儲(chǔ)罐底部的陰極保護(hù)。柔性陽極一般由以下幾部分組成：銅芯、導(dǎo)電

29、聚合物陽極材料、焦炭渣、編織物等。第二章陰極保護(hù)技術(shù)陽極地床：陽極地床是焦炭填料和輔助陽極構(gòu)成的一種“形式陽極”，它 延長了陽極的有效長度和增大了有效直徑，顯著降低了陽極接地電 阻。陽極地床設(shè)在土壤電阻率低的地方，設(shè)計(jì)陽極地床應(yīng)考慮兩個(gè)問 題，一是陽極材料的消耗，二是陽極氣體的逸放。為防止“氣阻”有利于氣體的逸出，在焦炭地床的上部還要填放一些粗砂或礫石，有些地方還要用多孔是必要時(shí)可往里注水。管插至陽極地床中心，一是用于排氣，二第二章陰極保護(hù)技術(shù)陽極地床分淺埋地床和深埋地床。在淺埋地床中又分為立式和水平式兩種，當(dāng)周圍設(shè)施多且地表層土壤電阻率太高，不宜埋設(shè)地床時(shí)，就應(yīng)考慮深井地床。深井地床一般埋深

30、在20300m，施工費(fèi)用較高，第二章陰極保護(hù)技術(shù)第二章陰極保護(hù)技術(shù)淡水、海水所需保護(hù)電流密度淡水鋼構(gòu)筑物覆蓋層狀況保護(hù)電流密度mA/ m 2橋梁，上、下水構(gòu)筑物、水壩水罐、水井熱交換器、鍋爐良好涂覆層舊涂覆層無涂覆無涂覆0. 05 0. 60. 5 8513100600海水躉船、系船浮標(biāo)航行中船舶碼頭設(shè)施、浮橋、浮筒鋼板樁、壓載艙良好涂覆層舊涂覆層舊涂覆層無涂覆層0. 2 202010005010001001000第二章陰極保護(hù)技術(shù)第三章埋地管道雜散電流腐蝕第一節(jié)：埋地管道外腐蝕第二節(jié)：直流雜散電流腐蝕第三節(jié)：交流雜散電流干擾第四節(jié)：交流電對金屬腐蝕的影響作用第一節(jié)：埋地管道外腐蝕1、土壤腐蝕

31、的特點(diǎn)1） 土壤的多相性。土壤是由土粒、水、空氣、有機(jī)物等多種組分構(gòu)成的復(fù)雜的多相體系。實(shí)際的土壤一般是這幾種不同組分按一定比例組合在一起的。2） 土壤的導(dǎo)電性。土壤中的水分能以各種形式存在，土壤中總會(huì)或多或少的存在一定的水分，土壤有導(dǎo)電性。土壤的孔隙及含水的程度影響著土壤的透氣性和電導(dǎo)率。第三章埋地管道雜散電流腐蝕3）土壤的不均勻性。土壤中的氧氣，有的存在于土壤的縫隙中，有的溶解在水中。土壤中的氧濃度與土壤的濕度和結(jié)構(gòu)都有密切關(guān)系，氧含量在干燥的砂土中最高，在潮濕的砂土中次之，在潮濕密實(shí)的粘土中最少。充氣的不均勻性是造成氧濃差電池腐蝕的原因。第三章埋地管道雜散電流腐蝕4）土壤的酸堿性。大多數(shù)

32、土壤是中性的，有的土壤是堿性的，如我國西北的鹽堿土；也有一些土壤是酸性的，如腐殖土和沼澤土。一般認(rèn)為，pH值越低，腐蝕性越大。影響在土壤中腐蝕的環(huán)境因素主要有土壤的不均勻性、含鹽量、含氧量、含水量、pH值、溫度和微生物種類等。第三章埋地管道雜散電流腐蝕3、土壤腐蝕的幾種形式1）充氣不均勻引起腐蝕由于土壤的滲透性不同導(dǎo)致氧含量不同，密實(shí)、潮濕的粘土中的氧含量低，疏松、干燥的砂土中的氧含量高， 粘土中的管道電位低于沙土中的管道，在周圍土壤的作用下，發(fā)生氧濃差電池腐蝕，使粘土中的管道被腐蝕。第三章埋地管道雜散電流腐蝕受腐蝕陽極區(qū)陰極區(qū)陰極區(qū)陽極（腐蝕）砂土粘土砂土土壤透氣性差異引起的腐蝕管道在結(jié)構(gòu)不

33、同的土壤中所形成的氧濃差電池河底土壤透氣性差，使底部管道呈陽性，受到腐蝕第三章埋地管道雜散電流腐蝕2) 雜散電流引起的腐蝕引起雜散電流腐蝕的外部因素很多，電氣化鐵路、有軌電車、電焊機(jī)、高壓輸電線路、地鐵、變電站接 地、電解槽、施加陰極保護(hù)的并行管線等。埋地管線電流的部位作為陽極區(qū)發(fā)生腐蝕，流入電流的部位作為陰極區(qū)。第三章埋地管道雜散電流腐蝕金屬損失量與流過雜散電流的電量成正比。1A電流，一年就相當(dāng)于約9-10公斤的鐵電解腐蝕而溶解掉,雜散電流引起的腐蝕是相當(dāng)嚴(yán)重的。由于這種腐蝕是由外電源引起的一種強(qiáng)制性腐蝕行為，故稱為電解腐蝕。根據(jù)干擾源不同可分為直流干擾腐蝕和交流干擾腐蝕，腐蝕形式分靜態(tài)和動(dòng)

34、態(tài)二種。第三章埋地管道雜散電流腐蝕3）微生物腐蝕對腐蝕有作用的、最重要的是硫酸桿菌和硫酸鹽還原菌（厭氧菌）。這兩種細(xì)菌能將土壤中硫酸鹽還原產(chǎn)生S2-，其中僅小部分消耗在微生物自身的新陳代謝上，大部分可作為陰極去極化劑，促進(jìn)腐蝕反應(yīng)。第一步：SO42-+8HS2-+ 4H2OFeS+2OH-+3Fe(OH)2最終：4Fe+ SO -2 +4H O42土壤的pH值在4. 5 9. 0時(shí)，最適宜硫酸鹽還原菌生長，pH值在3. 5以下或11以上時(shí)，這種菌的活動(dòng)及生長就很。第三章埋地管道雜散電流腐蝕4）電偶腐蝕當(dāng)一段新管道和一段舊管道搭接時(shí)，新管道電位低于舊管道，在土壤介質(zhì)的作用下發(fā)生腐蝕，腐蝕的結(jié)果是

35、新管道被腐蝕。供熱成，與中的波紋管補(bǔ)償器，是由奧氏體不銹鋼制焊接后，由于補(bǔ)償器和管道的電位不同，在周圍土壤環(huán)境作用下，發(fā)生電偶腐蝕，供熱管道被腐蝕。第三章埋地管道雜散電流腐蝕5）應(yīng)力電池腐蝕金屬材料受到外加應(yīng)力作用后，會(huì)引起電極電位的改變。埋地管道不同部位的受力不同會(huì)產(chǎn)生電位差，進(jìn)而形成應(yīng)力電池腐蝕。土壤摩擦力引起供熱管道應(yīng)力電池腐蝕C陰極區(qū)陽極區(qū)AB第三章埋地管道雜散電流腐蝕6）溫差電池腐蝕溫度的存在使腐蝕變得更加復(fù)雜。溫度升高不僅會(huì)提高供熱管道的腐蝕速度，而且有可能發(fā)生供熱管道特有形式的腐蝕溫差電池腐蝕。當(dāng)供熱管道的不同部位所 處的環(huán)境溫度不同時(shí)，它們的電位也將不同，通常情況下，具有較高溫

36、度的部位將成為陽極，被優(yōu)先腐蝕。低溫區(qū)（可能的陰極）高溫區(qū)（可能的陽極）中心換熱站凝結(jié)水管道凝結(jié)水電流電解質(zhì)（土壤）第三章埋地管道雜散電流腐蝕第二節(jié)直流雜散電流的腐蝕在設(shè)計(jì)規(guī)定的電回路以外的直流電流稱為直流雜散電流（直流干擾電流）。環(huán)境介質(zhì)中的雜散電流可以通過防腐層的某處缺陷進(jìn)入管道，再從防腐層的某處缺陷流出管道進(jìn)入環(huán)境介質(zhì)，這就構(gòu)成了一個(gè)電解腐蝕電流處發(fā)生腐蝕。直流供電分站正極供電線鐵軌載荷電流鐵軌陽極腐蝕區(qū)供熱管道第三章埋地管道雜散電流腐蝕直流雜散電流干擾源的分類對埋地管道影響最普遍、最嚴(yán)重的是直流電氣化鐵路。電氣化機(jī)車運(yùn)行時(shí)，大地電位受到鐵軌電位的影響，大地電位的變化又會(huì)引起管道電位的變

37、化。通過測量大地電位和管道電位分布，就可分析雜散電流的干擾狀態(tài)及其腐蝕狀況。項(xiàng)目分類雜散電流源動(dòng)態(tài)干擾源工業(yè)干擾源直流電氣化鐵路高壓直流電力線直流用電裝置（電焊、電解、電鍍）自然干擾源地磁場作用引起的地電流靜態(tài)干擾源工業(yè)干擾源陰極保護(hù)系統(tǒng)第三章埋地管道雜散電流腐蝕如果一條管道平行或交叉地緊鄰著一條直流供電的電氣化鐵路時(shí)，就有可能產(chǎn)生雜散電流引起的腐蝕。管線的陰保系統(tǒng)同樣也會(huì)嚴(yán)重的干擾。高強(qiáng)鋼如果吸收過多的雜散電流而引起過保護(hù)，還有可能出現(xiàn)氫致開裂。第三章埋地管道雜散電流腐蝕雜散電流腐蝕與腐蝕原電池作用過程相比，有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）在雜散電流腐蝕中，必定存在至少一個(gè)外部雜散電流源，而腐蝕原電池

38、的作用過程是自發(fā)形成的過程；（2）在雜散電流腐蝕的管道上形成了遠(yuǎn)距離的陽極區(qū)和陰極區(qū)；（3）雜散電流腐蝕過程中的電學(xué)極性符合電解池的極性關(guān)系，與腐蝕原電池的極性正好相反。第三章埋地管道雜散電流腐蝕雜散電流的腐蝕強(qiáng)度與土壤電阻率成反比，土壤電阻率越大，雜散電流腐蝕強(qiáng)度越低。雜散電流腐蝕速度快、強(qiáng)度高；腐蝕集中于管道的防腐層缺陷處，影響范圍廣，破壞的位置和強(qiáng)度具有隨機(jī)性和機(jī)動(dòng)性。第三章埋地管道雜散電流腐蝕·源于陰保系統(tǒng)的直流雜散電流埋地管線外加電流陰保系統(tǒng)的陽極地床處會(huì)形成一個(gè)有一定作用范圍的陽極電壓漏斗，位于此影響區(qū)內(nèi)的管道或其他金屬結(jié)構(gòu)物必定會(huì)受到干擾。陰極保護(hù)系統(tǒng)本身就是一個(gè)重要的

39、雜散電流源。由陰保系統(tǒng)引起的雜散電流干擾通常分為陽極干擾、陰極干擾和混合干擾。第三章埋地管道雜散電流腐蝕1）陽極干擾當(dāng)一條“外來”管道“平行”于保護(hù)管道穿過陽極地床的電壓漏斗時(shí)，就會(huì)在靠近陽極地床處“吸收”電流，這些電流（雜散電流）就會(huì)沿管道，在離陽極床較遠(yuǎn)的管道表面“防腐層缺陷”處進(jìn)入大地。第三章埋地管道雜散電流腐蝕與陰極保護(hù)管道平行埋設(shè)的外來管道穿過陽極地床周圍而產(chǎn)生的雜散電流干擾（陽極干擾）“外來”管道在接受電流的區(qū)域，管道電位向負(fù)的方向移動(dòng)，受到保護(hù)但有可能產(chǎn)生過保護(hù)。當(dāng)電流在遠(yuǎn)離陽極床的管道表面某一處時(shí)，將使此處管地電位正移，管道受到腐蝕。第三章埋地管道雜散電流腐蝕2）陰極干擾陰極干

40、擾是指“外來”管道與受保護(hù)管道垂直相交埋設(shè)，在其接近區(qū)域使“外來”管道發(fā)生雜散電流腐蝕的現(xiàn)象。與陰極保護(hù)管道垂直埋設(shè)的外來管道穿過陽極地床周圍而產(chǎn)生的雜散電流干擾（陰極干擾）第三章埋地管道雜散電流腐蝕與陰極保護(hù)管道 “交叉”埋設(shè)的一條“外來”管道，交叉部位之外的較大范圍管段“吸收”電流，在與被保護(hù)管道相交處“”，進(jìn)入土壤或陰保管道。在電流離開的部位管地電位正移，具有很高的腐蝕破壞傾向?！拔铡彪娏鞯墓芏螀^(qū)域，管地電位負(fù)移，如果吸收過多也會(huì)出現(xiàn)過保護(hù)。第三章埋地管道雜散電流腐蝕3）混合干擾陽極干擾和陰極干擾共同作用時(shí)稱為混合干擾。與陰極保護(hù)管道交叉埋設(shè)的“外來”管線穿越陽極地床周圍而產(chǎn)生的雜散電

41、流干擾（混合干擾）第三章埋地管道雜散電流腐蝕“外來”管線在緊靠陽極地床的部位“吸收”大量電流，又在緊靠陰保管道的附近“”，就會(huì)在電流部位造成腐蝕。這種混合干擾的腐蝕破壞要比單獨(dú)的陽極干擾或單獨(dú)的陰極干擾嚴(yán)重得多。如果“外來”管線的電流吸收區(qū)和電流排放區(qū)相距較近，則破壞作用更為明顯。在吸收區(qū)可能出現(xiàn)的過保護(hù)和排放區(qū)的腐蝕破壞都會(huì)更大。第三章埋地管道雜散電流腐蝕·直流雜散電流腐蝕的判定埋地管道直流雜散電流的干擾，可通過測量管地電位和電位梯度來判斷，各國標(biāo)準(zhǔn)不盡相同。英國認(rèn)為：管地電位正向偏移超過20mV時(shí)就可能產(chǎn)生不允許的干擾腐蝕，以正向偏移超過20mV為判斷指標(biāo)；認(rèn)為：管地電位正向偏移

42、達(dá)到20mV時(shí)就存在腐蝕危險(xiǎn)，但判據(jù)是50mV。第三章埋地管道雜散電流腐蝕德國規(guī)定：管地電位正向偏移100mV為直流干擾判定標(biāo)準(zhǔn)；中國規(guī)定：（1）當(dāng)在管道任意點(diǎn)上管地電位較自然電位正向 偏移20mV或管道附近土壤中的電位梯度大于0. 5mV/ m 時(shí)，確定為有直流干擾；（2）管道任意點(diǎn)上地電位較自然電位正向偏 移100mV或管道附近土壤中的電位梯度大于2. 5mV/ m 時(shí)，管道應(yīng)采取直流排流保護(hù)或其他防護(hù)措施。第三章埋地管道雜散電流腐蝕·雜散電流腐蝕類型及形貌判定雜散電流腐蝕與自然腐蝕之間的差異比較項(xiàng)目雜散電流腐蝕自然腐蝕鋼鐵腐蝕形貌孔蝕傾向大，腐蝕面光滑，有時(shí)呈金屬光澤，邊緣較整

43、齊，腐蝕產(chǎn)物似黑色細(xì)粉末，有水分存在時(shí)，可明顯觀察到電解過程跡象。孔蝕傾向較小，有黃色或黑色的質(zhì)地較為疏松的銹層，腐蝕面邊緣不整齊，清除腐蝕產(chǎn)物后腐蝕面較粗糙環(huán)境通常在土壤電阻率100m 環(huán)境下，雜散電流較難發(fā)生幾乎在任何土壤中均可發(fā)生第三章埋地管道雜散電流腐蝕·直流雜散電流腐蝕的防護(hù)措施1）減少干擾源的電流泄漏對于電氣化鐵路，要求鐵軌導(dǎo)電性良好，鐵軌上流過電流所產(chǎn)生的電位差不大于3V/ Km ，各區(qū)段鐵軌接頭所增加的電阻，不大于該區(qū)段鐵軌 電阻的20%。還應(yīng)采取措施保障鐵軌對大地的絕緣性能。第三章埋地管道雜散電流腐蝕2）被保護(hù)物與干擾源之間的相關(guān)關(guān)系埋地管道與直流電氣化鐵路的鐵軌平

44、行接近或交叉時(shí)，相互間的距離應(yīng)不小于1m, 且盡量縮短與之平行的管道長度。規(guī)定，直流回歸線的非絕緣部分，與埋地管道接近或交叉時(shí)，相互間的間距必須大于1m。第三章埋地管道雜散電流腐蝕保護(hù)的平行管道之間，距離不宜小于10m；非被保護(hù)管道與外部管道交叉時(shí)，其間凈垂直距離不應(yīng)小于0. 3m;如 果凈距離0. 3m， 間隔處必須安裝堅(jiān)固的物，確保其互不接觸或短路；交叉點(diǎn)兩側(cè)的雙方管道都應(yīng)在10m以上的距離使用特加強(qiáng)防腐層。管道與電纜交叉時(shí)，在交叉點(diǎn)處的相互凈垂直距離應(yīng)不小于0. 5m。交叉點(diǎn)兩側(cè)也應(yīng)各延伸10m以上使用特加強(qiáng)防腐層。第三章埋地管道雜散電流腐蝕3）排流法防止雜散電流將結(jié)構(gòu)物中的雜散電流，人

45、為動(dòng)地使之直接流回干擾源或排放到大地中去，就是排流。排流方法分為：直接排流、極性排流、強(qiáng)制排流和接地排流。對于同一個(gè)埋地結(jié)構(gòu)物，可以采用一個(gè)或幾個(gè)排流法，可以選擇一點(diǎn)或多點(diǎn)排流。第三章埋地管道雜散電流腐蝕第三節(jié) 交流雜散電流干擾在埋地管線附近的高壓交流輸電線路或交流電氣化鐵路會(huì)通過電阻耦合、電容耦合、電磁感應(yīng)耦合，對埋地管線產(chǎn)生交流腐蝕，還會(huì)對埋地管線的陰保系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生干擾。在交流干擾的環(huán)境中，盡管能夠滿足傳統(tǒng)的“以電位為基礎(chǔ)”陰保判據(jù)，仍有可能發(fā)生交流腐蝕。交流干擾對陰保系統(tǒng)的影響是一個(gè)很重要的實(shí)際問題。第三章埋地管道雜散電流腐蝕1、電阻耦合干擾埋地管道與交流電力系統(tǒng)的接地極共存于大地環(huán)境

46、中，通過等效電阻（大地）將兩者連接起來，產(chǎn)生的電阻耦合作用可以將交流能量以交變電流或電位的形式傳送到埋地管道上，從而對管道的腐蝕狀態(tài)和防腐蝕狀態(tài)產(chǎn)生干擾影響。第三章埋地管道雜散電流腐蝕管道鋪設(shè)在高壓輸電線路或變電站區(qū)域內(nèi)，或靠近高壓鐵塔的接地極，或與交流供電的電氣化鐵路鄰近或相交時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電阻耦合干擾。管道的位置至少要與電力接地保持3m管道第三章埋地管道雜散電流腐蝕2、電容耦合干擾帶有防腐層的不論在下溝之前還是埋在，都有電容存在。這種電容跨接在高壓線路的相導(dǎo)線與管道之間以及串接在管道與相鄰大地之間。輸電線C1。輸電線C。1管道。管道C2C2=R對管道電容耦合作用示意圖第三章埋地管道雜散電流腐

47、蝕這種電容耦合作用并不是一個(gè)嚴(yán)重問題。如果管道鋪設(shè)在與土壤絕緣良好的墊塊上、在高壓輸電線路或電氣化鐵路電力線附近且并行，就會(huì)發(fā)生電容耦合干擾。輸電線路10m范圍內(nèi)、與大地絕緣的地上焊接管道如果處于超過以下長度就要采取措施，以防發(fā)生不允許的電容耦合干擾：標(biāo)稱電壓110KV的三相110KV電氣化鐵路電力線或線路旁1000m。輸電線路旁200m;導(dǎo)線以及交流電氣化鐵路供電第三章埋地管道雜散電流腐蝕3、電感耦合干擾高壓輸電線路中的交流電在其周圍產(chǎn)生交變磁場，穿越該磁場的導(dǎo)體會(huì)感應(yīng)出交變電位并有電流，這種作用稱為電感耦合作用。對管道的電感耦合干擾通常只發(fā)生在與的三相高壓輸電線路及交流電氣化鐵路的運(yùn)行線和

48、供電線緊鄰或平行的地段。第三章埋地管道雜散電流腐蝕隨著高電壓系統(tǒng)中工作電流和短路電流增大以及管道防腐層絕緣電阻增大，產(chǎn)生這種干擾的可能性增大。通過與高壓線的電感耦合作用，在鄰近的管道中感應(yīng)生成交變電壓，導(dǎo)致管道中出現(xiàn)交流電的電流并且在管道與周圍土壤中形成一個(gè)電壓。第四章埋地管道雜散電流腐蝕電感耦合產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小取決于：被影響結(jié)構(gòu)物的幾何形狀和；高壓輸電線路中流過的交變電流頻率和大??；干擾源中的任何不平衡電流；作為干擾源的電力線與被影響結(jié)構(gòu)物之間的距離；被影響結(jié)構(gòu)物的防腐層絕緣電阻；被影響結(jié)構(gòu)物周圍環(huán)境電解質(zhì)的電阻率；被影響結(jié)構(gòu)物的縱向阻抗；作為干擾源的電力系統(tǒng)的性質(zhì)（單相、三相、中性點(diǎn)接地或不接地）。第四章埋地管道雜散電流腐蝕在三相電力系統(tǒng)中，如果三相電流是相等（平衡）的，而且管道與每一相的距離也相等，總的感應(yīng)電壓為零。大多數(shù)情況是，三相導(dǎo)線與管道不對稱，發(fā)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象不可避免，管道上通常會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)交變電壓。如果多相回路中發(fā)生故障，系統(tǒng)的故障電流會(huì)很大，產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電壓也會(huì)很大，就會(huì)引起管道與大地之間的交流電流。被影響結(jié)構(gòu)物上絕緣防腐層的介電強(qiáng)度和電阻越高，以及土壤電阻率越大，則感應(yīng)的交流電壓就越大