管道工程保護(hù)技術(shù)

上篇管道防腐層

第1章管道及防腐層發(fā)展史

參考文獻(xiàn)/005

第2章管道材質(zhì)分類(lèi)

2.1鋼質(zhì)管道/006

2.2鑄鐵管道/006

2.3混凝土管道/007

2.4合成材料管道/007

2.5保溫管道/008

2.6其他類(lèi)型管道/008

第3章鋼質(zhì)管道外壁腐蝕及防腐層

3.1埋地管道/010

3.1.1外腐蝕環(huán)境/010

3.1.2外腐蝕等級(jí)/013

3.1.3外防腐層要求/013

3.1.4外防腐層種類(lèi)/019

3.1.5外防腐層的選擇與設(shè)計(jì)/020

3.2架空管道/022

3.2.1架空管道腐蝕環(huán)境/022

3.2.2架空管道外腐蝕等級(jí)/022

3.2.3架空管道外防腐層要求/023

3.2.4架空管道外防腐層結(jié)構(gòu)/024

3.3地溝敷設(shè)管道/025

3.3.1地溝敷設(shè)外腐蝕環(huán)境/025

3.3.2地溝敷設(shè)外腐蝕等級(jí)及結(jié)構(gòu)/025

3.4水下管道/026

3.4.1水下腐蝕環(huán)境/026

3.4.2水下腐蝕等級(jí)/026

3.4.3水下防腐層要求/027

3.4.4水下防腐層種類(lèi)與標(biāo)準(zhǔn)/027

參考文獻(xiàn)/027

第4章鋼質(zhì)管道內(nèi)壁腐蝕與防腐層

4.1常溫普通水管道內(nèi)防腐層/028

4.1.1內(nèi)腐蝕環(huán)境/028

4.1.2內(nèi)腐蝕等級(jí)/028

4.1.3內(nèi)防腐層要求/029

4.1.4內(nèi)防腐層的種類(lèi)與標(biāo)準(zhǔn)/029

4.2含油熱水管道內(nèi)防腐層/034

參考文獻(xiàn)/035

第5章鑄鐵管道內(nèi)外腐蝕與防腐層

5.1鑄鐵管道外腐蝕環(huán)境/036

5.2鑄鐵管道外腐蝕等級(jí)/036

5.3鑄鐵管道外防腐層要求/037

5.4鑄鐵管道外防腐層種類(lèi)及標(biāo)準(zhǔn)/037

5.5鑄鐵管道外防腐層等級(jí)及結(jié)構(gòu)/037

5.6鑄鐵管道內(nèi)壁腐蝕與防腐層/038

第6章混凝土管道內(nèi)外腐蝕與防腐層

6.1內(nèi)外腐蝕環(huán)境/039

6.2鋼筋混凝土管內(nèi)外腐蝕等級(jí)/041

6.3內(nèi)外防腐層要求/042

6.4內(nèi)外防腐層種類(lèi)與標(biāo)準(zhǔn)/042

6.4.1內(nèi)外防腐層種類(lèi)/042

6.4.2內(nèi)外防腐層等級(jí)和結(jié)構(gòu)/044

第7章管道防腐層施工技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)

7.1表面處理/047

7.2石油瀝青防腐層/048

7.2.1施工工藝流程圖及說(shuō)明/049

7.2.2防腐層等級(jí)及結(jié)構(gòu)/049

7.2.3防腐層原材料/050

7.2.4防腐層施工工藝及控制要點(diǎn)/052

7.2.5質(zhì)量檢查/054

7.2.6防腐層補(bǔ)傷、補(bǔ)口/055

7.2.7防腐層評(píng)價(jià)/056

7.2.8小結(jié)/057

7.3煤瀝青防腐層/058

7.3.1施工工藝流程圖及說(shuō)明/058

7.3.2防腐層等級(jí)及結(jié)構(gòu)/059

7.3.3防腐層原材料/060

7.3.4防腐層施工工藝及控制要點(diǎn)/062

7.3.5質(zhì)量檢查/064

7.3.6防腐層補(bǔ)傷、補(bǔ)口/065

7.3.7防腐層評(píng)價(jià)/065

7.4擠壓聚乙烯防腐層/066

7.4.1施工工藝流程圖及說(shuō)明/066

7.4.2防腐層等級(jí)及結(jié)構(gòu)/067

7.4.3防腐層原材料/067

7.4.4防腐層施工工藝及控制要點(diǎn)/070

7.4.5質(zhì)量檢查/071

7.4.6防腐層性能/072

7.4.7防腐層補(bǔ)傷、補(bǔ)口/072

7.4.8防腐層評(píng)價(jià)/076

7.5環(huán)氧煤瀝青防腐層/076

7.5.1施工工藝流程圖及說(shuō)明/077

7.5.2防腐層等級(jí)及結(jié)構(gòu)/078

7.5.3防腐層原材料/079

7.5.4防腐層施工工藝及控制要點(diǎn)/081

7.5.5質(zhì)量檢查/082

7.5.6防腐層補(bǔ)傷、補(bǔ)口/083

7.5.7防腐層評(píng)價(jià)/083

7.6環(huán)氧煤瀝青冷纏帶防腐層/086

7.6.1防腐層原材料/087

7.6.2防腐層施工工藝/088

7.6.3防腐層施工控制要點(diǎn)/089

7.6.4防腐層補(bǔ)傷、補(bǔ)口/089

7.6.5防腐層評(píng)價(jià)/089

7.7聚氨酯涂料防腐層/090

7.7.1施工工藝流程圖及說(shuō)明/091

7.7.2防腐層厚度/091

7.7.3涂料和防腐層性能/092

7.7.4防腐層施工工藝及控制要點(diǎn)/092

7.7.5防腐層質(zhì)量檢查/092

7.7.6防腐層補(bǔ)傷、補(bǔ)口/094

7.7.7防腐層評(píng)價(jià)/094

7.8熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層/095

7.8.1施工工藝流程圖及說(shuō)明/095

7.8.2防腐層等級(jí)及結(jié)構(gòu)/096

7.8.3防腐層原材料/096

7.8.4防腐層施工工藝及控制要點(diǎn)/100

7.8.5質(zhì)量檢查/101

7.8.6防腐層補(bǔ)傷、補(bǔ)口/101

7.8.7防腐層評(píng)價(jià)/101

7.9聚乙烯膠黏帶防腐層/102

7.9.1施工工藝流程及說(shuō)明/102

7.9.2防腐層等級(jí)及結(jié)構(gòu)/103

7.9.3防腐層原材料/103

7.9.4防腐層施工工藝及控制要點(diǎn)/105

7.9.5質(zhì)量檢查/105

7.9.6防腐層補(bǔ)傷、補(bǔ)口/106

7.9.7防腐層評(píng)價(jià)/106

7.10液體環(huán)氧涂料防腐層/107

7.10.1防腐層的涂料體系/109

7.10.2施工工藝流程圖及說(shuō)明/116

7.10.3防腐層等級(jí)與標(biāo)準(zhǔn)/118

7.10.4防腐層施工控制要點(diǎn)/118

7.10.5質(zhì)量檢查/118

7.10.6防腐層補(bǔ)傷、補(bǔ)口/119

7.10.7小結(jié)/119

7.11管道內(nèi)補(bǔ)口施工技術(shù)/119

7.11.1半機(jī)械化補(bǔ)口/120

7.11.2自動(dòng)補(bǔ)口機(jī)補(bǔ)口/120

參考文獻(xiàn)/122

附錄上篇所引用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)目錄/123

下篇管道陰極保護(hù)

第8章陰極保護(hù)原理

8.1陰極保護(hù)發(fā)展歷史/126

8.2電化學(xué)腐蝕電池/127

8.2.1金屬的電極電位/127

8.2.2電化學(xué)腐蝕電池的組成/128

8.2.3活性極化和濃度極化/128

8.2.4電流的流動(dòng)方向/129

8.3陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng)/130

8.3.1陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng)/130

8.3.2陰極電化學(xué)反應(yīng)/131

8.4法拉第定律/131

8.5影響陰極保護(hù)效果的因素/132

參考文獻(xiàn)/134

第9章?tīng)奚?yáng)極陰極保護(hù)

9.1犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)原理/135

9.2犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)應(yīng)用/135

9.2.1犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)的應(yīng)用場(chǎng)合/135

9.2.2使用犧牲陽(yáng)極注意事項(xiàng)/136

9.3鎂犧牲陽(yáng)極/137

9.3.1鎂陽(yáng)極的應(yīng)用/137

9.3.2鎂陽(yáng)極消耗量計(jì)算/139

9.4鋅犧牲陽(yáng)極/139

9.4.1鋅陽(yáng)極的應(yīng)用/139

9.4.2鋅陽(yáng)極消耗量計(jì)算/141

9.5鋁犧牲陽(yáng)極/141

9.5.1鋁陽(yáng)極的應(yīng)用/141

9.5.2鋁陽(yáng)極用量計(jì)算/143

9.5.3鋁陽(yáng)極電容量與表面電流密度的關(guān)系/143

9.5.4犧牲陽(yáng)極與電解液的電阻/144

9.6帶狀陽(yáng)極/144

9.7回填料/146

第10章外加電流陰極保護(hù)

10.1外加電流陰極保護(hù)/147

10.2外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)特點(diǎn)/147

10.2.1優(yōu)點(diǎn)/147

10.2.2缺點(diǎn)/148

10.3外加電流陰極保護(hù)電源/148

10.3.1電源類(lèi)型/148

10.3.2恒電位儀一般規(guī)定/149

10.3.3恒電位儀基本要求/149

10.4外加電流陰極保護(hù)陽(yáng)極/150

10.4.1對(duì)陽(yáng)極材料的要求/150

10.4.2廢鋼陽(yáng)極/150

10.4.3石墨陽(yáng)極/150

10.4.4高硅鑄鐵陽(yáng)極/151

10.4.5鉑陽(yáng)極/152

10.4.6聚合物線(xiàn)型陽(yáng)極/152

10.4.7混合金屬氧化物線(xiàn)型陽(yáng)極/153

10.4.8混合金屬氧化物陽(yáng)極/153

10.4.9網(wǎng)狀陽(yáng)極/154

10.5外加電流陰極保護(hù)回填料/155

10.5.1陽(yáng)極地床焦炭填料的作用/155

10.5.2對(duì)填料的要求/155

10.5.3焦炭回填料的來(lái)源/156

參考文獻(xiàn)/156

第11章雜散電流腐蝕干擾及排除

11.1雜散電流腐蝕干擾的分類(lèi)/157

11.2靜態(tài)直流腐蝕干擾/158

11.2.1陰極保護(hù)電流流動(dòng)的途徑/158

11.2.2陽(yáng)極電壓場(chǎng)/158

11.2.3陰極電壓場(chǎng)/160

11.2.4管道經(jīng)過(guò)陽(yáng)極、陰極電壓場(chǎng)/160

11.2.5直流雜散電流干擾的性質(zhì)/160

11.2.6電流排放區(qū)的化學(xué)反應(yīng)/161

11.2.7直流雜散電流的檢測(cè)/161

11.2.8直流雜散電流的排除/163

11.2.9排流效果的評(píng)定/166

11.3動(dòng)態(tài)直流腐蝕干擾/166

11.3.1動(dòng)態(tài)直流雜散電流的檢測(cè)/167

11.3.2在動(dòng)態(tài)雜散電流干擾下如何判斷陰極保護(hù)的有效性/168

11.3.3動(dòng)態(tài)直流雜散電流的排除/168

11.3.4排流效果的評(píng)定/171

11.4直流輸電系統(tǒng)腐蝕干擾/171

11.4.1直流輸電線(xiàn)路干擾的特點(diǎn)/171

11.4.2直流輸電線(xiàn)路干擾的排除/172

11.4.3直流輸電線(xiàn)路引起的陰極保護(hù)設(shè)備損毀/172

11.5交流腐蝕干擾/172

11.5.1電容型干擾/173

11.5.2傳導(dǎo)型干擾/173

11.5.3電感型交流干擾/175

參考文獻(xiàn)/179

第12章陰極保護(hù)設(shè)施及安裝程序

12.1塊狀犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)的安裝/180

12.1.1犧牲陽(yáng)極安裝位置/180

12.1.2犧牲陽(yáng)極安裝程序/181

12.2帶狀陽(yáng)極安裝/181

12.2.1鋅陽(yáng)極帶安裝位置/181

12.2.2鋅陽(yáng)極帶安裝程序/181

12.3陰極保護(hù)電源設(shè)備安裝/182

12.3.1恒電位儀的安裝位置/182

12.3.2電纜性質(zhì)的判斷/182

12.4淺埋陽(yáng)極地床安裝/183

12.4.1陽(yáng)極地床的安裝位置/183

12.4.2陽(yáng)極地床的安裝程序/183

12.5連接電纜的敷設(shè)/183

12.6長(zhǎng)效硫酸銅參比電極/184

12.7純鋅參比電極/184

12.8整體式絕緣接頭/185

12.8.1絕緣接頭的構(gòu)造/185

12.8.2絕緣接頭技術(shù)指標(biāo)/185

12.8.3絕緣接頭非保護(hù)側(cè)的腐蝕及預(yù)防/186

12.9電位測(cè)量極化探頭及參比管/188

12.9.1極化探頭的應(yīng)用/188

12.9.2極化探頭的構(gòu)造/188

12.9.3極化探頭的安裝/188

12.10聚碳酸酯測(cè)試樁/189

12.11防爆火花間隙/189

12.12鋁熱焊接操作步驟/190

12.12.1鋁熱焊焊接程序/190

12.12.2注意事項(xiàng)/191

12.13直流去耦合器/191

12.13.1直流去耦合器的用途/191

12.13.2直流去耦合器的工作原理/191

參考文獻(xiàn)/192

第13章陰極保護(hù)指標(biāo)

13.1參比電極電位/193

13.1.1對(duì)參比電極的要求/193

13.1.2其他電極相對(duì)于氫電極的電位/193

13.2管地電位中的IR降/194

13.2.1IR降的產(chǎn)生/194

13.2.2IR降的消除/194

13.3埋地管道陰極保護(hù)判斷準(zhǔn)則/195

13.3.1NACESP0169-2007的規(guī)定/196

13.3.2GB/T21448-2008《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定/196

13.3.3通電電位判斷指標(biāo)/197

13.3.4管地電位正負(fù)交變時(shí)的判斷指標(biāo)/197

參考文獻(xiàn)/198

第14章陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)量技術(shù)

14.1測(cè)量?jī)x器/199

14.2電位極性/199

14.3自然電位的測(cè)量/200

14.4通電電位的測(cè)量/200

14.5斷電電位的測(cè)量/201

14.6近間距電位測(cè)量/201

14.6.1適用范圍/201

14.6.2測(cè)量步驟/202

14.7犧牲陽(yáng)極開(kāi)路電位測(cè)量/202

14.8極化探頭電位測(cè)量/203

14.9犧牲陽(yáng)極輸出電流測(cè)量/205

14.9.1標(biāo)準(zhǔn)電阻法/205

14.9.2直測(cè)法/205

14.10絕緣接頭性能測(cè)量/206

14.10.1兆歐表法/206

14.10.2電位法/207

14.11結(jié)構(gòu)接地電阻測(cè)量/207

14.11.1長(zhǎng)接地體接地電阻/207

14.11.2短接地體接地電阻/208

14.12土壤電阻率測(cè)量/209

14.12.1等距法/209

14.12.2不等距法/210

14.13直流地電位梯度法/211

14.14音頻檢漏法/211

14.15防腐層PCM測(cè)量/212

14.15.1檢測(cè)原理/212

14.15.2檢測(cè)內(nèi)容/212

14.16犧牲陽(yáng)極及防腐層漏點(diǎn)的區(qū)分/212

14.17防腐層電阻率的測(cè)量/213

14.17.1測(cè)量原理/213

14.17.2防腐層電阻率測(cè)量舉例/213

14.18結(jié)構(gòu)對(duì)地電阻的計(jì)算/214

14.18.1對(duì)地電阻的計(jì)算/214

14.18.2計(jì)算舉例/215

參考文獻(xiàn)/215

第15章陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行及維護(hù)

15.1陰極保護(hù)站的日常維護(hù)管理/216

15.1.1陰極保護(hù)設(shè)施的日常維護(hù)/216

15.1.2恒電位儀的維護(hù)/216

15.1.3保護(hù)率/217

15.1.4運(yùn)行率/217

15.1.5恒電位儀故障排除/217

15.2管道沿線(xiàn)陰極保護(hù)設(shè)施的維護(hù)/217

15.2.1測(cè)試樁的維護(hù)/217

15.2.2套管穿越的維護(hù)/218

15.2.3管道與接地網(wǎng)短路/218

15.3陰極保護(hù)系統(tǒng)日常測(cè)量/219

15.3.1日常設(shè)施檢查內(nèi)容/219

15.3.2測(cè)量結(jié)果分析/219

15.4防腐層完整性檢測(cè)/220

15.4.1防腐層外檢測(cè)內(nèi)容/220

15.4.2防腐層檢測(cè)方法/220

15.4.3防腐層絕緣等級(jí)劃分/221

15.4.4防腐層缺陷點(diǎn)修補(bǔ)排序原則/222

15.5陰極保護(hù)有效性檢測(cè)/222

15.5.1陰極保護(hù)有效性檢測(cè)內(nèi)容/222

15.5.2測(cè)量結(jié)果的分析/223

15.6雜散電流干擾檢測(cè)/223

15.6.1雜散電流干擾檢測(cè)內(nèi)容/223

15.6.2受雜散電流干擾時(shí)陰極保護(hù)有效性判斷指標(biāo)/224

15.7各國(guó)規(guī)范對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)檢測(cè)周期的規(guī)定/224

15.8陰極保護(hù)資料管理/225

15.9陰極保護(hù)系統(tǒng)維護(hù)中的安全問(wèn)題/225

參考文獻(xiàn)/226

索引/227

在遠(yuǎn)古人類(lèi)處于采獵時(shí)代，依賴(lài)自然，聽(tīng)天由命;公元前一萬(wàn)年開(kāi)始，人類(lèi)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的石器時(shí)代，五千多年前進(jìn)入青銅器時(shí)代，三千多年前進(jìn)入鐵器時(shí)代，出現(xiàn)了農(nóng)業(yè)文明，他們砍伐森林、種植稻麥、馴養(yǎng)豬狗，改造自然，進(jìn)入農(nóng)牧經(jīng)濟(jì)時(shí)代。18世紀(jì)，發(fā)明蒸汽機(jī)車(chē)、輪船、汽車(chē)、飛機(jī)，先進(jìn)的人類(lèi)追求奢侈的生活、貪婪地挖掘地球、瘋狂地掠奪資源、嚴(yán)重地污染環(huán)境，美其名曰人類(lèi)征服自然，而實(shí)際是破壞自然，從地區(qū)性的傷害發(fā)展到全球性的災(zāi)難，人類(lèi)發(fā)現(xiàn)在無(wú)休止、不理智、不文明地追求享受的同時(shí)在給自己挖掘墳?zāi)埂?

人類(lèi)終于驚醒了，1987年世界環(huán)境及發(fā)展委員會(huì)發(fā)表的《布特蘭報(bào)告書(shū)》確定人類(lèi)應(yīng)該保護(hù)環(huán)境、善待自然，提出了"可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略"，表達(dá)了人類(lèi)應(yīng)該清醒地、理智地、文明地處理好人與自然關(guān)系的大問(wèn)題，指出"既滿(mǎn)足當(dāng)代人的需求，又不對(duì)后代人滿(mǎn)足其需求的能力構(gòu)成危害的發(fā)展"，稱(chēng)之為可持續(xù)發(fā)展。其核心思想是"人類(lèi)應(yīng)協(xié)調(diào)人口、資源、環(huán)境與發(fā)展之間的相互關(guān)系，在不損害他人和后代利益的前提下追求發(fā)展。"

這實(shí)際上是涉及到我們?nèi)祟?lèi)所賴(lài)以生存的地球如何既滿(mǎn)足人類(lèi)不斷發(fā)展的需求，又不被破壞、不被毀滅這樣的大問(wèn)題;涉及到人口的不斷增長(zhǎng)、生活水平的不斷提高、資源的不斷消耗、環(huán)境的不斷惡化;涉及礦產(chǎn)資源的不斷耗竭、不可再生能源資源的不斷耗費(fèi)、水力資源的污染、土地資源的破壞、空氣質(zhì)量的不斷惡化等重大問(wèn)題。

在"可持續(xù)發(fā)展"戰(zhàn)略中，材料是關(guān)鍵，材料是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的標(biāo)志和里程碑，是社會(huì)不斷進(jìn)步的先導(dǎo)、是可持續(xù)發(fā)展的支柱。如果不斷發(fā)現(xiàn)新礦藏，不斷研究出新材料，不斷延長(zhǎng)材料的使用壽命，不斷實(shí)施材料的再制造、再循環(huán)、再利用，那么這根支柱是牢靠的、堅(jiān)強(qiáng)的、是能夠維護(hù)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的!

在我國(guó),已經(jīng)積累了許許多多預(yù)防和控制材料提前失效(其因素主要是腐蝕、摩擦磨損磨蝕、疲勞與腐蝕疲勞)的理論、原則、技術(shù)和措施，需要匯總和提供應(yīng)用，《材料延壽與可持續(xù)發(fā)展》叢書(shū)以多個(gè)專(zhuān)題力求解決這一課題項(xiàng)目。有一部分專(zhuān)題闡述了材料失效原理和過(guò)程，另一部分涉及工程領(lǐng)域，結(jié)合我國(guó)已積累的材料失效的案例和經(jīng)驗(yàn)，更深入系統(tǒng)地闡述預(yù)防和控制材料提前失效的理論、原則、技術(shù)和措施。叢書(shū)總編輯委員會(huì)前后花費(fèi)五年的時(shí)間，將分散在全國(guó)各個(gè)研究院所、工廠、院校的研究成果經(jīng)過(guò)精心分析研究、匯聚成一套系列叢書(shū)，這是一項(xiàng)研究成果、是一套高級(jí)科普叢書(shū)、是一套繼續(xù)教育實(shí)用教材。希望對(duì)我國(guó)各個(gè)工業(yè)部門(mén)的設(shè)計(jì)、制造、使用、維護(hù)、維修和管理人員會(huì)有所啟示、有所參考、有所貢獻(xiàn);希望對(duì)提高全民素質(zhì)有所裨益、對(duì)國(guó)家各級(jí)公務(wù)員有所參考。

我國(guó)正處于高速發(fā)展階段，制造業(yè)由大變強(qiáng)，材料的合理選擇和使用，以達(dá)到裝備的高精度、長(zhǎng)壽命、低成本的目的，這一趨勢(shì)應(yīng)該受到廣泛的關(guān)注。

中國(guó)科學(xué)院院士

中國(guó)工程院院士 師昌緒

1 管道腐蝕行業(yè)老工程師畢生的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，無(wú)論是管道防護(hù)選材、設(shè)計(jì)和施工，都能從書(shū)中得到相應(yīng)的指導(dǎo)。

2 國(guó)家出版基金重點(diǎn)支持的系列圖書(shū)之一，圖書(shū)質(zhì)量要求嚴(yán)格。

張煉，廊坊市東化防腐工程有限公司高級(jí)工程師，中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)理事。畢生從事防腐專(zhuān)業(yè)工作，長(zhǎng)期擔(dān)任中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)理事。早年畢業(yè)于北京石油學(xué)院，曾擔(dān)任石油部管道科學(xué)研究院環(huán)氧煤瀝青管道防腐涂料產(chǎn)品的研制項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，已獲14項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利.