管道工程保護技術基本介紹

1 管道腐蝕行業(yè)老工程師畢生的經驗總結，無論是管道防護選材、設計和施工，都能從書中得到相應的指導。

2 國家出版基金重點支持的系列圖書之一，圖書質量要求嚴格。

張煉，廊坊市東化防腐工程有限公司高級工程師，中國腐蝕與防護學會理事。畢生從事防腐專業(yè)工作，長期擔任中國腐蝕與防護學會理事。早年畢業(yè)于北京石油學院，曾擔任石油部管道科學研究院環(huán)氧煤瀝青管道防腐涂料產品的研制項目負責人，已獲14項國家專利.

上篇管道防腐層

第1章管道及防腐層發(fā)展史

參考文獻/005

第2章管道材質分類

2.1鋼質管道/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其他類型管道/008

第3章鋼質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/013

3.1.3外防腐層要求/013

3.1.4外防腐層種類/019

3.1.5外防腐層的選擇與設計/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/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構/024

3.3地溝敷設管道/025

3.3.1地溝敷設外腐蝕環(huán)境/025

3.3.2地溝敷設外腐蝕等級及結構/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/026

3.4.3水下防腐層要求/027

3.4.4水下防腐層種類與標準/027

參考文獻/027

第4章鋼質管道內壁腐蝕與防腐層

4.1常溫普通水管道內防腐層/028

4.1.1內腐蝕環(huán)境/028

4.1.2內腐蝕等級/028

4.1.3內防腐層要求/029

4.1.4內防腐層的種類與標準/029

4.2含油熱水管道內防腐層/034

參考文獻/035

第5章鑄鐵管道內外腐蝕與防腐層

5.1鑄鐵管道外腐蝕環(huán)境/036

5.2鑄鐵管道外腐蝕等級/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及標準/037

5.5鑄鐵管道外防腐層等級及結構/037

5.6鑄鐵管道內壁腐蝕與防腐層/038

第6章混凝土管道內外腐蝕與防腐層

6.1內外腐蝕環(huán)境/039

6.2鋼筋混凝土管內外腐蝕等級/041

6.3內外防腐層要求/042

6.4內外防腐層種類與標準/042

6.4.1內外防腐層種類/042

6.4.2內外防腐層等級和結構/044

第7章管道防腐層施工技術與標準

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明/049

7.2.2防腐層等級及結構/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/052

7.2.5質量檢查/054

7.2.6防腐層補傷、補口/055

7.2.7防腐層評價/056

7.2.8小結/057

7.3煤瀝青防腐層/058

7.3.1施工工藝流程圖及說明/058

7.3.2防腐層等級及結構/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/062

7.3.5質量檢查/064

7.3.6防腐層補傷、補口/065

7.3.7防腐層評價/065

7.4擠壓聚乙烯防腐層/066

7.4.1施工工藝流程圖及說明/066

7.4.2防腐層等級及結構/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/070

7.4.5質量檢查/071

7.4.6防腐層性能/072

7.4.7防腐層補傷、補口/072

7.4.8防腐層評價/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明/077

7.5.2防腐層等級及結構/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/081

7.5.5質量檢查/082

7.5.6防腐層補傷、補口/083

7.5.7防腐層評價/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/089

7.6.4防腐層補傷、補口/089

7.6.5防腐層評價/089

7.7聚氨酯涂料防腐層/090

7.7.1施工工藝流程圖及說明/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/092

7.7.5防腐層質量檢查/092

7.7.6防腐層補傷、補口/094

7.7.7防腐層評價/094

7.8熔結環(huán)氧粉末防腐層/095

7.8.1施工工藝流程圖及說明/095

7.8.2防腐層等級及結構/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/100

7.8.5質量檢查/101

7.8.6防腐層補傷、補口/101

7.8.7防腐層評價/101

7.9聚乙烯膠黏帶防腐層/102

7.9.1施工工藝流程及說明/102

7.9.2防腐層等級及結構/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/105

7.9.5質量檢查/105

7.9.6防腐層補傷、補口/106

7.9.7防腐層評價/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明/116

7.10.3防腐層等級與標準/118

7.10.4防腐層施工控制要點/118

7.10.5質量檢查/118

7.10.6防腐層補傷、補口/119

7.10.7小結/119

7.11管道內補口施工技術/119

7.11.1半機械化補口/120

7.11.2自動補口機補口/120

參考文獻/122

附錄上篇所引用的相關標準目錄/123

下篇管道陰極保護

第8章陰極保護原理

8.1陰極保護發(fā)展歷史/126

8.2電化學腐蝕電池/127

8.2.1金屬的電極電位/127

8.2.2電化學腐蝕電池的組成/128

8.2.3活性極化和濃度極化/128

8.2.4電流的流動方向/129

8.3陽極電化學反應/130

8.3.1陽極電化學反應/130

8.3.2陰極電化學反應/131

8.4法拉第定律/131

8.5影響陰極保護效果的因素/132

參考文獻/134

第9章犧牲陽極陰極保護

9.1犧牲陽極陰極保護原理/135

9.2犧牲陽極陰極保護應用/135

9.2.1犧牲陽極陰極保護的應用場合/135

9.2.2使用犧牲陽極注意事項/136

9.3鎂犧牲陽極/137

9.3.1鎂陽極的應用/137

9.3.2鎂陽極消耗量計算/139

9.4鋅犧牲陽極/139

9.4.1鋅陽極的應用/139

9.4.2鋅陽極消耗量計算/141

9.5鋁犧牲陽極/141

9.5.1鋁陽極的應用/141

9.5.2鋁陽極用量計算/143

9.5.3鋁陽極電容量與表面電流密度的關系/143

9.5.4犧牲陽極與電解液的電阻/144

9.6帶狀陽極/144

9.7回填料/146

第10章外加電流陰極保護

10.1外加電流陰極保護/147

10.2外加電流陰極保護系統(tǒng)特點/147

10.2.1優(yōu)點/147

10.2.2缺點/148

10.3外加電流陰極保護電源/148

10.3.1電源類型/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外加電流陰極保護陽極/150

10.4.1對陽極材料的要求/150

10.4.2廢鋼陽極/150

10.4.3石墨陽極/150

10.4.4高硅鑄鐵陽極/151

10.4.5鉑陽極/152

10.4.6聚合物線型陽極/152

10.4.7混合金屬氧化物線型陽極/153

10.4.8混合金屬氧化物陽極/153

10.4.9網狀陽極/154

10.5外加電流陰極保護回填料/155

10.5.1陽極地床焦炭填料的作用/155

10.5.2對填料的要求/155

10.5.3焦炭回填料的來源/156

參考文獻/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/157

11.2靜態(tài)直流腐蝕干擾/158

11.2.1陰極保護電流流動的途徑/158

11.2.2陽極電壓場/158

11.2.3陰極電壓場/160

11.2.4管道經過陽極、陰極電壓場/160

11.2.5直流雜散電流干擾的性質/160

11.2.6電流排放區(qū)的化學反應/161

11.2.7直流雜散電流的檢測/161

11.2.8直流雜散電流的排除/163

11.2.9排流效果的評定/166

11.3動態(tài)直流腐蝕干擾/166

11.3.1動態(tài)直流雜散電流的檢測/167

11.3.2在動態(tài)雜散電流干擾下如何判斷陰極保護的有效性/168

11.3.3動態(tài)直流雜散電流的排除/168

11.3.4排流效果的評定/171

11.4直流輸電系統(tǒng)腐蝕干擾/171

11.4.1直流輸電線路干擾的特點/171

11.4.2直流輸電線路干擾的排除/172

11.4.3直流輸電線路引起的陰極保護設備損毀/172

11.5交流腐蝕干擾/172

11.5.1電容型干擾/173

11.5.2傳導型干擾/173

11.5.3電感型交流干擾/175

參考文獻/179

第12章陰極保護設施及安裝程序

12.1塊狀犧牲陽極系統(tǒng)的安裝/180

12.1.1犧牲陽極安裝位置/180

12.1.2犧牲陽極安裝程序/181

12.2帶狀陽極安裝/181

12.2.1鋅陽極帶安裝位置/181

12.2.2鋅陽極帶安裝程序/181

12.3陰極保護電源設備安裝/182

12.3.1恒電位儀的安裝位置/182

12.3.2電纜性質的判斷/182

12.4淺埋陽極地床安裝/183

12.4.1陽極地床的安裝位置/183

12.4.2陽極地床的安裝程序/183

12.5連接電纜的敷設/183

12.6長效硫酸銅參比電極/184

12.7純鋅參比電極/184

12.8整體式絕緣接頭/185

12.8.1絕緣接頭的構造/185

12.8.2絕緣接頭技術指標/185

12.8.3絕緣接頭非保護側的腐蝕及預防/186

12.9電位測量極化探頭及參比管/188

12.9.1極化探頭的應用/188

12.9.2極化探頭的構造/188

12.9.3極化探頭的安裝/188

12.10聚碳酸酯測試樁/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/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/192

第13章陰極保護指標

13.1參比電極電位/193

13.1.1對參比電極的要求/193

13.1.2其他電極相對于氫電極的電位/193

13.2管地電位中的IR降/194

13.2.1IR降的產生/194

13.2.2IR降的消除/194

13.3埋地管道陰極保護判斷準則/195

13.3.1NACESP0169-2007的規(guī)定/196

13.3.2GB/T21448-2008《埋地鋼質管道陰極保護技術規(guī)范》的規(guī)定/196

13.3.3通電電位判斷指標/197

13.3.4管地電位正負交變時的判斷指標/197

參考文獻/198

第14章陰極保護參數測量技術

14.1測量儀器/199

14.2電位極性/199

14.3自然電位的測量/200

14.4通電電位的測量/200

14.5斷電電位的測量/201

14.6近間距電位測量/201

14.6.1適用范圍/201

14.6.2測量步驟/202

14.7犧牲陽極開路電位測量/202

14.8極化探頭電位測量/203

14.9犧牲陽極輸出電流測量/205

14.9.1標準電阻法/205

14.9.2直測法/205

14.10絕緣接頭性能測量/206

14.10.1兆歐表法/206

14.10.2電位法/207

14.11結構接地電阻測量/207

14.11.1長接地體接地電阻/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測量/212

14.15.1檢測原理/212

14.15.2檢測內容/212

14.16犧牲陽極及防腐層漏點的區(qū)分/212

14.17防腐層電阻率的測量/213

14.17.1測量原理/213

14.17.2防腐層電阻率測量舉例/213

14.18結構對地電阻的計算/214

14.18.1對地電阻的計算/214

14.18.2計算舉例/215

參考文獻/215

第15章陰極保護系統(tǒng)運行及維護

15.1陰極保護站的日常維護管理/216

15.1.1陰極保護設施的日常維護/216

15.1.2恒電位儀的維護/216

15.1.3保護率/217

15.1.4運行率/217

15.1.5恒電位儀故障排除/217

15.2管道沿線陰極保護設施的維護/217

15.2.1測試樁的維護/217

15.2.2套管穿越的維護/218

15.2.3管道與接地網短路/218

15.3陰極保護系統(tǒng)日常測量/219

15.3.1日常設施檢查內容/219

15.3.2測量結果分析/219

15.4防腐層完整性檢測/220

15.4.1防腐層外檢測內容/220

15.4.2防腐層檢測方法/220

15.4.3防腐層絕緣等級劃分/221

15.4.4防腐層缺陷點修補排序原則/222

15.5陰極保護有效性檢測/222

15.5.1陰極保護有效性檢測內容/222

15.5.2測量結果的分析/223

15.6雜散電流干擾檢測/223

15.6.1雜散電流干擾檢測內容/223

15.6.2受雜散電流干擾時陰極保護有效性判斷指標/224

15.7各國規(guī)范對陰極保護系統(tǒng)檢測周期的規(guī)定/224

15.8陰極保護資料管理/225

15.9陰極保護系統(tǒng)維護中的安全問題/225

參考文獻/226

索引/227

在遠古人類處于采獵時代，依賴自然，聽天由命;公元前一萬年開始，人類經歷了漫長的石器時代，五千多年前進入青銅器時代，三千多年前進入鐵器時代，出現了農業(yè)文明，他們砍伐森林、種植稻麥、馴養(yǎng)豬狗，改造自然，進入農牧經濟時代。18世紀，發(fā)明蒸汽機車、輪船、汽車、飛機，先進的人類追求奢侈的生活、貪婪地挖掘地球、瘋狂地掠奪資源、嚴重地污染環(huán)境，美其名曰人類征服自然，而實際是破壞自然，從地區(qū)性的傷害發(fā)展到全球性的災難，人類發(fā)現在無休止、不理智、不文明地追求享受的同時在給自己挖掘墳墓。

人類終于驚醒了，1987年世界環(huán)境及發(fā)展委員會發(fā)表的《布特蘭報告書》確定人類應該保護環(huán)境、善待自然，提出了"可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略"，表達了人類應該清醒地、理智地、文明地處理好人與自然關系的大問題，指出"既滿足當代人的需求，又不對后代人滿足其需求的能力構成危害的發(fā)展"，稱之為可持續(xù)發(fā)展。其核心思想是"人類應協調人口、資源、環(huán)境與發(fā)展之間的相互關系，在不損害他人和后代利益的前提下追求發(fā)展。"

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

在"可持續(xù)發(fā)展"戰(zhàn)略中，材料是關鍵，材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，是人類社會進步的標志和里程碑，是社會不斷進步的先導、是可持續(xù)發(fā)展的支柱。如果不斷發(fā)現新礦藏，不斷研究出新材料，不斷延長材料的使用壽命，不斷實施材料的再制造、再循環(huán)、再利用，那么這根支柱是牢靠的、堅強的、是能夠維護人類可持續(xù)發(fā)展的!

在我國,已經積累了許許多多預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、技術和措施，需要匯總和提供應用，《材料延壽與可持續(xù)發(fā)展》叢書以多個專題力求解決這一課題項目。有一部分專題闡述了材料失效原理和過程，另一部分涉及工程領域，結合我國已積累的材料失效的案例和經驗，更深入系統(tǒng)地闡述預防和控制材料提前失效的理論、原則、技術和措施。叢書總編輯委員會前后花費五年的時間，將分散在全國各個研究院所、工廠、院校的研究成果經過精心分析研究、匯聚成一套系列叢書，這是一項研究成果、是一套高級科普叢書、是一套繼續(xù)教育實用教材。希望對我國各個工業(yè)部門的設計、制造、使用、維護、維修和管理人員會有所啟示、有所參考、有所貢獻;希望對提高全民素質有所裨益、對國家各級公務員有所參考。

我國正處于高速發(fā)展階段，制造業(yè)由大變強，材料的合理選擇和使用，以達到裝備的高精度、長壽命、低成本的目的，這一趨勢應該受到廣泛的關注。

中國科學院院士

中國工程院院士 師昌緒