埋地鋼制輸油管道鋅合金犧牲陽極保護

鋼管采用犧牲陽極保護的施工 鋼管采用犧牲陽極保護的施工 對于長距離地下鋼管或特殊要求的部位采用陰極保護措施．陰極保護分為“外加電源保護”和 “犧牲陽極保護”。由于“犧牲陽極保護”不損害鄰近的管線，運行后不需電源，管理較前者方 便而被廣泛采用。 被保護鋼管的絕緣層質(zhì)量是陰極保護的前提，凡有接地的部位均應(yīng)有良好的絕緣。當(dāng)按 照上述要求完成鋼管絕緣層施工后應(yīng)對絕緣層作電阻測定，要求不小于5000歐／厘米。對于 因施工吊裝或撞擊損壞絕緣層的部位應(yīng)及時修補，直至電阻測定合格為止。 犧牲陽極保護系統(tǒng)是由陽極、填包料、檢查片、絕緣法蘭和連接導(dǎo)線組成?，F(xiàn)場安裝參 見 圖6一114。各種配件的制造和安裝要求如下： (1)犧牲陽極及填包料的制作和安裝(見圖6－115) 1)陽極的選擇和制作犧牲陽極又稱之為保護器，選用鎂、鉛、鋅等金屬材料。較多的選用 鎂陽極，使用于電阻大的土壤中效

由于船體材料含碳量、表面附著物等影響,船體鋼板及部件會發(fā)生電化學(xué)腐蝕而使船體被銹蝕。在現(xiàn)代化船舶上,幾乎都安裝了船體外鋼板及部件防腐蝕保護裝置,目前,船用犧牲陽極保護法中最常用的方法是固接鋅塊于船殼的陰極保護法。然而使用鎂犧牲陽極進行陰極保護,是一種更有效更經(jīng)濟的防止金屬腐蝕的方法。

首都機場一條連接二個庫區(qū)的8km長成品油管道始建于1976年,是機場正常用油的生命線,為了延長管道壽命,減緩管道的腐蝕,有關(guān)部門于1990年提出施加陰極保護的整改措施。

帶狀鎂合金犧牲陽極在庫鄯輸油管線陰極保護中的應(yīng)用

隨著城市建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，埋地管道的數(shù)量劇增。這些管道多采用碳鋼材質(zhì)， 為了延長管道的使用壽命，采取相應(yīng)的防護措施尤為重要，其中涂層防腐和犧牲 陽極保護聯(lián)合防護取得了良好的效果。本文結(jié)合一些建設(shè)案例，針對犧牲陽極保 護設(shè)計和施工中的問題提出一些建議。 管道防腐通常采用涂層加犧牲陽極保護，常規(guī)陰極保護有兩種方法：外加電流法 和犧牲陽極法。土壤電阻率約20ω·m，保護電流密度為0.2ma/m2，自然電位為 -0.4～-0.6v，管道保護電位(參比電極cu/cu-so4)低于-0.95v。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟 比較，犧牲陽極保護采用犧牲陽極法較適宜，該法施工簡單，安全可靠，對鄰近 金屬管道電干擾少，不用專人管理，可延長管道壽命1倍以上。 ②帶狀鎂陽極的使用 帶狀鎂陽極由純鎂或鎂錳合金冷軋壓制而成，開路電位(參比電極cu/cuso4)為 -1.7v，單位長度質(zhì)量為0

陽極電流通過防靜電的接地極大量流失,會使得保護電位無法達標(biāo)。對存在問題的埋地鋼質(zhì)儲罐應(yīng)如何查找原因和制定整改方案,本文結(jié)合生產(chǎn)實例,介紹了分析處理的全過程和實際效果,所得結(jié)論對此類儲罐的整改具有普遍借鑒意義。

我國石油、天然氣資源長距離輸送主要依靠埋地管道來實現(xiàn)，長距離大口徑的金屬管道埋入地下必然要遭受嚴(yán)重的腐蝕。目前國內(nèi)外埋地鋼質(zhì)管道廣泛采用陰極保護防護技術(shù)。本文詳細介紹了陰極保護防護技術(shù)的基本原理及基本參數(shù)，并對當(dāng)前國內(nèi)外陰極保護技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r進行了系統(tǒng)介紹，并調(diào)研了未來的技術(shù)發(fā)展方向。

輸油管道 1、翻越點:定義一:如果使一定數(shù)量的液體通過線路上的某高點所需的壓頭比輸送到終點所 需的壓頭大,且在所有高點中該高點所需的壓頭最大,那么此高點就稱為翻越點。定義二:如果 一定輸量的液體從某高點自流到終點還有能量富裕,且在所有的高點中該高點的富裕能量最 大,則該高點叫做翻越點。 2、旁接油罐輸油方式(也叫開式流程) 優(yōu)點:安全可靠,水擊危害小,對自動化水平要求不高; 缺點:油氣損耗嚴(yán)重;流程與設(shè)備復(fù)雜,固定資產(chǎn)投資大;全線難以在最優(yōu)工況下運行,能量浪費 大。 工作特點:每個泵站與其相應(yīng)的站間管路各自構(gòu)成獨立的水力系統(tǒng);上下站輸量可以不等(由 旁接罐調(diào)節(jié));各站進出站壓力沒有直接聯(lián)系;站間輸量的求法與一個泵站的管道相同。 密閉輸油方式(也叫泵到泵流程) 優(yōu)點:全線密閉,中間站不存在蒸發(fā)損耗;流程簡單,固定資產(chǎn)投資小;

輸油管道

通過對埋地鋼質(zhì)管道在土壤中的腐蝕情況分析,闡述了犧牲陽極以保護陰極的重要性,并詳細介紹了犧牲陽極法保護陰極的計算及安裝方法.

犧牲陽極防腐是陰極保護方法之一,它不需要電源設(shè)備,裝置維護簡單,適用于沒有外電源的地區(qū),另外它不會產(chǎn)生大量的雜散電流而影響附近建筑物而使之產(chǎn)生腐蝕,也不會因它電位過負而惡化保護涂層的粘附,這是用外電源進行陰極保護所沒有的優(yōu)點。國外報導(dǎo)的陽極材料主要是鎂、鋅、鋁及其合金,在六十年代實際使用的是前兩種,鋁及其合金因易于極化,在中性介質(zhì)中生成連續(xù)的、不導(dǎo)電的al_2o_3膜、使電極電位升高到

針對某油田埋地輸油管道的腐蝕現(xiàn)狀,研究其腐蝕機理并分析其相關(guān)影響因素。采用正交試驗設(shè)計法,探討溫度及不同介質(zhì)濃度對其腐蝕行為的影響規(guī)律,并進行室內(nèi)防腐藥劑配方研究,從防腐技術(shù)體系中優(yōu)選出合適的化學(xué)藥劑體系。

燃氣管道犧牲陽極保護 犧牲陽極法是最早應(yīng)用的電化學(xué)保護法。它簡單易行，又不干擾鄰近的設(shè)施。犧 牲陽極還是抗干擾腐蝕的一種手段，可用來排流、防雷及防靜電接地。與強制電流 保護法相比，犧牲陽極法具有獨特的優(yōu)點和功能，因而同樣受到人們的重視。 近年來，犧牲陽極技術(shù)在我國得到了推廣和發(fā)展。在生產(chǎn)上也向標(biāo)準(zhǔn)化、系列 化方向發(fā)展。并在油、氣管道、海船及海上結(jié)構(gòu)物的防護上得到了成功的應(yīng)用。 一、犧牲陽極保護原理 根據(jù)電化學(xué)原理，把不同電極電位的兩種金屬置于電解質(zhì)體系內(nèi)，當(dāng)有導(dǎo)線連 接時就有電流流動，這時，電極電位較負的金屬為陽極、利用兩金屬的電極電位差 作陰極保護的電流源。這就是犧牲陽極法的基本原理。見圖10-54。 二、犧牲陽極材料 由于犧牲陽極法是通過陽極自身的消耗，給被保護金屬體提供保護電流。因此， 對犧牲陽極材料就產(chǎn)生了性能要求。 圖10-54犧牲陽極裝配示意圖 1．要有足夠負的電位，

大中口徑輸水管道采用鋼管的優(yōu)點是其強度高、韌性好、耐沖擊、承受壓力高、重量輕、運輸施工方便。但是鋼管不耐土壤的腐蝕，有時很嚴(yán)重，往往不到2～3年就腐蝕穿孔破壞，造成巨大的損失。據(jù)統(tǒng)計現(xiàn)在密布于各大城市的供油、供水、供氣、供熱等地下管網(wǎng)，因腐蝕泄漏每年造成的經(jīng)濟損失高達400億元以上。采取有效的措施，防止管道的腐蝕，勢在必行。金屬在土壤(海水)中的腐蝕是電化學(xué)腐蝕，僅僅采用傳統(tǒng)的涂層防護是不夠的，最有效、經(jīng)濟的防腐是施加陰極保護法。所謂陰極保護法就是通過外加電壓使被保護的金屬陰極極化，以控制金屬腐蝕的方法。陰極保護分為外加電流法和犧牲陽極法，它們的基本原理和保護效果是相同的，二者各有其優(yōu)缺點和適用范圍。犧牲陽極法的保護電流利用率高，不會產(chǎn)生“過保護”，對鄰近的地下金屬設(shè)施幾乎不產(chǎn)生干擾，可接地排流保護兼顧，不需要外部電源，施工技術(shù)簡單，安裝及維修管理費用小，因此，近年來，大中城市鋼質(zhì)輸水管道外壁普遍采用犧牲陽極法進行陰極保護。

本文針對金屬管在土壤中的電化學(xué)腐蝕，介紹外表面涂層和陰極保護聯(lián)合防腐的最為經(jīng)濟有效的措施。

zr-1帶狀鋅合金犧牲陽極施工安裝說明 鋅帶犧牲陽極主要用于套管內(nèi)管道的保護、管道臨時陰極保護、儲罐 及管網(wǎng)的保護、防止強電線路對埋地管道的交流干擾和雷電干擾。 常用邦信鋅帶陽極規(guī)格尺寸： 品名型號尺寸(mm)單重(g/cm) a(mm)b(mm)c(m) 鋅帶犧牲陽極zr-125.431.7530.535.72 鋅帶犧牲陽極zr-215.8822.236117.82 鋅帶犧牲陽極zr-312.714.298.93 鋅帶犧牲陽極zr-48.7311.913053.72 鋅帶犧牲陽極的用途： 由于套管內(nèi)的管道受到水泥套管的屏蔽，陰極保護電流受到屏蔽，導(dǎo) 致套管中的管道不能被保護，所以在穿越出加裝帶狀鋅合金陽極是較 為經(jīng)濟合理的方法。 鋅帶犧牲陽極的安裝

zr-1帶狀鋅合金犧牲陽極施工安裝說明 鋅帶犧牲陽極主要用于套管內(nèi)管道的保護、管道臨時陰極保護、儲罐 及管網(wǎng)的保護、防止強電線路對埋地管道的交流干擾和雷電干擾。 常用邦信鋅帶陽極規(guī)格尺寸： 品名型號尺寸(mm)單重(g/cm) a(mm)b(mm)c(m) 鋅帶犧牲陽極zr-125.431.7530.535.72 鋅帶犧牲陽極zr-215.8822.236117.82 鋅帶犧牲陽極zr-312.714.298.93 鋅帶犧牲陽極zr-48.7311.913053.72 鋅帶犧牲陽極的用途： 由于套管內(nèi)的管道受到水泥套管的屏蔽，陰極保護電流受到屏蔽，導(dǎo) 致套管中的管道不能被保護，所以在穿越出加裝帶狀鋅合金陽極是較 為經(jīng)濟合理的方法。 鋅帶犧牲陽極的安裝

·原理：將電極電位較負的鋅合金與被保護的金屬置于同一電解質(zhì)體系內(nèi)，通過導(dǎo)線連接形成電流回路。在這個回路中，鋅合金作為陽極，因其電極電位比被保護金屬更負，會優(yōu)先發(fā)生氧化反應(yīng)，不斷失去電子并逐漸溶解，而被保護金屬作為陰極，溶液中的陽離子在其表面得到電子，從而避免被腐蝕，實現(xiàn)對陰極金屬的保護?！せ瘜W(xué)成分：主要成分是高純鋅，同時含有少量的鋁（0.1%-0.5%）、鎘（0.025%-0.07%）等元素，此外，鐵、鉛、銅等雜質(zhì)含量有嚴(yán)格限制，總雜質(zhì)含量需控制在≤0.1%以下。鋁可以提高鋅合金的強度、硬度和鑄造性能，并在表面形成致密的氧化鋁保護膜，減緩腐蝕速度；鎘能降低鋅合金的腐蝕電位，提高陽極的驅(qū)動電壓，改善腐蝕均勻性?！ば阅芴攸c：具有較高的電化學(xué)活性，能在電解質(zhì)溶液中迅速產(chǎn)生陰極保護電流，抑制被保護金屬腐蝕。在腐蝕過程中腐蝕均勻性良好，可延長犧牲陽極使用壽命，保證陰極保護效果穩(wěn)定持久。而且鋅合金犧牲陽極與各種自然環(huán)境相容性好，在海水、淡水、土壤等不同電解質(zhì)環(huán)境中均能適用，其腐蝕產(chǎn)物對環(huán)境的污染較小?！みm用范圍：適用于溫度低于49℃和電阻率小于15ω?m的海水、淡海水、土壤等電解質(zhì)中的金屬構(gòu)件陰極保護，廣泛應(yīng)用于海洋工程中的海洋平臺、油井鉆機等；船舶領(lǐng)域的船體外殼、螺旋槳等；橋梁建設(shè)中的橋梁結(jié)構(gòu)；以及管道和儲罐方面的石油、天然氣管道和儲罐等。使用注意事項：鋅陽極一般用于溫度低于49℃的環(huán)境，溫度過高會發(fā)生晶間腐蝕，高于54℃時鋅陽極電位變正，與鋼鐵極性逆轉(zhuǎn)，失去保護作用。同時，鋅陽極必須使用回填料，以確保與被保護金屬良好接觸并充分發(fā)揮防腐作用。在選擇鋅合金犧牲陽極時，需根據(jù)具體使用環(huán)境和腐蝕條件選型，以保證防腐效果。

·海洋工程：包括船舶的外殼、壓載水艙、舵等部位，還有海上平臺、海底管道等。海洋環(huán)境具有高鹽度、高濕度和強腐蝕性，鋅合金犧牲陽極可通過自身腐蝕溶解為這些金屬結(jié)構(gòu)提供陰極保護電流，抵御海水侵蝕，延長設(shè)施使用壽命。·石油化工：該領(lǐng)域的儲罐、管道、反應(yīng)器等設(shè)施常面臨高溫、高壓和強腐蝕挑戰(zhàn)，鋅合金犧牲陽極能夠在極端條件下發(fā)揮防腐作用，降低設(shè)備因腐蝕引發(fā)的故障率，提高運行效率和使用壽命。·埋地設(shè)施：如城市燃氣管道、自來水管道、石油輸送管道等埋地金屬管道，以及加油站地下儲油罐、化工企業(yè)地下原料儲罐等地下儲罐。在土壤電解質(zhì)環(huán)境中，鋅合金犧牲陽極通過發(fā)生氧化反應(yīng)為這些金屬結(jié)構(gòu)提供陰極保護，防止土壤腐蝕，減少泄漏事故風(fēng)險?！すI(yè)冷卻水系統(tǒng)：能用于防止系統(tǒng)中的金屬構(gòu)件因腐蝕而損壞，確保系統(tǒng)正常運行?！そㄖc橋梁：可用于橋梁、鋼結(jié)構(gòu)建筑等的防腐保護，防止金屬構(gòu)件因腐蝕引發(fā)安全事故，延長基礎(chǔ)設(shè)施使用壽命。·電力領(lǐng)域：適用于電纜、變壓器等的防腐保護，保障電力設(shè)施的安全穩(wěn)定運行。

主要用于海水環(huán)境中的船舶、機械設(shè)備、海洋工程和海港設(shè)施以及海泥中的管道、電纜等設(shè)施金屬防腐蝕的陰極保護。

一、溫度限制：鋅陽極一般用于溫度低于49℃的環(huán)境。溫度高于49℃時，可能發(fā)生晶間腐蝕；高于54℃時，鋅陽極的電極電位變正，與鋼鐵的極性發(fā)生逆轉(zhuǎn)，鋼鐵會變成陽極受到腐蝕。二、使用回填料：鋅陽極必須使用回填料，以增強陽極反應(yīng)和導(dǎo)電性。填包料應(yīng)調(diào)拌均勻，包裝材料必須采用天然纖維織品，嚴(yán)禁使用人造纖維織品。三、安裝要求：1.電氣連接：確保鋅合金犧牲陽極與被保護金屬結(jié)構(gòu)之間電氣連接良好，可采用焊接、螺栓連接等可靠方式，并定期檢查連接部位是否松動。2.避免屏蔽：安裝時避免其他金屬構(gòu)件或雜物完全遮擋犧牲陽極，確保其能與周圍介質(zhì)充分接觸，保證正常工作和電流輸出。3.埋設(shè)深度與間距：根據(jù)被保護金屬結(jié)構(gòu)確定合適埋設(shè)深度和陽極間距，一般埋設(shè)深度在地下0.8米至1.5米之間，陽極間距通常在3米至10米左右。4.安裝位置：對于管道保護，陽極通常選擇在管道的側(cè)方或側(cè)下方，并埋設(shè)在凍土層以下，且陽極應(yīng)沿被保護結(jié)構(gòu)分布，一般水平或豎直安裝。四、環(huán)境因素：鋅合金犧牲陽極適用于溫度低于50℃和電阻率小于15ω?m的海水、淡海水、土壤等電解質(zhì)環(huán)境，在其他環(huán)境中使用可能影響性能。五、避免混合安裝：不要在同一保護系統(tǒng)中混合安裝不同類型的陽極，以免影響保護效果。六、定期檢測與維護：定期檢查陽極與電纜、陽極與管道的連接點是否牢固，測量陽極的電位、開路電位、閉路電位、輸出電流等參數(shù)，評估保護效果。同時檢查陽極的消耗情況、溶解情況、機械損傷情況以及固定裝置的穩(wěn)定性等，當(dāng)陽極消耗到一定程度，如剩余厚度小于初始厚度的50%或輸出電流不能滿足保護要求時，應(yīng)及時更換。七、運輸貯存：禁止用帶酸、堿、鹽等腐蝕鋅的包裝物和運輸工具裝運，應(yīng)貯存在干燥、通風(fēng)、無腐蝕性物質(zhì)的庫房里，嚴(yán)防雨水淋濕。

·熔煉鑄造工藝：·原料準(zhǔn)備：選用高純度的鋅錠作為基礎(chǔ)原料，根據(jù)合金成分設(shè)計，添加適量的鋁、鎘等合金元素。這些元素通常以純金屬或中間合金的形式加入，以保證成分的準(zhǔn)確性和均勻性?！と蹮挘簩\錠加入到熔爐中加熱熔化，在熔煉過程中，需要嚴(yán)格控制溫度、時間和攪拌速度等參數(shù)。一般熔煉溫度在450-500℃左右，以確保各種金屬元素充分熔合，形成均勻的鋅合金熔體。同時，在鋅液上方覆蓋石墨層，并持續(xù)通入惰性氣體（如氮氣）進行保護，防止金屬氧化?！沧⒊尚停簩⑷蹮捄玫匿\合金熔體倒入特定的模具中進行鑄造，形成所需的陽極形狀和尺寸。在鑄造過程中，要注意控制冷卻速度，避免產(chǎn)生氣孔、縮松等缺陷，影響陽極質(zhì)量。冷卻方式通常采用自然冷卻或水冷，具體根據(jù)陽極的大小和結(jié)構(gòu)來選擇?！毫庸すに嚕骸D壓：對于一些需要特定形狀和尺寸的鋅合金犧牲陽極，如帶狀陽極，可采用擠壓工藝。將熔煉好的鋅合金鑄錠加熱至一定溫度（通常在300-400℃），放入擠壓機中，通過擠壓模具擠出所需的形狀和尺寸。擠壓工藝可以使合金組織更加致密，提高陽極的力學(xué)性能和耐腐蝕性能?！ゅ懺欤簩τ谝恍┏惺茌^大外力或要求較高力學(xué)性能的鋅合金犧牲陽極，可以采用鍛造工藝。將鋅合金坯料加熱至合適的鍛造溫度（一般在350-450℃），通過鍛造設(shè)備施加壓力，使金屬發(fā)生塑性變形，獲得所需的形狀和尺寸。鍛造可以改善合金的內(nèi)部組織，使其更加均勻致密，提高陽極的強度和韌性?！け砻嫣幚砉に嚕骸で逑矗簩⒅苽浜玫匿\合金犧牲陽極進行清洗，去除表面的油污、灰塵和氧化皮等雜質(zhì)。常用的清洗方法有溶劑清洗、堿洗和酸洗等。·鈍化：為了提高鋅合金犧牲陽極的耐蝕性和穩(wěn)定性，通常需要進行鈍化處理。鈍化處理可以在陽極表面形成一層致密的鈍化膜，阻止金屬與外界環(huán)境的接觸，減緩腐蝕速度。常用的鈍化方法有鉻酸鹽鈍化、無鉻鈍化等?！ね扛玻焊鶕?jù)使用環(huán)境和要求，還可以在鋅合金犧牲陽極表面涂覆一層防護涂層，如有機涂層、金屬涂層等。防護涂層可以進一步提高陽極的耐蝕性和耐磨性，延長其使用壽命?！ぁみ€有一種電化學(xué)沉積法，可在金屬表面形成鋅合金沉積層。但該方法通常不是用于制備獨立的鋅合金犧牲陽極，而是用于在其他金屬基底上制備鋅合金防護層，以提高基底的耐蝕性，如在高溫合金基底上制備鋅鎳合金沉積層。