電化學保護簡明手冊

前言

腐蝕是非常普遍的現象，它遍及國民經濟的各個領域。從暴露于大氣環(huán)境中的金屬結構物，到處于水環(huán)境、土壤環(huán)境、化工介質中以及生活環(huán)境中的金屬結構物，都不同程度地存在著腐蝕問題。 腐蝕破壞是導致金屬材料失效的主要原因之一。腐蝕造成生產中的“跑、冒、滴、漏”，致使有毒氣體、液體、核放射物質等外溢，不僅影響生態(tài)環(huán)境安全和人身安全，而且也對社會公共安全造成威脅。因腐蝕導致失火、爆炸、橋梁坍塌、飛機墜毀、核反應堆泄漏等重大事故，其后果更是災難性的。 腐蝕造成的經濟損失是巨大的。1995年美國的統(tǒng)計數字為全年總腐蝕損失3000億美元，占國民經濟總產值的42%。我國2000年統(tǒng)計，總腐蝕損失估計達5000億元，約占國民經濟總產值的5%。 腐蝕造成資源、能源的浪費，妨礙可持續(xù)發(fā)展。目前就我國礦產資源的保障程度而言，形勢相當嚴峻。 金屬的電化學腐蝕是金屬腐蝕的主要形式。電化學保護技術是防止電化學腐蝕最簡單、最經濟、最有效的防護措施，而且在許多行業(yè)中已將其標準化、系列化、商品化和法規(guī)化。該技術也是目前全世界大力推廣的主流防腐蝕技術之一。 近二三十年來，電化學保護技術與其他科學技術一樣得到快速發(fā)展，有關電化學保護工程的新工藝、新技術、新設備層出不窮，一些傳統(tǒng)工藝和技術也不斷改進和創(chuàng)新。為此，腐蝕防護工程領域迫切需要一部能綜合反映當代電化學保護技術現狀的書籍。王強先生正是選擇了這個角度編寫了本手冊。 王強先生是我國已逝著名腐蝕防護學家火時中教授的學生，是原大連工學院培養(yǎng)的首批腐蝕與防護專業(yè)畢業(yè)生。他無論是從事專業(yè)技術工作還是后期從事黨政工作，對實踐電化學保護技術、宣傳電化學保護知識，都懷有極其濃厚的興趣和熱情。20世紀80年代初出版發(fā)行了《地下金屬管道的腐蝕與陰極保護》，這在當時是國內屈指可數的幾部專業(yè)著作之一。隨后又出版發(fā)行了《電化學保護問答》一書。 本手冊的編寫歷時四年，其間作者做了大量的調查研究，查閱了大量的國內外資料，廣泛征求了專家、學者、同仁們的意見，得到了多方面的熱情幫助。 在本手冊的編寫過程中，作者曾幾易其稿，多次修改。成稿后，胡士信老師又進行了仔細的閱審；化學工業(yè)出版社的編輯曾多次對該手冊的章節(jié)結構和內容提出調整意見。這些基礎性工作都包含在讀者今天所見到的手冊之中。 本手冊具有“全、實、新”的特點： 全--全書系統(tǒng)地介紹了電化學保護技術的系統(tǒng)設計、系統(tǒng)施工、系統(tǒng)管理，還包括交流、直流干擾和電化學保護技術經濟分析，以及現行陰極保護標準規(guī)范； 實--就是突出了實用這個中心，以簡明易懂的手法說理，用剖析典型工程實例的方法說事； 新--就是力求全面反映當代電化學保護的新技術、新成果、新趨勢，在一定程度上反映了本領域的當代水平。 因此，本手冊是防腐蝕設計、科研、管理及施工單位的工程技術人員以及大專院校材料學科師生不可多得的參考書。 中國腐蝕與防護學會理事長 教授。

內容概要

　　本書系統(tǒng)介紹了電化學保護原理，詳細敘述了電化學保護系統(tǒng)設計、系統(tǒng)施工、系統(tǒng)管理，還對交流、直流干擾，電化學保護技術經濟分析，有關現行陰極保護技術標準、規(guī)范、規(guī)程及工程實例做了介紹。附錄提供了有關電化學保護術語及電化學保護常用參數。本書可供從事防腐蝕設計、科研、管理及施工單位工程技術人員使用，也可用作大專院校材料學科、防腐工程技術人員的輔助用書。

書籍目錄

第一章 概述 
第一節(jié) 金屬的腐蝕 
一、腐蝕的定義 
二、腐蝕的分類 
三、腐蝕形態(tài) 
四、腐蝕危害 
五、腐蝕評定 
第二節(jié) 金屬腐蝕電化學基礎 
一、腐蝕電池 
二、電極和電極電位 
三、電位?pH圖 
四、極化與去極化 
五、金屬及合金的鈍化 
第三節(jié) 常用的腐蝕控制方法 
一、正確選材與合理設計金屬結構 
二、電化學保護技術 
三、使金屬材料與腐蝕介質隔開 
四、改變腐蝕環(huán)境 
五、腐蝕控制方法的選擇 
參考文獻 
第二章 陰極保護基礎 
第一節(jié) 概述 
一、陰極保護技術發(fā)展簡史 
二、陰極保護技術發(fā)展現狀 
第二節(jié) 陰極保護技術 
一、陰極保護技術的分類 
二、陰極保護技術原理及特點 
三、陰極保護技術適用范圍 
第三節(jié) 陰極保護技術參數 
一、自然腐蝕電位 
二、保護電位 
三、瞬間斷電電位 
四、陰極保護準則 
五、保護電流密度 
六、最佳保護參數 
第四節(jié) 陰極保護檢測技術 
一、電位測試方法 
二、電流測試方法 
三、電阻測試方法 
四、覆蓋層性能測試 
第五節(jié) 陰極保護設計 
一、陰極保護設計的內容與所需資料 
二、陰極保護系統(tǒng)的選擇 
三、陰極保護系統(tǒng)的設計 
四、陰極保護配件的設計 
五、設計圖紙及技術說明書 
第六節(jié) 陰極保護的運行與管理 
一、陰極保護的運行與管理 
二、陰極保護效果的評估 
第七節(jié) 陰極保護技術經濟分析 
一、靜態(tài)分析法 
二、動態(tài)分析法 
參考文獻 
第三章 犧牲陽極法陰極保護技術 
第一節(jié) 概述 
第二節(jié) 犧牲陽極法陰極保護系統(tǒng)的構成 
一、犧牲陽極材料 
二、犧牲陽極填包料 
三、連接電纜 
第三節(jié) 犧牲陽極法陰極保護系統(tǒng)的設計 
一、犧牲陽極種類的選擇 
二、犧牲陽極保護設計計算 
第四節(jié) 犧牲陽極法陰極保護系統(tǒng)的安裝與施工 
一、犧牲陽極的布置與安裝 
二、犧牲陽極與被保護結構的連接 
三、系統(tǒng)調試 
四、竣工資料 
參考文獻 
第四章 犧牲陽極法陰極保護的應用 
第一節(jié) 概述 
第二節(jié) 土壤環(huán)境中金屬構筑物的犧牲陽極法陰極保護 
一、埋地鋼質管道 
二、鋼制儲罐罐底外壁 
三、預應力鋼筒混凝土管 
四、埋地電纜、光纜金屬護套 
五、套管內金屬管道 
六、接地網 
七、應用實例 
第三節(jié) 水環(huán)境中金屬構筑物的犧牲陽極法陰極保護 
一、船體外部 
二、海洋平臺 
三、海底管線 
四、港工金屬設施 
五、水工金屬結構 
六、海洋環(huán)境鋼筋混凝土結構 
七、應用實例 
第四節(jié) 工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中金屬設備的犧牲陽極法陰極保護 
一、凝汽器 
二、循環(huán)水泵 
三、鋼質循環(huán)水管道內壁 
四、應用實例 
第五節(jié) 設備、容器內部的犧牲陽極法陰極保護 
一、船體內部 
二、鋼質儲罐內壁 
三、儲水式熱水器 
四、鍋爐 
五、水族池 
六、應用實例 
第六節(jié) 其他材料/介質體系中金屬結構物的犧牲陽極法陰極保護 
一、化工設備 
二、應用實例 
參考文獻 
第五章 強制電流法陰極保護技術 
第一節(jié) 概述 
第二節(jié) 強制電流法陰極保護系統(tǒng)的構成 
一、直流電源 
二、輔助陽極 
三、參比電極 
四、導線和電纜 
第三節(jié) 強制電流法陰極保護系統(tǒng)的設計 
一、保護參數的選取 
二、保護電流的計算 
三、電源設備的選擇與容量的計算 
四、輔助陽極設計 
五、電纜的選擇與計算 
第四節(jié) 強制電流法陰極保護的安裝與施工 
一、直流電源的布置與安裝 
二、輔助陽極的布置與安裝 
三、參比電極的布置與安裝 
四、導線連接 
五、系統(tǒng)調試 
六、竣工資料 
參考文獻 
第六章 強制電流法陰極保護的應用 
第一節(jié) 概述 
第二節(jié) 土壤環(huán)境中金屬構筑物的強制電流法陰極保護 
一、埋地鋼質管道 
二、鋼制儲罐罐底外壁 
三、井套管 
四、應用實例 
第三節(jié) 水環(huán)境中金屬構筑物的強制電流法陰極保護 
一、船體外部 
二、海洋平臺 
三、港工金屬設施 
四、水工金屬結構 
五、海洋環(huán)境鋼筋混凝土結構 
六、應用實例 
第四節(jié) 工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中金屬設備的強制電流法陰極保護 
一、凝汽器 
二、循環(huán)水泵 
三、鋼質循環(huán)水管道內壁 
四、應用實例 
第五節(jié) 設備、容器內部的強制電流法陰極保護 
一、鋼質儲罐內壁 
二、儲水式熱水器 
三、水輪機 
四、應用實例 
第六節(jié) 大氣環(huán)境中結構物的強制電流法陰極保護 
一、大氣環(huán)境中鋼筋混凝土結構 
二、氣相環(huán)境中金屬構筑物 
三、應用實例 
第七節(jié)其他材料/介質體系中金屬結構物的強制電流法陰極保護 
一、化工設備 
二、應用實例 
參考文獻 
第七章 直流雜散電流干擾及其防護 
第一節(jié) 概述 
一、雜散電流的定義與分類 
二、雜散電流腐蝕防護的重要意義 
三、雜散電流的管理與教育 
第二節(jié) 直流雜散電流干擾的形成 
一、自然干擾 
二、人為干擾 
第三節(jié) 直流雜散電流干擾的危害 
第四節(jié) 直流雜散電流腐蝕原理與特點 
第五節(jié) 直流雜散電流干擾的調查和測定 
一、直流雜散電流干擾的判定 
二、直流雜散電流的檢測與計算 
第六節(jié) 直流雜散電流干擾的防護技術 
一、直流電氣化鐵路干擾的防護 
二、地鐵雜散電流干擾的防護 
三、高壓直流(HVDC)輸電線路干擾的防護 
第七節(jié)排流保護系統(tǒng)的管理 
第八節(jié)工程實例 
參考文獻 
第八章 交流干擾影響及其防護 
第一節(jié) 概述 
第二節(jié) 交流干擾的表現形式 
一、容性耦合（靜電感應） 
二、感性耦合（磁感應） 
三、阻性耦合（地電流影響） 
第三節(jié) 交流干擾的影響 
第四節(jié) 交流腐蝕機理與特點 
一、交流腐蝕機理 
二、腐蝕特點 
第五節(jié) 交流干擾的判定 
一、從環(huán)境條件進行判斷 
二、從腐蝕部位的外觀特征進行判斷 
三、通過測量被干擾體的電學狀態(tài)進行判斷 
四、交流干擾測量 
第六節(jié) 交流干擾的防護技術 
一、干擾源側的防護 
二、被干擾體側的防護 
三、人身安全的防護 
第七節(jié) 排流保護管理 
第八節(jié) 工程實例 
參考文獻 
第九章 陽極保護技術 
第一節(jié) 概述 
一、陽極保護技術發(fā)展簡史 
二、陽極保護的應用條件及特點 
第二節(jié) 陽極保護原理 
一、基本原理 
二、鈍性的形成及破壞 
第三節(jié) 陽極保護的主要參數及其測定 
一、陽極保護的主要參數 
二、陽極保護參數的測定 
第四節(jié) 陽極保護系統(tǒng)構成 
一、直流電源 
二、輔助陰極 
三、參比電極 
四、連接導線 
第五節(jié)陽極保護系統(tǒng)的設計 
一、設計依據 
二、設計內容 
三、設計計算 
第六節(jié) 陽極保護系統(tǒng)的安裝 
一、輔助陰極的安裝 
二、參比電極的安裝 
三、導線的連接 
第七節(jié) 陽極保護的運行與管理 
一、陽極保護系統(tǒng)開車操作 
二、陽極保護系統(tǒng)運行管理 
三、陽極保護效果評估 
參考文獻 
第十章 陽極保護的應用 
第一節(jié) 概述 
第二節(jié) 硫酸體系中金屬結構物的外電源法陽極保護 
一、管殼式濃硫酸冷卻器 
二、槽管式分酸器 
三、硫酸輸送管道 
四、蒸煮器腐蝕 
五、硫酸運輸車船 
六、應用實例 
第三節(jié) 氨水及銨鹽溶液中金屬結構物的外電源法陽極保護 
一、氨水儲槽(罐) 
二、碳化塔 
三、氮肥鐵路槽車 
四、應用實例 
第四節(jié) 紙漿及造紙工業(yè)中金屬結構物的外電源法陽極保護 
一、制漿與蒸煮器 
二、蒸煮器腐蝕原因分析 
三、蒸煮器的陽極保護 
四、應用實例 
第五節(jié) 其他材料/介質體系中金屬結構物的外電源法陽極保護 
一、硫酸鋁蒸發(fā)器 
二、磷酸蒸發(fā)器 
三、磺化裝置 
四、應用實例 
第六節(jié) 電解質溶液中金屬結構物的保護器法陽極保護 
一、保護器法陽極保護原理 
二、碳鋼在碳酸氫銨溶液中 
三、不銹鋼在硫酸溶液中 
四、應用實例 
參考文獻 
附錄 
附錄1 土壤環(huán)境中金屬結構物陰極保護標準與規(guī)范節(jié)選 
一、NACE RP 0100—2004 預應力鋼筒混凝土管（PCCP）陰極保護 
二、SY/T 0088—2006 鋼質儲罐罐底外壁陰極保護技術標準 
三、GB/T 21448—2008 埋地鋼質管道陰極保護技術規(guī)范 
附錄2 水環(huán)境中金屬結構物腐蝕控制標準、規(guī)范與規(guī)程節(jié)選 
一、GB/T 3108—1999 船體外加電流陰極保護系統(tǒng) 
二、NACE RP 0176—2003 海上鋼質固定石油生產構筑物腐蝕控制的推薦做法 
三、DL/T 5358—2006 水電水利工程金屬結構設備防腐蝕技術規(guī)程 
四、JTS 153?3—2007 海港工程鋼結構防腐蝕技術規(guī)范 
五、GJB 157A—2008 水面艦船犧牲陽極保護設計和安裝 
附錄3 大氣環(huán)境中鋼筋混凝土結構陰極保護標準與規(guī)程節(jié)選 
一、EN 12696—2000 混凝土中鋼筋的陰極保護 
二、NACE RP 0290—2000 大氣中鋼筋混凝土結構強制電流陰極保護推薦性規(guī)程 
附錄4 雜散電流干擾腐蝕及其防護標準、規(guī)程節(jié)選 
一、SY/T 0017—2006 埋地鋼質管道直流排流保護技術標準 
二、CEN/TS 15280—2006 埋地管道交流干擾腐蝕性評估——用于陰極保護管道 
附錄5 電化學保護術語 
附錄6 環(huán)境腐蝕評價 
附錄7 電化學保護常用參數

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   （2）輔助陽極各類新型輔助陽極材料不斷涌現，可用于熱水器強制電流陰極保護用的陽極材料有充分選擇的空間。如高硅鑄鐵、磁性氧化鐵、鉑銥合金、鍍鉑的鈦、鍍鉑的鉭和混合金屬氧化物陽極等。這一類陽極材料都是具有允許電流密度大、消耗率低、可供長期使用等特點。陽極尺寸的確定，既要滿足重量的要求，又要保證有足夠的表面積。而對于鍍鉑的鈦等消耗率很低的陽極來說，只要能滿足電流量的要求，表面積不是很重要。這一類陽極材料，雖然比較適用，但價格比較貴。如投入使用，必然會增加熱水器的成本。但其成本與延長的使用壽命相比，還是低投入，大效益，算總賬是合算的。 周敏、隋景堂等做過實物實驗，選用由海爾集團公司提供的成品熱水器，內膽有兩種：一種是容量55L，內膽材質是304不銹鋼，再一種是55L的搪瓷內膽，外為普通碳鋼，內襯搪瓷。實驗用的輔助陽極為混合金屬氧化物陽極，把其絕緣安裝在帶有加熱管的法蘭盤上，進行長達5個多月的實物實驗，其結果證明，兩種熱水器內膽均處于良好的保護狀態(tài)。 （3）參比電極 目前市售的參比電極有各種類型，幾乎適用于所有環(huán)境條件。其中長效硫酸銅參比電極、銀／氯化銀參比電極和鋅參比電極等，使用壽命少則幾年，多則十幾年甚至幾十年，能夠滿足熱水器用。另外，飲用熱水器選用的參比電極應考慮到健康安全。 3.強制電流陰極保護控制系統(tǒng)的研究 在強制電流陰極保護系統(tǒng)中，常用的控制方式有控制電流、控制電位、控制槽壓及間歇保護等。 由于熱水器在不同溫度下所需保護電流相差較大，恒電流法難以滿足要求。恒電位控制需要參比電極等輔助控制設備，控制系統(tǒng)復雜，造價高。比較起來，控制槽壓法更具有簡單、實用的特點。恒槽壓法恰好利用水的電阻率隨溫度的升高而降低的特點，在水溫低時輸出保護電流小，在水溫高時輸出保護電流大，通過選取適當參數，使熱水器無論在低溫和高溫下都能達到良好的保護狀態(tài)。周敏等的實驗也證實了恒槽壓法控制系統(tǒng)結構簡單、性能穩(wěn)定可靠、造價低，有利于儲水式熱水器強制電流陰極保護的推廣應用。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    電化學保護簡明手冊 PDF格式下載

---