防腐蚀车间设计
工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008

2.2 混凝土结构
⑪ 保证结构混凝土的耐久性有诸多要求。与原规范相比 较,本规范在最低混凝土强度等级、最小水泥用量、最大 水灰比等方面的要求均有所提高,并根据腐蚀性等级的不 同区别对待。这是由于国内对这些问题已有共识(海港、 铁路等行业标准都提高了结构混凝土的基本要求),本规 范与国际标准不能差距过大,适当进行了调整。 本次修订还增加了对最大氯离子含量的规定,与国家标 准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002接轨。 ①某些试验表明,原200号混凝土的密实性较差,它的抗 碳化能力约为原300号混凝土的1/2、原400号混凝土的1/8。 国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002规定, 处于环境类别为三类的结构混凝土强度等级不应低于C30。 所以本规范规定在弱腐蚀等级时,最低混凝土强度等级为 C30。
1.1 防护层的使用年限
为了保证受腐蚀性介质作用的工业建、构筑物在设计使用年限内的正 常使用,特制定《工业建筑防腐蚀设计规范规范》。 结构的设计使用年限按国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068确定。结构的设计使用年限可分为承载力的使用年限和耐 久性的使用年限。建筑、结构的腐蚀措施主要采取:①提高结构自身 的耐久性;②增加某些附加措施。有些附加措施(如:钢结构的表面 涂层)需要根据其使用年限进行多次修复或更换才能满足结构的设计 使用年限的要求。 新版《工业建筑防腐蚀设计规范》对地面面层、钢与混凝土结构表面 涂层等防护层提出使用年限的规定。 防护层使用年限是预估的使用年限,应在设计、施工、使用、维护等 各个环节上得以保证。 “合理设计”是指建筑防腐蚀设计应以国家标准《工业建筑防腐蚀设 计规范》为依据,正确分析设计条件,采取合理的防护措施。如果设 计不合理,实际使用效果一定很差。例如:某肉类加工厂的地面为了 防止脂肪酸的腐蚀作用而采用了耐酸混凝土(即水玻璃耐酸混凝土); 这种地面是耐脂肪酸的。但设计人员忽略了清洗地面时需要用碱水去 掉油酯的要求,而水玻璃类材料是不耐碱性介质的,所以这块地面使 用不久就腐蚀破坏了。
工业建筑防腐蚀设计规范

《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB/T 50046-95)条文说明日期:2006-2-6 16:46:42 作者:sally 出处:点击:1239 点数:0修订说明:本规范是根据国家计委计综合[1991]290号文及建设部(91)建标计字第10号文的要求,由化学工业部负责主编,具体由中国寰环化学工程公司会同有关设计、科研共9个单位对原国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》(GBJ46-82)共同修订而成,经建设部1995年7月3日以建标[1995]390号文批准,并会同国家技术监督局联合发布。
这次修订的主要内容有:以定量和定性相结合的方法进行腐蚀性分级;以提高耐久性的方法进行结构设计;增加了地基、桩基、污水处理池、排气筒和室外管架的防护内容,并增删了某些防腐蚀材料。
在本规范的修订过程中,规范修订组进行了广泛的调查研究,认真总结了我国各工业部门建筑防腐蚀的实践经验,同时参考了有关国家标准和国外先进标准,针对主要技术问题开展了科学研究与试验验证工作,并广泛地征求了全国有关单位的意见,最后由我部会同有关审查定稿。
本规范在执行过程中,如发现需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄送中国寰球化学工程公司《工业建筑防腐蚀设计规范》国家标准管理组(地址:北京和平街北口9824信箱,邮编:100029),并抄送化学工业部建设协调司,以便今后修订时参考。
1 总则1.1 工业建筑物或构筑物在腐蚀性介质作用下检修频繁,往往达不到其应用的耐久年限。
制定本规范的目的,是从设计角度对建筑、结构从布置、选型直至表面防护等采取一系列合理有效的措施,着重保证主体结构的耐久性,从而确保建筑结构应有的使用寿命。
1.2 腐蚀的范围很广,介质种类也多而复杂。
本规范针对工业生产所形成的常见介质对建筑结构的腐蚀,但不包括杂散电流的腐蚀、农业生产或自然环境介质的腐蚀。
限于条件,有些常见介质(如带腐蚀性的油)尚未列入。
1.3 预防措施是防止建筑结构腐蚀首要而最有效的手段。
工业建筑防腐蚀设计规范标准

《工业建筑防腐蚀设计规》(GB/T 50046-95)条文说明日期:2006-2-6 16:46:42 作者:sally 出处:点击:1239 点数:0修订说明:本规是根据国家计委计综合[1991]290号文及建设部(91)建标计字第10号文的要求,由化学工业部负责主编,具体由中国寰环化学工程公司会同有关设计、科研共9个单位对原国家标准《工业建筑防腐蚀设计规》(GBJ46-82)共同修订而成,经建设部1995年7月3日以建标[1995]390号文批准,并会同国家技术监督局联合发布。
这次修订的主要容有:以定量和定性相结合的方法进行腐蚀性分级;以提高耐久性的方法进行结构设计;增加了地基、桩基、污水处理池、排气筒和室外管架的防护容,并增删了某些防腐蚀材料。
在本规的修订过程中,规修订组进行了广泛的调查研究,认真总结了我国各工业部门建筑防腐蚀的实践经验,同时参考了有关国家标准和国外先进标准,针对主要技术问题开展了科学研究与试验验证工作,并广泛地征求了全国有关单位的意见,最后由我部会同有关审查定稿。
本规在执行过程中,如发现需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄送中国寰球化学工程公司《工业建筑防腐蚀设计规》国家标准管理组(地址:和平街北口9824信箱,邮编:100029),并抄送化学工业部建设协调司,以便今后修订时参考。
1 总则1.1 工业建筑物或构筑物在腐蚀性介质作用下检修频繁,往往达不到其应用的耐久年限。
制定本规的目的,是从设计角度对建筑、结构从布置、选型直至表面防护等采取一系列合理有效的措施,着重保证主体结构的耐久性,从而确保建筑结构应有的使用寿命。
1.2 腐蚀的围很广,介质种类也多而复杂。
本规针对工业生产所形成的常见介质对建筑结构的腐蚀,但不包括杂散电流的腐蚀、农业生产或自然环境介质的腐蚀。
限于条件,有些常见介质(如带腐蚀性的油)尚未列入。
1.3 预防措施是防止建筑结构腐蚀首要而最有效的手段。
预防主要指工艺、设备的密闭和无泄漏,生产设备的合理布置和有组织的回收或排放等减轻对建筑、结构腐蚀的一切有利措施。
实验室抗腐蚀设计

实验室抗腐蚀设计
实验室是科研和教学的重要场所,其中的设备和器材需要经常接触各类化学试剂,因此抗腐蚀设计显得尤为重要。
本文将从实验室抗腐蚀设计的原则、材料选择、设备保养等方面展开讨论。
实验室抗腐蚀设计的原则是防止腐蚀性物质对设备和器材的侵蚀,保证实验室设备的正常使用。
在设计实验室时,应该根据实验室所需使用的化学试剂性质和浓度来选择合适的材料,如玻璃、不锈钢、塑料等。
此外,实验室内部的通风环境也要得到重视,及时排除有害气体,减少腐蚀性气体对设备的影响。
在选择材料方面,应该根据实验室所需进行合理选择。
对于一些常见的腐蚀性试剂,如酸碱溶液、氧化剂等,可以选择不锈钢材料,因为不锈钢具有良好的耐腐蚀性能;对于一些有机试剂,可以选择玻璃器皿进行存放和操作;对于一些强腐蚀性试剂,如浓硫酸、浓氢氟酸等,建议选择耐腐蚀的塑料材料。
在实验室设备的保养方面,也是保证抗腐蚀设计有效的重要环节。
实验室设备在使用过程中,应该及时清洁设备表面,避免化学试剂残留导致腐蚀;定期检查设备的连接部分是否松动,及时更换老化的密封件和管道等部件;在使用过程中,注意避免试剂溅洒到设备表面,避免腐蚀的发生。
总的来说,实验室抗腐蚀设计是实验室设计中的一个重要环节,合
理选择材料、注意设备保养,可以有效延长实验室设备的使用寿命,保障实验室的正常运行。
希望本文的讨论能够为实验室抗腐蚀设计提供一些参考和帮助。
工业建筑防腐蚀设计规范》GB_图文

事故。 这些事故均与防腐蚀工程的设计、施工、生产使用、管理等各方面有关
。所以常言道:防腐蚀工程的好坏是:三分设计、七分施工、十分生产 管理。
1.1 防护层的使用年限
在结构混凝土的基本要求中规定“最低混凝土强度等级”(而非抗渗标 号),便于设计人员采用较高强度的混凝土,且施工中利于控制。预 应力混凝土构件最大氯离子含量0.06%指水溶性试验方法,不能采用 酸溶性试验方法。
当混凝土中需要掺入矿物掺和料时,应符合国家现行有关标准规范的 规定。表4.2.3注2中的“胶凝材料”是水泥和掺入的矿物掺和料的总称 ;“水胶比”即为水与胶凝材料之比。
对于结构混凝土材料,提高密实度、增加保护层厚度是防 腐 设计的核心。目前工程设计中,采用C30~C40提高混 凝土强度等级已成共识,但还要明确控制最小水泥用量, 最大水灰比,是保证混凝土抗渗性能所必要的。本次规范 将结构混凝土的基本要求和保护层厚度作为强制性条文。
2.2 混凝土结构
⑴ 保证结构混凝土的耐久性有诸多要求。与原规范相比 较,本规范在最低混凝土强度等级、最小水泥用量、最大 水灰比等方面的要求均有所提高,并根据腐蚀性等级的不 同区别对待。这是由于国内对这些问题已有共识(海港、 铁路等行业标准都提高了结构混凝土的基本要求),本规 范与国际标准不能差距过大,适当进行了调整。
“正常使用和维护”是指防腐蚀工程的使用单位应提倡文明生产,制定相 应的生产、管理制度。例如:某硝铵车间地面上的固态硝铵,应干扫去 除,但却采用自来水冲洗,造成液态介质干湿交替作用腐蚀,使厂房破 坏严重。
根据国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001的规定 ,“正常维护”应包括必要的检测、防护及维修。
nema防腐蚀等级

nema防腐蚀等级NEMA防腐蚀等级指的是由美国国家电器制造商协会(National Electrical Manufacturers Association)制定的一套标准,用于评估电气设备在不同环境条件下的防腐蚀性能。
这些等级旨在确保设备在各种恶劣环境中的长期可靠运行。
根据NEMA标准,防腐蚀等级分为几个不同的级别,从1到4,级别越高,设备的防腐蚀能力越强。
下面我们来逐个介绍这些等级:1. NEMA 1:这个等级适用于室内环境,对于防腐蚀没有特殊要求。
这种设备通常用于干燥和清洁的环境中,如办公室、商店或住宅等。
2. NEMA 2:这个等级适用于室内环境,对于防腐蚀有一定要求。
这种设备通常用于有湿度和轻微腐蚀风险的环境中,如车间、实验室或一般工业场所等。
3. NEMA 3:这个等级适用于室外环境,对于防腐蚀有较高要求。
这种设备通常用于受潮湿、风吹雨打和轻度腐蚀的环境中,如露天工地、码头或农田等。
4. NEMA 4:这个等级适用于室外环境,对于防腐蚀有极高要求。
这种设备通常用于受严重腐蚀、浸水或暴露在极端天气条件下的环境中,如化工厂、沿海地区或极寒地带等。
NEMA防腐蚀等级的划分是根据设备的材料和设计特点来确定的。
不同等级的设备在生产制造过程中采取了不同的防腐蚀措施,以确保其能够在特定环境下长期稳定运行。
这些措施可以包括使用耐腐蚀材料、密封和防水设计、防尘和防湿等。
总结起来,NEMA防腐蚀等级是一个评估电气设备防腐蚀性能的标准体系,从1到4分为不同等级,用于指导设备在不同环境中的应用。
根据设备所处的环境条件,选择适当的防腐蚀等级,可以确保设备的可靠性和使用寿命,同时也为用户提供了更安全和可靠的电气设备。
大型铝材氧化、电泳车间的玻璃钢防腐蚀设计及施工
层结构形式和衬里层数。许多施工 队在设计时只考 虑到衬里层数 , 以为层数越多越好 。实际上 , 这样贴 衬 的玻璃钢往往使用寿命不长 , 其表现为衬里 层在 酸、 盐 等介质 中使用一段时间 , 碱、 少则数周或数月 , 长则 1 2 ~ 年后 , 表面 出现“ 冒汗” 现象 , 而出现腐 继 蚀介质的渗漏 , 重 的还 会 出现玻璃 钢分层 破坏 。 严 其原 因主要 体 现 在 以下 几 个 方 面 的 问题 : 树 脂 选 ①
维普资讯
大型铝材氧化、 电泳车间 的玻璃钢防腐蚀设计及施工
± 旦
大型 铝 材 氧 化 、 电泳 车 间的 玻 璃 钢 防腐 蚀 设 计及 施 工
谢 国泉 陈 娟
4 20 ) 1 0 4
( 湖南株 洲化工集 团建筑 安装有限公 司
摘 要 : 本 文总结 了铝 型材 加 工企业的氧化 、 电泳车 间玻璃 钢 防腐蚀 工程 的设计 、 材料选择 、 工工 艺方 法等 。 施
关键词 : 玻 璃钢 防 腐蚀 电 泳 设计 施 工
1 前
言
处理槽体 、 设备及机器床位、 地面、 水沟、 废水 收集槽
等 产生 严 重 腐蚀 , 给生 产 带来 不 利 , 可 能 由此 酿 成 并 灾 难性 事 故 , 因此 采 取 正 确 适 宜 的 防腐 蚀 方 案 具 有 十分 重要 的意 义 。
==:= :: : : :一 扁蚀 介 质
毡 交 警
4 9
理, 采用复合 本文 结构形式, 所示。 如图
表 面毡 的 引人 可 提 高 玻 璃 钢 含 胶 量 ( 面 毡 含 表
外层 表]
中层 间
胶量可达 9 ~ 5 , 0 9 %)从而大大提高玻璃钢耐老化、
浅析高温高湿腐蚀环境下的工业建筑设计标准
浅析高温高湿腐蚀环境下的工业建筑设计标准摘要针对高温高湿腐蚀性工艺条件下的工业项目,由于在近两年接连发生了铸造及电镀车间建筑腐蚀的情况,使得我们对这一类型的工业建筑引起重视。
为保证受腐蚀性介质作用下的工业建筑物、构筑物在设计使用年限内的正常使用,通过查阅国家标准规范,行业设计规范,建筑防腐蚀施工手段和验收规范等资料,结合我院自身的项目及各专业设计人的工作实际,对工业建筑防腐蚀设计进行分析总结,并形成规范化的设计标准。
关键字:腐蚀性工业建筑设计标准1. 相关概念1.1建筑类型定义高温高湿腐蚀性环境下的工业建筑:目前我院接触到的有腐蚀性危害的工业建筑主要有精密铸造车间焙烧、熔炼、脱蜡工段,涂装车间电镀工段等1.2腐蚀性等级界定各种介质对建筑材料长期作用下的腐蚀性,可分为强腐蚀、中腐蚀、弱腐蚀、微腐蚀四个等级。
同一形态的多种介质同时作用同一部位时,腐蚀性等级应取最高者。
环境相对湿度宜采用工程所在地区年平均相对湿度值或构配件所处部位的实际相对湿度。
腐蚀强度分级见表1.1表1.1 不同的腐蚀等级及破坏特征*本表取自《建筑防腐材料设计与施工手册》表1-2-3-1并根据GB50046-2008修订;根据新规范原无腐蚀改为微腐蚀。
强腐蚀性条件下,构件必须采取防腐蚀措施,如果有可能宜改用其他耐腐蚀性能较好的材料;中腐蚀性可采用附加的防腐措施;弱腐蚀条件下可采用提高构件自身质量,个别条件下可采用简易的附加防腐措施。
微腐蚀条件下可按正常环境进行设计,而可以不采取本文规定的防腐措施。
1.3工业厂房中的主要腐蚀性物质腐蚀性介质按其存在形态可分为气态介质、液态介质和固态介质;各种介质应按其性质、含量和环境条件划分类别。
生产部位的腐蚀性介质类别,应根据生产条件确定。
1.4建筑腐蚀发生的外部因素建筑腐蚀发生的外部因素:介质,介质浓度,温度,湿度;含氧酸对有机材料破坏最大;浓硫酸/硝酸对木材/沥青的腐蚀,短时间内就使材料失去强度。
大型铝型材氧化电泳车间上的玻璃钢防腐蚀设计及施工
电竦槽 稀 释j 葭
二 、 腐 蚀 方 案 设 计 防
氧 化 电泳 工 艺 处 理 槽 均 为 水 泥 槽 体 , 水 在 泥基 体 上进 行 玻 璃 钢 衬 里 防腐 蚀设 计 , 须 同 必
2 5—4 ℃ F一:0 3一 l / Ni 0 g L. ! : 0 8
—
中 , 艺 流 程 为 : 脂 一 水 洗 一 碱 洗 一 水 洗 一 工 脱
中 和 一 阳 极 氧 化 一 水 洗 一 着 色 一 水 洗 一 封 孔
一
1 g/ 5 L
水洗 一 电泳 一 电 泳 后二道 水洗 一 液切 等 。
承槽 洗
电棘 槽 电诛 后 水洗
常 皂 东 纯 '酸 或 温 来 或 术呈 性 碱
2 ℃ 0 常 温
DC : 0 —2 V 10 50
由 于腐 蚀 介 质 的存 在 ( 1 如 5—2 0%的 稀 硫 酸 、
皇
{ 皆 魏
3—5 氢 氟 酸 、 机 溶 剂 等 ) 因 而 腐 蚀 十 分 % 有 ,
模 为 1 0 0 / 精 饰 铝 型材 。 8 0 ta 在 铝 型 材 生 产 处 理 的 氧 化 电 泳 工 艺 过 程
H2O ̄ S
阳极 氧 化槽 、 2 0±l 、 ℃ 溢流 槽 2 —5 " 1 —3 % S 4 0 0 C 5 0 O
谢 整 槽 1 ℃ 9 3 A.1 Oa Nhomakorabea I2 -S
前
锦纶工厂建筑防火、防爆、防腐蚀要求
锦纶工厂建筑防火、防爆、防腐蚀要求1、生产厂房、附房及辅助生产设施的建筑防火设计均应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的有关规定。
室内装修防火设计应符合现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222的有关规定。
2、生产厂房内附设原料中间库或成品中间库时,应采用防火墙和耐火极限不低于1.50h的楼板与生产车间隔开,防火墙上的门应为甲级防火门。
原料中间库或成品中间库的防火设计应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 5 0565的有关规定。
3、生产厂房防火分区最大允许建筑面积应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 50565的有关规定。
锦纶长丝及BCF、锦纶短纤维、锦纶工业丝纺丝车间上下楼层为不同的防火分区时,被纺丝箱体和纺丝甬道贯穿的楼板在其贯穿处可不做防火封堵。
但应同时符合下列规定:(1)生产厂房的建筑耐火等级应为一级;(2)生产厂房与附房之间应用耐火极限不低于2.50h的防火隔墙隔开,隔墙上的门应为甲级防火门。
4、生产厂房安全疏散应符合现行国家标准《纺织工程设计防火规范》GB 5056 5的有关规定。
当锦纶纺丝车间有多个防火分区相邻布置,且每个防火分区已至少设有两个安全出口时,每个防火分区可利用防火墙上通向相邻防火分区的甲级防火门作为辅助安全出口。
5、设在生产厂房内的热媒间、热媒储槽收集间、熔体过滤芯异丙醇检验间、锦纶工业丝浸胶车间的胶料调配间及甲醛水溶液储存间应靠外墙布置,并应将其与生产厂房其他部分之间用耐火极限不低于2.50h的防火隔墙和耐火极限不低于1. 00h的楼板隔开,隔墙上的门应为甲级防火门。
地面应采用不发生火花的材料。
6、设置电梯的聚合车间、锦纶长丝及BCF、锦纶短纤维、锦纶工业丝纺丝车间,电梯宜设在附房内。
当确需设在生产车间内时,宜设置电梯前室,前室应采用耐火极限不低于2.00h的防火隔墙和耐火极限不低于1.00h的楼板与生产车间隔开,前室门应为乙级防火门或防火卷帘。
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埋地管道腐蚀与阴极保护综述摘要:简述埋地管道腐蚀原理,综述了影响埋地管道内腐蚀及外腐蚀的因素,并介绍我国管道阴极保护的现状、存在的问题及前景展望。
并介绍了国内外管道防腐层缺陷检测的几种检测方法,引言腐蚀是引起埋地管道破坏和失效的主要原因之一,埋地管道作为大量输送石油、水、气体等介质的最为安全经济的方法在世界各地得到广泛应用。
但由于施工质量、外力破坏、长期使用及地下环境等因素造成的管道防腐层破损、老化,使其防腐能力降低甚至失去保护作用,以及受到土壤化学和电化学腐蚀会导致管道穿孔,造成漏油、漏水、漏气等,不仅造成巨大的经济损失,而且给社会生态环境带来严重的污染。
因此,管道的维护管理、防止管道腐蚀、泄漏,保证管道安全输送,延长管道使用寿命已成为目前管道行业的一项重要课题。
对于埋地管道,阴极保护是行之有效的防蚀技术,本文主要介绍埋地管道防腐蚀原理,和国内外埋地管道发展现状,存在问题和未来前景。
1埋地管道的腐蚀埋地管道所处的环境复杂,其腐蚀影响因素各异。
文中从内腐蚀、外腐蚀2个方面对埋地管道的腐蚀进行分析。
1.1 内腐蚀管道的内腐蚀是由管道输送的介质含有腐蚀性成分引起的。
输送的介质不同,腐蚀的因素也就不同。
目前,国内外对CO2或H2S单独作用下腐蚀的研究比较充分,而对H2S、CO2共存体系中,尤其是高温高压条件下多相流动介质中H2S、CO2腐蚀的研究比较少,对于实际工况条件下有针对性的研究就更少。
管道的内腐蚀不仅是多个外部因素共同作用的结果,而且还与管道本身的材质和制造因素以及管道在运行中的使用应力等有关。
1.1.1硫化氢腐蚀硫化氢水溶液是弱酸,在水溶液中按下式分步离解:H2S→H++HS-→2H++S2-在硫化氢溶液中,含有H+,HS-,S2-和H2S分子,它们对钢质管道的腐蚀是氢去极化过程,反应式如下:阳极反应Fe-2e→Fe2+阴极反应2H++2e→[H]+[H〕→H2↑Fe2+和溶液中的H2S反应:xFe2++yH2S→Fe x S y+2yH+Fe x S y为各种结构的硫化铁的通式,随着溶液中H2S含量及pH值的变化,硫化铁组成及结构不相同,其对腐蚀过程的影响也不相同。
1.1.2二氧化碳腐蚀CO2腐蚀是困扰世界石油工业、同时也是困扰国内油气工业发展的一种常见的腐蚀,台面状腐蚀是腐蚀过程最严重的现象。
关于CO2的腐蚀机理,一般都认为是溶解在水中的CO2和水反应生成H2CO3,然后再和Fe 反应使之被腐蚀:CO2+H2O→H2CO3Fe+H2CO3→FeCO3+H2↑但是溶液中的H2CO3绝大部分是以H+和HCO3-存在的,因此,反应生成物中大多数是Fe(HCO3)2并在高温下分解为:Fe(HCO3)2→FeCO3+CO2+H2O实际上腐蚀产物碳酸盐(FeCO3·CaCO3)或结垢产物膜在钢铁表面不同区域的梭盖程度不同,不同覆盖度的区域之间形成了自催化作用很强的腐蚀电偶,CO2的局部腐蚀就是这种腐蚀电偶作用的结果。
这一机理也很好地解释了水化学作用和在现场一旦发生上述过程时,局部腐蚀会突然变得非常严重等现象。
1.1.3氧腐蚀氧腐蚀是最普通的一种腐蚀,凡有空气、水、水蒸气存在的场合均会发生氧腐蚀。
氧腐蚀的电化学过程如下:阳极反应Fe-2e→Fe2+阴极反应O2+2H2O+4e→4OH-化学反应式2Fe+3/2O2+H2O→2FeO(OH)→Fe2CO3+H2O 这是氧去极化腐蚀。
腐蚀过程中铁、氧和水化合形成铁锈。
氧腐蚀的速率受水中溶解氧含量影响,随着水中溶解氧含量的增加腐蚀速率也增加。
1.2外腐蚀1.2.1土壤腐蚀土壤是具有固、液、气三相的毛细管多孔性的胶质体,土壤的空隙被空气和水充满,水中含有一定量的盐使土壤具有离子导电性;土壤物理化学性质的不均匀性和金属材质的电化学不均匀性,构成了埋地管道的电化学腐蚀条件,从而会产生土壤腐蚀。
土壤腐蚀是指埋地钢质管道在土壤介质作用下引起的腐蚀,属于电化学腐蚀。
土壤是多相物质组成的复杂混合物,颗粒间充满空气、水和各种盐类,使土坡具有电解质的特征,土壤腐蚀电池大致可分两类。
(l)微腐蚀电池是因埋地钢质管道表面状态的影响所形成的腐蚀电池。
由于管道的缺陷,可能夹杂有不均匀物质。
当不均匀钢质管与土壤接触时,在有差异的部位上,便会由于电极电位差而构成腐蚀电池。
(2)宏腐蚀电池是因土壤性质差异引起的腐蚀电他。
埋地钢质管道经过物化性质差异很大的土壤时,可形成较大的电位差。
由于构成的腐蚀电池两极间的距离较远,故称宏腐蚀电池。
土壤的酸碱度、氧化还原电位、电阻率、含水量、密实度、含盐种类、湿度、杂散电流等,均会直接或间接地影响对埋地钢质管道的腐蚀。
该腐蚀是电化学腐蚀,反应式如下:阳极反应Fe→Fe2++2e阴极反应2H++2e→H2↑(酸性溶液中)O2+4H++4e→2H2O(酸性溶液中)O2+2H2O+4e→4OH-(中性碱性溶液中)1.2.1.1土壤盐分土壤中的盐分对材料腐蚀的影响,除了对土壤腐蚀介质的导电过程起作用外,还参与电化学反应。
土壤中可溶盐是电解液的主要成分,所以土壤介质中的含盐量与土壤电阻率有明显的反相关系。
含盐量还能影响到土壤溶液中氧的溶解度,含盐量高,氧气溶解度就会下降,于是削弱了土壤腐蚀的电化学阴极过程,同时还会影响土壤中金属的电极电位。
土壤中的阴离子对金属的腐蚀影响较大,因为阴离子对土壤腐蚀电化学过程有直接的影响。
Cl-对金属材料的钝性破坏很大,促进土壤腐蚀的阳极过程,并能渗透过金属腐蚀层,与钢铁反应生成可溶性腐蚀产物,所以土壤中Cl-含量愈高,土壤腐蚀性愈强,Cl-是土壤中腐蚀性最强的一种阴离子。
SO42-对钢铁腐蚀有促进作用,CO32-及HCO3-对碳钢的腐蚀有较重要的作用,但两者的作用稍有不同。
CO32-与Ca2+形成CaCO3,它与土壤中的砂粒结合成坚固的“混凝土”层,使腐蚀产物不易剥离,抑制了电化学反应的阳极过程,对腐蚀起阻碍作用。
而由HCO-形成的NaHCO3没有这种阻碍作用。
土壤中阳性离子有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Al3+等,这些离子除了起导电的作用外,并不直接影响土壤腐蚀的电极过程,因而对土壤腐蚀性的影响不大。
其中Ca2+的影响比较特殊,它在中、碱性土壤中,尤其是在含有丰富碳酸盐的土壤中,能形成不溶性碳酸钙,从而阻止电化学阳极过程,降低土壤腐蚀性。
1.2.1.2土壤含水量水分是使土壤成为电解质,造成电化学腐蚀的先决条件。
研究表明,土壤中的含水量对钢的腐蚀速率的影响存在一个最大值。
当含水量低时腐蚀速率随着含水量的增加而增加,达到某一含水量时材料的腐蚀速率最大,再增加含水量,其腐蚀速率反而下降。
另外,含水量交替变化也会使土壤的腐蚀性增强。
1.2.1.3土壤含气量氧是金属腐蚀不可缺少的一个主要因素,它直接关系到土壤腐蚀的阴极过程的顺利与否,也关系到金属成膜的难易程度,从而间接地影响到阳极过程。
氧的去极化作用是随着氧含量的增加而加快的,即:O2+2H2O+4e→4OH-氧的来源主要是空气的渗透,在紧密的土壤中氧的传递比较困难,土壤腐蚀的阴极过程减慢;在疏松的土壤中,氧的传递较快,氧的去极化作用增强。
1.2.1.4土壤温度金属材料在土壤中的腐蚀主要是电化学过程,土壤温度的升高会加速阴极的扩散过程和电化学反应的离子化过程。
土壤温度对土壤腐蚀性的影响,是通过对其他一些影响因素的作用而间接起作用的。
温度的变化还会影响微生物的生机活动。
一般说来,不同的微生物都有一个最适宜的温度,当土壤温度低于0℃时,微生物的活动将趋于停滞,随着温度的升高,微生物的活动增强,微生物对材料的腐蚀作用增大。
除上述因素外,土壤电阻率、土壤氧化还原电位、土壤酸度、土壤微生物、土壤有机质、杂散电流、气候条件都会对金属在土壤中的腐蚀产生不同程度的影响。
1.2.2杂散电流腐蚀杂散电流是在地下流动的防护系统设计之外的对金属管道产生腐蚀破坏作用的电流。
杂散电流腐蚀包括直流杂散电流腐蚀和交流杂散电流腐蚀。
直流杂散电流腐蚀原理与电解腐蚀类似,其破坏区域比较集中,破坏速度比较大,对管道造成的腐蚀作用比自然腐蚀严重得多;交流杂散电流是管道附近高压电力线产生的二次感应交流电叠加在管道腐蚀电化学电池上产生的腐蚀,其腐蚀量较小,但集中腐蚀性强。
直流杂散电流主要来源于直流电气化铁路、直流电解设备接地极、阴极保护系统中的阳极地床等。
杂散电流的流动过程形成了2个由外加电位差建立的腐蚀电池,一个是电流流出铁轨进入管道处,铁轨是腐蚀电池的阳极,发生腐蚀,管道为阴极,不腐蚀;另一个是电流流出管道返回铁轨处,管道是腐蚀电池的阳极,发生腐蚀,铁轨是阴极,不腐蚀。
1.2.3套管腐蚀在国内的长输管道工程建设中,大量采用了穿越套管。
穿越管段套管(尤其是金属套管)的腐蚀较复杂,而且对常规阴极保护具有屏蔽效果。
套管腐蚀可分为常规腐蚀和异常腐蚀,如表1所示。
1.2.4冲刷腐蚀对于水底裸管穿越,或者由于河流对河床的冲刷和下切作用,导致穿越段管道裸露在河流中时,会产生冲刷腐蚀。
它与流体力学密切相关,当流速较低时,腐蚀性产物积聚在管道表面,形成蚀坑,导致穿孔发生。
当流速较高时,由于腐蚀产物及时剥离,蚀坑反而难以形成,但是此时冲刷和腐蚀存在明显的协同加强作用,一方面加速管道的腐蚀性反应物进入管壁内,另一方面加速管壁的腐蚀产物向原油中扩散。
2 埋地管道的阴极保护2.1阴极保护方法2.1.1牺牲阳极在土壤等电解质环境中,牺牲阳极因其电极电位比被保护体的电位更负,当与被保护体连接后将优先腐蚀溶解,释放出的电子在被保护体表面发生阴极还原反应,抑制了被保护体的阳极溶解过程,从而对被保护体提供了有效的阴极保护。
它是由一种比被保护金属电位更负的金属或合金与被保护的金属电连接所构成。
在电解液中,牺牲阳极因较活泼而优先溶解,释放出电流供被保护金属阴极极化,实现保护。
牺牲阳极的主要特点:(1)适用范围广,尤其适用于中短距离和复杂的管网。
(2)阳极输出电流小,发生阴极剥离的可能性小。
(3)随管道安装一起施工时,工程量较小。
运行期间,维护工作简单。
(4)阳极输出电流不能调节,可控性较小。
(5)无需外部电源,对外界干扰少,安装维护费用低,无需征地或占用其他建(构)筑物,保护电流利用率高。
作为牺牲阳极材料,必须能满足以下要求:(1)要有足够负的稳定电位;(2)自腐蚀速率小且腐蚀均匀,要有高而稳定的电流效率;(3)电化学当量高,即单位重量产生的电流量大;(4)工作中阳极极化要小,溶解均匀,产物易脱落;(5)腐蚀产物不污染环境,无公害;(6)材料来源广,加工容易,价格低廉。
常用的牺牲阳极品种有镁基、锌基和铝基合金三类。
牺牲阳极的作用:(1)防止防腐层破损处的腐蚀,也就是对被保护钢管进行阴极极化,将其电位转移到保护电位,使钢管上所有的防腐层破损点都呈现阴极倾向。