阴极保护与涂层
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钢材的防腐措施引言:钢材是一种常用的建筑材料,但由于其易受氧化和腐蚀的特性,需要采取一系列防腐措施来延长其使用寿命。
本文将介绍几种常见的钢材防腐措施,包括涂层防腐、热浸镀锌、电镀和阴极保护。
一、涂层防腐涂层防腐是一种常见且有效的钢材防腐措施。
在钢材表面涂覆一层防腐漆或涂料,可以起到隔绝空气和水分的作用,从而防止钢材氧化和腐蚀。
常见的涂层防腐材料有油漆、沥青、环氧树脂等。
涂层的厚度和质量对防腐效果起着重要作用,因此在施工过程中应注意涂层的均匀和完整性。
二、热浸镀锌热浸镀锌是一种将钢材浸入熔融锌中的防腐措施。
在热浸镀锌过程中,钢材与锌发生化学反应,形成锌层,从而起到防腐的作用。
热浸镀锌可以有效地防止钢材受潮氧化和腐蚀,特别适用于在潮湿环境中使用的钢材。
此外,热浸镀锌还能提高钢材的耐磨性和耐腐蚀性,延长其使用寿命。
三、电镀电镀是一种将钢材浸入电解液中进行电化学反应的防腐措施。
在电镀过程中,钢材作为阴极,通过电流的作用使金属离子还原成金属层,从而在钢材表面形成一层金属涂层,具有防腐和美观的双重作用。
常见的电镀方法有镀铬、镀锌等。
电镀可以提高钢材的耐腐蚀性和装饰性,使其具有更好的外观和使用寿命。
四、阴极保护阴极保护是一种通过电流的作用保护钢材不受腐蚀的措施。
在阴极保护过程中,将钢材与具有更高电位的金属相连接,使钢材成为阴极,从而阻止钢材发生腐蚀反应。
阴极保护可以采用外电源供电的外部阴极保护和通过阳极保护物质产生保护电流的内部阴极保护。
阴极保护具有使用方便、能耗低等优点,适用于大型钢结构的防腐。
结论:钢材的防腐措施多种多样,选择适合不同情况的防腐方法可以延长钢材的使用寿命,提高其耐腐蚀性。
涂层防腐、热浸镀锌、电镀和阴极保护是几种常见的钢材防腐措施,它们在不同领域和环境中都有广泛的应用。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的防腐方法,并注意施工质量和维护保养,以确保钢材的防腐效果和使用寿命。
防腐技术措施防腐技术措施是一种用于保护材料免受腐蚀和腐败的方法。
腐蚀是指材料由于与外界环境发生化学反应而失去稳定性的过程。
腐败是指有机物质在湿热条件下被微生物分解的过程。
防腐技术措施是为了延长材料的寿命,减少维护和更换的成本。
表面涂层1. 漆膜涂层漆膜涂层是最常见的防腐技术之一。
涂层可以通过形成一层保护性的屏障来防止环境中的腐蚀剂与材料接触。
一些广泛使用的涂层材料包括油漆、涂料、聚合物等。
这些材料在涂层表面形成一个保护性的屏障,防止湿气、化学品和其他有害物质侵入材料。
2. 金属涂层金属涂层是一种将金属材料作为保护性层涂在其他材料表面的方法。
常见的金属涂层包括锌涂层和铝涂层。
这些金属具有良好的防腐性能,可以防止材料暴露在潮湿的环境中。
3. 防腐蚀涂层防腐蚀涂层是一种特殊的涂料,其成分中含有特殊的化学物质,可以抑制腐蚀的发生。
这些化学物质可以与材料表面的金属发生化学反应,形成一层具有防腐性能的保护膜。
阴极保护技术阴极保护技术是一种通过降低金属的电位来抑制腐蚀的方法。
它通过在金属表面添加一种阴极保护剂,使金属表面成为一个电流通过的路径,从而降低金属的电位。
这样可以减少腐蚀的发生。
阴极保护技术主要包括以下几种方法:1. 阴极保护涂层阴极保护涂层是在金属表面涂覆一层阴极保护性涂层的方法。
这种涂层通常含有一种活性物质,如锌粉或锌盐,可以提供阴极保护作用。
2. 阴极保护电流阴极保护电流是通过外部电源向金属表面施加一定电流,使金属表面成为一个阴极,从而减少腐蚀的发生。
这种方法通常适用于较大的金属结构,如船舶、桥梁、油罐等。
3. 物理隔离物理隔离是一种将金属结构与环境隔离的方法。
这可以通过使用塑料或橡胶等非金属材料来实现。
物理隔离可以防止金属结构与潮湿环境接触,从而减少腐蚀的发生。
环境调控环境调控是一种通过控制环境参数来减少腐蚀的发生。
这些参数包括温度、湿度、氧气浓度等。
环境调控可以通过以下几种方法来实现:1. 保持干燥保持干燥是一种常用的环境调控方法。
控制电化学腐蚀的措施电化学腐蚀是一种通过电化学反应引起金属或其他材料表面的腐蚀现象。
这种腐蚀形式对于很多行业和应用都会带来严重的损害,因此采取措施控制电化学腐蚀非常重要。
下面我将介绍几种控制电化学腐蚀的措施。
1.选择合适的材料:选择具有良好抗腐蚀性能的材料是控制电化学腐蚀的重要措施之一、例如,在化学工业领域使用316型不锈钢替代普通碳钢,可以大大减少或避免腐蚀问题。
此外,还可以使用塑料、陶瓷等非金属材料来替代金属材料,因为它们通常具有更好的抗腐蚀性能。
2.保持合适的工艺条件:控制电化学腐蚀还需要在生产过程中保持合适的工艺条件。
例如,在电镀过程中,控制电解液温度、浓度和pH值可以减少腐蚀的发生。
另外,在液体储存设备中,保持流速适当以防止死角产生,避免物料积聚和局部腐蚀的发生。
3.阴极保护:阴极保护是一种常用的控制电化学腐蚀的措施。
它通过在金属表面施加外电流,使其成为阴极而不发生腐蚀。
阴极保护可以通过两种方式实现:一个是使用金属阳极来提供电流,另一个是使用外部电源来提供电流。
阴极保护广泛应用于海洋结构、油气管道等领域,可以有效延缓金属的腐蚀速度。
4.涂层保护:涂层保护是一种常见的控制电化学腐蚀的措施。
涂层可以提供一层保护膜,阻挡外界的氧、水等物质的进入,从而减缓腐蚀的发生。
常见的涂层材料有有机涂层和无机涂层,如油漆、聚合物、陶瓷等。
因此,在金属制品的表面涂上具有良好抗腐蚀性能的涂层,可以有效提高其使用寿命。
5.使用缓蚀剂:缓蚀剂是一种可以降低金属腐蚀速率的化学物质。
它可以在金属表面形成一层保护膜,从而减少腐蚀的发生。
常见的缓蚀剂有磷酸盐、阻垢剂、腐蚀抑制剂等。
缓蚀剂广泛应用于工业冷却水、锅炉水、油气管道等领域。
除了以上介绍的控制措施外,正确的维护和保养也是控制电化学腐蚀的关键。
例如,定期清洁金属表面,尽量避免外界划伤和损伤。
此外,定期检测和监控金属材料的腐蚀状况,及时采取措施进行修复和保护,也是控制电化学腐蚀的重要环节。
阴极保护:与阴极保护一起对埋地或水下钢质管道外腐蚀防护的有机涂层——胶带和收缩材料目次前言 (1)导语 (1)1.范围 (2)2.参考标准 (2)3.定义 (3)4.分级与标识 (5)5.要求 (7)6.质量 (9)附录A(标准性)胶带强度,断裂伸长率,10%伸长率下的模量、撕裂强度 (13)附录B(标准性)层间剥离强度 (15)附录C(标准性)与管体表面和工厂预制涂层之间的剥离强度 (17)附录D(标准性)搭接剪切强度 (19)附录E(标准性)耐热老化 (21)附录F(标准性)耐紫外线辐射 (24)附录G(标准性)抗压痕 (26)附录H(标准性)抗冲击 (28)附录J(标准性)比绝缘电阻 (30)附录K(标准性)耐阴极剥离 (32)附录L(标准性)皂化价 (35)附录M(标准性)耐微生物 (37)附录N(标准性)低温柔韧性 (40)附录P(标准性)低温解卷试验 (45)附录Q(标准性)矿脂胶带抗流淌 (46)前言本欧洲标准由CEN/TC 219阴极保护技术委员会制定,该委员会秘书处由BSI(英国标准协会)管辖。
本欧洲标准或等同出版或背书签署,最迟到1999年2月即具有国家标准性质。
与之相冲突的标准最迟应于1999年2月撤销。
根据CEN/CENELEC内部规程,下列国家的国家标准组织应当执行本欧洲标准:奥地利、比利时、捷克共和国、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、冰岛、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士以及英联邦。
导语本欧洲标准给出了与阴极保护一起对埋地或水下管线进行腐蚀防护用的胶带或收缩材料涂层要求。
欧洲标准已经被CEN/TC 262/SC 2阴极保护专业委员会的WG6组织接管, 其秘书处由DIN管理。
CEN/TC 262/SC 2和ECISS/TC 29/SC 4之间有关于两委员会所制定标准协调方面的联络。
本标准主要是一个功能性标准,给处理确保涂层功能所必需的材料性能要求。
有机涂层加阴极保护的措施
嘿,朋友们!今天咱来唠唠有机涂层加阴极保护这神奇的措施呀!
就说那铁家伙,比如咱常见的大铁门吧,时间一长,风吹日晒雨淋的,那不得锈迹斑斑呐!这多糟心呀!但如果给它加上有机涂层呢,就好像给它穿上了一件厚厚的保护衣,能挡住好多侵害呢!比如,给大铁门刷上一层漂亮的油漆,不就能让它好看又耐用了嘛!
这还不够哦,再加上阴极保护,那可真是双保险啦!就好比给它找了个超级保镖!阴极保护是什么呢?简单来说,就是通过一些手段让金属不容易被腐蚀呀。
你想想看,要是没有这阴极保护,那些金属得多可怜呀,独自面对各种腐蚀的威胁。
有一次我去参观一个工厂,看到那些大型的设备都采取了有机涂层加阴极保护的措施,工人们都特别放心呢,他们说有了这个,设备能长久地好好工作啦!这可不是瞎吹哦,那是实实在在的效果摆在那儿呢!
咱再想想,要是马路上的那些栏杆没有有机涂层加阴极保护,那得锈成啥样啊,还能起到保护我们安全的作用吗?所以说呀,这有机涂层加阴极保护真的是太重要啦!
既能让金属延年益寿,又能保障我们生活中的各种设施正常运转,这难道不是超棒的措施吗?这绝对是值得我们好好重视和利用的呀!
我的观点就是有机涂层加阴极保护的措施真的是不可或缺呀,大家一定要充分认识到它的重要性和好处呀!。
钢结构防腐
钢结构防腐是为了保护钢材不受腐蚀的措施。
主要的钢结构防腐方法包括涂层防腐和阴极保护。
涂层防腐是通过在钢材表面涂上特殊的防腐涂料来阻隔氧气、水和其他腐蚀物质的接触。
这种方法常用的防腐涂料有环氧树脂、聚氨酯、氟碳漆等。
涂层防腐有不同的施工方式包括喷涂、刷涂、电泳涂等,可以根据具体情况选择合适的涂层防腐方式。
另一种常见的防腐方法是阴极保护。
钢结构可以通过电流或电位的控制来将阴极保护阳极,从而减少钢材发生腐蚀的可能性。
阴极保护可以通过电流直接施加在钢材上,也可以通过在钢材周围放置阳极来实现。
除了上述方法外,还可以通过选择具有抗腐蚀性能的钢材来实现防腐的目的。
例如,不锈钢、镀锌钢等具有较好的抗腐蚀性能,可以在一定程度上减少钢材的腐蚀问题。
在进行钢结构防腐时,需要根据具体情况选择适用的防腐方法,并严格按照要求进行施工,以确保防腐效果的达到预期效果。
阴极保护的基本原理行波管在基板上有许多深而且窄的孔,对镀层要求很高,化学镀镍后经过热处理,导致镀层和基底金属之间发生原子扩散,生成扩散合金化界面,使得镀层结合力提高。
对于非耐磨条件下使用的镀层,采用二百三十摄氏度热处理,高于二百五十摄氏度处理会使显微硬度提高,但是容易产生微裂纹,会使耐蚀性下降。
在这个工艺中,碱式碳酸镍的作用是提供镍,而次亚磷酸钠作为金属的还原剂,镀液中柠檬酸和二氟化物起着缓冲剂、络合剂和促进剂作用,尿素是槽液的稳定剂和光亮剂。
氨水用来调整槽液的PH值。
镍的沉积是自催化反应,一开始是还原剂脱氢并析出清,这为镍还原提供需要的电子。
阴极保护(cathodiic protection)是埋地钢管的一种防电蚀(galvanic corrosion)手段。
这项技术的历史可以追溯到160多年前的1824年。
至今许多国家已把地下管道的阴极保护列入标准规范。
实践已经证明它是切实可行并且在经济上是有效益的。
阴极保护的基本原理阴极保护是根据金属腐蚀的电化学原理,依靠从外部流入阴极极化电流使金属的电位负移,从而降低其腐蚀速度的防腐蚀(anticorrosion)方法.阴极保护的效果常按照保护对象达到的电位来判定。
地下管道通电时的电位应达到一0.85V或更负,这是指相对于铜一饱和硫酸铜参比电极(reference electrode)而言;或者通电时的电位较自然腐蚀电位负移大于300mV。
不过,保护电位也不能过负,否则金属上会发生显著的析氢反应。
这有可能导致涂层剥离和材料氢脆,是应该避免的。
对于有涂屡的地下管道,规定保护电位最负取一1.5V。
为了使地下管道达到规定的保护电位,管道表面上应有足够大的保护电流密度通过,其数值大小主要取决于表面涂层的情况。
裸露钢管需5~50mA/㎡。
如果有良好的涂层,则只要有0.05—0.2mA/㎡就可以了。
因此,在实际工程中阴极保护差不多总是与表面涂层结合使用的。
实施阴极保护时需要设置辅助阳极,与作为阴极的保护对象构成电气回路,才能提供所需的保护电流。
管道阴极保护原理管道阴极保护是一种常用的防腐蚀技术,它通过在管道表面施加电流,使得金属表面成为阴极,从而抑制金属腐蚀的过程。
阴极保护原理是建立在电化学的基础上,通过改变金属表面的电位来控制金属的腐蚀行为。
在管道表面施加阴极保护时,通常会采用一种称之为“阳极”的外部金属或合金,并且将其与管道表面连接。
通过在管道表面与阳极之间施加一个电压,就可以在管道表面形成一个保护性的电流场,从而实现对管道的防腐蚀保护。
阴极保护的原理可以分为两种类型,即被动式和主动式。
被动式阴极保护是利用外部电流场将金属电位降低到保护性的水平,使得金属表面成为阴极而得到保护,而主动式阴极保护则是通过在金属表面产生一个持续的电流,从而使金属表面一直处于一种保护性的状态。
被动式阴极保护通常适用于已有一定腐蚀的金属结构,而主动式阴极保护则适用于对金属结构进行长期保护。
阴极保护的原理还涉及到电化学腐蚀的基本过程。
在金属表面,通常会发生氧化还原反应,即金属表面的阳极和阴极反应。
阳极反应是金属表面的局部溶解,而阴极反应则是通过还原来补充阳极反应所带来的电荷。
当金属表面成为阴极时,就会抑制金属的溶解,从而减缓金属的腐蚀速度。
阴极保护的原理还与管道表面的涂层有关。
在许多情况下,金属表面会涂上一层抗腐蚀的涂料,从而形成一个保护性的层。
而当涂层破损时,阴极保护就可以发挥重要作用,通过在涂层破损处形成一个电流场,从而实现对金属表面的保护。
阴极保护的原理也与管道周围的土壤环境有关。
在土壤中含有一定的电导率,通常是通过土壤中的水分和盐分来实现电导,从而可以形成一个电流场,将外部电流导入到管道表面,实现对金属的保护。
总的来说,管道阴极保护的原理可以归纳为通过在管道表面施加一个电流,使金属表面成为阴极,从而抑制金属腐蚀的过程。
这种原理不仅可以用于管道的防腐蚀保护,还可以用于其他金属结构的防护,是一种非常有效的防腐蚀技术。
防腐蚀保护措施引言:随着工业化的不断发展,腐蚀问题正在成为各行各业面临的共同挑战。
腐蚀不仅会导致设备的损坏和故障,还对生产安全和环境健康造成威胁。
因此,采取有效的防腐蚀保护措施,对于保障设备的长寿命和生产安全至关重要。
本文将详细阐述几种常见的防腐蚀保护措施及其原理与应用。
一、物理防腐蚀保护措施物理防腐蚀保护措施采用一些物理手段来降低金属腐蚀的发生。
常见的物理防腐蚀保护措施包括涂层防护和电化学防护。
1. 涂层防护涂层防护是通过在金属表面涂覆一层防护层,以隔离金属与外界环境的接触,从而减缓金属的腐蚀速度。
常见的涂层材料包括涂漆、涂胶和涂蜡等。
涂层防护的关键是保证涂层的厚度和质量,以及合适的涂层材料的选择。
此外,还可采用双层涂层、阳极涂层等技术来进一步提高涂层的防护效果。
2. 电化学防护电化学防护是通过改变金属电位或电流分布,减少或阻止电化学反应的发生,从而达到防止腐蚀的目的。
常见的电化学防护方法包括阴极保护和阳极保护。
阴极保护是通过在金属表面提供电子,使其成为阴极,从而减少或消除金属的阳极反应。
而阳极保护则是通过在金属表面提供电子,使其成为阳极,增加金属阳极反应的速度,从而减少或消除金属的阴极反应。
二、化学防腐蚀保护措施化学防腐蚀保护措施是通过使用特殊的化学物质来阻止或减缓金属腐蚀的发生。
常见的化学防腐蚀保护措施包括腐蚀抑制剂的添加和防腐涂料的使用。
1. 腐蚀抑制剂的添加腐蚀抑制剂是一种能在金属与环境接触时形成一层保护膜的物质。
这层保护膜能隔离金属与环境的接触,从而减缓腐蚀反应的发生。
在实际应用中,腐蚀抑制剂常常被添加到水产业、石油化工等行业的冷却水、锅炉水和金属材料的防锈油中,以提高其防腐蚀性能。
2. 防腐涂料的使用防腐涂料是一种涂在金属表面的特殊涂料,具有降低金属腐蚀的能力。
防腐涂料的选择应根据金属的特性和使用环境的要求来确定。
例如,在海洋环境中,应选择能够抵御盐雾侵蚀的防腐涂料;而在耐高温环境中,应选择能够抵御高温氧化的耐火涂料。
阴极保护材料阴极保护是一种通过向金属结构表面施加电流或者使用特殊材料来保护金属免受腐蚀的技术。
在阴极保护系统中,使用的材料起着至关重要的作用,因为它们直接影响着保护效果和系统的稳定性。
下面将介绍一些常用的阴极保护材料。
1. 金属阳极。
金属阳极是一种常见的阴极保护材料,通常由锌、铝等金属制成。
它们通过与被保护金属形成电化学偶,从而在电化学腐蚀过程中起到保护作用。
金属阳极具有成本低、使用方便等优点,因此在许多领域得到广泛应用。
2. 金属氧化物涂层。
金属氧化物涂层是一种常用的阴极保护材料,它可以通过涂覆在金属表面形成一层氧化物膜,从而阻止金属与外界介质的直接接触,减缓腐蚀速度。
常见的金属氧化物涂层材料包括氧化铝、氧化锌等,它们具有良好的耐腐蚀性能和耐磨损性能。
3. 有机涂层。
有机涂层是一种新型的阴极保护材料,它由有机高分子材料构成,具有良好的抗腐蚀性能和耐候性能。
有机涂层可以形成一层保护膜,阻止氧、水等有害物质对金属的侵蚀,从而延长金属结构的使用寿命。
此外,有机涂层还具有施工方便、成本低等优点,因此在海洋工程、桥梁、建筑等领域得到广泛应用。
4. 阴极保护混凝土。
阴极保护混凝土是一种专门用于混凝土结构阴极保护的材料,它通过在混凝土中添加特殊的阴极保护剂,形成阴极保护系统,从而保护混凝土中的钢筋免受腐蚀。
阴极保护混凝土具有施工方便、成本低、效果显著等优点,因此在桥梁、隧道、地下工程等领域得到广泛应用。
5. 电位探测器。
电位探测器是一种用于监测金属结构腐蚀状态的阴极保护材料,它可以实时监测金属结构表面的电位,从而及时发现腐蚀问题并采取相应的防护措施。
电位探测器具有灵敏度高、响应迅速等优点,可以帮助工程师及时发现和解决金属结构腐蚀问题,保障工程安全。
总结。
阴极保护材料是保护金属结构免受腐蚀的重要手段,不同的材料具有不同的特点和适用范围。
在实际工程中,我们应根据具体情况选择合适的阴极保护材料,并严格按照相关标准和规范进行施工和使用,以确保阴极保护系统的稳定性和可靠性。
极保护以及以上三种方法的综合保护[1]。
可以将上述的保护原理简单的划分为单一防护和综合防护两大类。
综合防护的保护效果要好于单一防护的保护效果。
为了更好的理解防腐蚀涂料的保护原理,我们简单介绍一下与防护原理最相关的原电池。
举个例子,干电池是日常生活中比较常见的,它的原理很简单,正极碳棒,负极锌筒,氯化铵与锌的电解反应释放电荷由石墨转移给正极碳棒形成电流。
原电池是通过氧化还原反应产生电流的装置。
原电池既能产生电流造福人类,也能产生不容小觑的腐蚀效果。
原电池产生腐蚀后,作为阳极的金属发生溶解,造成阳极金属的消耗,而作为阴极的金属,则得到了较好的保护。
运用这一原理我们可以采用一些方法使我们的冷换器得到很好地保护。
下面介绍一下涂层防护。
涂层防护顾名思义,在易腐蚀金属表面涂抹涂层,使金属表面与腐蚀介质相互屏蔽。
这种方法可以简单地理解为隔离防护,使腐蚀介质与被保护金属不接触以达到防腐目的。
阴极保护就是以牺牲阳极为代价,用阳极作为阴极的牺牲品。
在水存在的锌块和钢铁基体之间形成一个以锌块为阳极、钢铁基体为阴极的原电池,锌块逐渐腐蚀消耗而使钢铁基体得到较好的保护[2]。
涂层和阴极保护联合措施是应对循环水系统腐蚀较为有效的方法,其重点在于,涂层与阴极保护是相辅相成的,涂层能够将底金属与水隔开,起到防腐蚀作用。
但涂层有微孔甚至缺陷的地方,水会慢慢渗入涂层底部,如果没有阴极保护,就会在缺陷部位形成局部(点)腐蚀,出现“大阴极小阳极”腐蚀加剧的现象,在腐蚀不断扩散和发展的过程中,会造成涂层鼓包或剥落,从而进一步加大金属腐蚀的速度。
而在有阴极保护存在的情况下,保护电流会流向缺陷点,可以有效地阻止腐蚀的进一步发展,减缓涂料失效的速度,从而有效地抑制腐蚀。
因此,涂层的施工好坏决定了防腐蚀的效果。
质量越好,缺陷越少,阴极保护系统需要的电流越少,系统寿命越长;反之,0 引言石化设备腐蚀对生产的影响后果日益严峻。
中海油东方石化有限责任公司自装置投产以来,146台循环水冷却器已累计发生10余台次水冷器腐蚀泄漏问题。
阴极保护和有机涂层联合防腐在深海石油设施中的应用研究摘要:石油开发向深海进军对防腐提出的新的挑战,本文详细阐述了将有机涂层和阴极保护这两种目前海洋环境中使用最有效、最成熟的两种防腐方法联合应用的在深海石油设施防腐中的应用前景和存在的问题。
在联合应用过程中,最大的问题是阴极保护可以导致有机涂层发生阴极剥离,而降低联合应用的效果。
本文从严格控制阴极保护电位,改进金属表面预处理方法和改变有机涂层性质三个方面进行讨论了提高阴极保护和有机涂层联合防腐性能的方法。
关键词:阴极保护有机涂层防护联合1 前言:海洋蕴藏了全球超过70%的油气资源,其中水深超过300米的深海油气资源开发正在成为世界石油工业的主要增长点和科技创新前沿。
随着水深的增大,管线和结构价格更加昂贵,因此要服役更长的时间才能得到回报,而且一旦发生问题,后期的修补也更加困难。
因此,对腐蚀防护领域提出了新的挑战,腐蚀保护必须能够提供超过30年甚至更长的稳定防护。
阴极保护是海洋环境中最基本的腐蚀防护技术之一。
它包括牺牲阳极和强制电流两种方式。
其中,牺牲阳极该方法是用电极电位比被保护金属更低的金属或合金做阳极,固定在被保护金属上,形成腐蚀电极,被保护金属作为阴极而得到保护。
此法简单易行,不需电源,不用专人管理,不干扰邻近设备和装置,仅消耗少量的有色金属材料,就可使金属获得完全的阴极保护,因此,广泛使用于海水全浸区和海泥区海洋石油钢结构的腐蚀防护。
有机涂层可以机涂层起到阻挡层的作用,减少腐蚀介质向金属/涂层界面传输,是海洋环境中使用最广泛的金属防腐蚀方法。
在浅水中,阴极保护相对简单,易于维护和监测。
但是随着向深水的进军,需要阴极保护服役时间更长,性能更可靠。
增加阳极的数量可能会对水下施工产生干扰,增加海水阻力。
同时,海洋石油钻采设施的空间和重量限制是非常严格的,无限制的增加阳极的数量和重量也是不现实的。
随着水深的加深,有机涂层等的失效行为也发生变化,深加深10m,压强增大一个大气压,增大的压力能够明显加速有机涂层的失效[1]。
管道阴极保护的方法管道阴极保护是一种防腐蚀措施,通过在管道表面施加电流,将管道设为负极,并通过引入外部电流,实现对金属表面的保护,减缓或阻止金属腐蚀。
下面将详细介绍几种常见的管道阴极保护的方法。
1. 电流放电法:电流放电法是通过在线结构上以链状方式分布大量阳极,形成一个与结构相连接的阳极体系,以达到阴、阳离子在电极表面相转移的目的。
该方法可采用分布在外部的阳极和直接埋设在土壤或水体中的阳极。
电流放电法适用于各种金属结构,尤其适用于顶棚、架梁等较长的结构。
2. 电位调节法:电位调节法是通过将阳极连接到要保护结构的阳极保护系统上,产生足够的电流和阴极保护电位,来减缓或阻止管道的腐蚀。
该方法适用于埋地管道、水箱和储罐等。
3. 牺牲阳极法:牺牲阳极法又称为牺牲保护法,它通过在管道金属表面放置一种具有更高的电位的金属,使其与管道组成一个局部电池,牺牲阳极因具有更负的电位,而被腐蚀,从而延缓或阻止管道腐蚀。
常用的牺牲阳极材料有锌、铝、镁等。
这种方法适用于在土壤、水下和混凝土中埋设的管道。
4. 电阻率测定法:电阻率测定法是通过测量管道金属表面电阻率的变化来判断管道阴极保护的状况。
如果管道表面电阻率的变化较大,说明管道阴极保护状态良好,否则需要采取相应的维护措施。
5. 化学浸渍法:化学浸渍法是通过将含有有机阴极保护试剂的水溶液浸渍到管道中,使其与管道表面发生相应的化学反应,形成一层保护膜,来实现管道的阴极保护。
常用的有机阴极保护试剂有盐酸、硫酸、有机酸等。
6. 有机涂层法:有机涂层法是在管道表面涂覆一层防腐蚀涂料,通过涂层形成的隔离层隔绝金属与外界环境的接触,从而达到防止金属腐蚀的目的。
常用的涂层材料有沥青、环氧树脂、聚氨脂等。
除了上述方法,还有一些其他的管道阴极保护的方法,如电化学方法、阳极膜法、外加电流浸渍法等。
不同的管道材料、设计要求和使用环境,选择不同的阴极保护方法,以达到最佳的防腐蚀效果。
需要指出的是,管道阴极保护是一个复杂的系统工程,它涉及到材料的选择、优化设计、施工及维护等方面的问题。
管道外层腐蚀的防治方法管道在输送各种介质的过程中,由于环境的恶化和介质的腐蚀性,管道的外层容易遭受腐蚀。
为了延长管道的使用寿命和确保管道的安全运行,以下是针对管道外层腐蚀的防治方法:1.防腐蚀涂层防腐蚀涂层是管道外层腐蚀防治的重要措施。
常见的防腐蚀涂层有环氧树脂涂层、聚氨酯涂层、聚酯涂层等。
这些涂层具有耐腐蚀、防水、防霉等特性,能够有效地保护管道外层免受腐蚀。
在涂覆涂层时,需要注意施工要点和注意事项,如清洁表面、控制涂层厚度、避免涂层破损等。
2.阴极保护阴极保护是通过降低管道的电位以达到防止腐蚀的目的。
阴极保护有两种方法:外加电流法和牺牲阳极法。
外加电流法是通过外部电源提供电流来保护管道,而牺牲阳极法是利用活泼金属作为阳极,牺牲阳极来保护阴极管道。
阴极保护具有施工简便、维护容易等优点,但需要注意电源选择、安装质量等问题。
3.表面处理表面处理可以改变管道表面的物理和化学性质,从而提高防腐蚀性能。
表面处理的方法包括机械处理、化学处理和物理处理。
机械处理包括打磨、喷砂、抛光等,化学处理包括酸洗、钝化、磷化等,物理处理包括真空镀膜、离子溅射等。
表面处理可以有效地提高防腐蚀性能,但在选择处理方法时需要注意适用性和施工难度。
4.防腐蚀合金防腐蚀合金是一种具有较好防腐蚀性能的管道材料。
常见的防腐蚀合金有不锈钢、高合金钢等。
这些合金具有较好的耐腐蚀性能,能够有效地提高管道的防腐蚀能力。
在应用防腐蚀合金时,需要注意选材合理,根据介质和环境选择适用的合金材料。
5.缓蚀剂缓蚀剂是一种能够抑制管道腐蚀的化学物质。
常见的缓蚀剂有有机缓蚀剂、无机缓蚀剂和复合缓蚀剂。
这些缓蚀剂能够与管道表面反应,形成一层保护膜,从而减缓管道的腐蚀速度。
在选择和使用缓蚀剂时需要注意种类、特点、应用场景和施工方法,避免出现副作用。
6.选材合理选材合理是管道外层腐蚀防治的重要措施之一。
在选择管道材料时,需要考虑材料的耐腐蚀性、机械强度、加工工艺等因素。
一、涂层检测方法常规检测方法,一般是将涂层试样或实际储罐放置在一定的腐蚀条件下,经过一段时间后,用目测的方式检查涂层对腐蚀介质所表现出来的反应,如锈蚀、气泡、脱落等,并根据此反应分析评价涂层耐腐蚀性能。
根据不同的试验方法和试验条件,常规检测主要包括物理性能测试、机械性能测试、化学浸演加速试验等多种方法。
物理性能测试主要是研宄涂层的物理性能,包括外观、粘度、细度、固体分含量等。
机械性能测试主要研究涂层力学性能的变化规律,指标参数包括硬度、附着力、柔韧性、冲击强度等。
根据相关国家标准测定漆膜的机械性能,参照标准有:《漆膜硬度测定法》,《漆膜附着力测定方法》,《漆膜耐冲击性测定法》及《漆膜柔钥性测定法》等化学浸渍加速试验是将涂层试样放置在一定的腐蚀条件下,经过一段时间后,观察涂层对腐独介质的反应,如绣蚀、起泡、剥离等,常规的化学浸渍加速试验包括耐盐雾试验、耐湿热试验、浸泡试验等。
耐盐雾试验是将试样放置在盐雾条件的试验箱中,设置温度为35±2°,试验箱中喷雾浓度为5%Nacl溶液,定期检查涂层基体的腐蚀、涂层起泡情况。
参照标准:《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测试》。
盐雾试验的咸湿环境能够很好地模拟沿海设备、船舰等腐蚀,该试验结果对涂层耐腐蚀性能的评价和预测设备的使用寿命具有十分重要的意义。
耐湿热试验是将试样放置在湿热箱中,一般设置温度为(47±1)℃,湿度为96±2%定期观察涂层表面失光、起泡、脱落等基本腐蚀情况,根据国家标准《漆膜耐湿热测定法》判定涂层在一定时间的失效等级,用此粗略评价涂层耐腐蚀性能的好坏。
浸泡试验是在一定试验条件下,将试样直接浸泡在腐蚀介质中,浸泡一段时间后,观察涂层表面是否有失光、变色、起泡等形态,并检验涂层破坏所需的腐蚀时间,根据腐蚀时间及试样表面腐蚀形态对涂层进行评价。
浸泡试验分为耐酸碱试验、耐水试验以及各种有机溶液试验,参照标准有《色漆和清漆耐液体介质测定》。
交流阻抗谱法(因只施加很小的扰动信号,不会对试样体系造成不可逆的影响,并可以测量涂层电容,电阻,涂层与金属界面双电层电容、反应电阻等有关电化学参数,因此,交流阻抗谱法是研宄金属涂层体系主要方法之一。
涂层的硬度是指涂层抵抗压力而引起涂层表面层塑性变形的能力实质上,硬度是用来反映涂层表面层抗刻划性、耐磨性及抗压的能力。
涂层硬度两种指标为摆杆硬度和铅笔硬度。
摆杆硬度用玻璃硬度作参比,铅笔硬度宜接在涂层表面刻划。
本文研宄拟采用摆杆硬度测试法。
涂层的附着力,又称涂层的粘附力。
实质上,附着力是漆膜与金属基材之间的结合力的量度,该力受金属基体的表面粗糙度、材质、化学性质等影响,它是涂层与金属基体之间表面物质的分子间作用力大小的体现。
涂层的附着力包括涂层与金属之间的粘附力和涂层内部自身的凝聚力。
这两方面的作用力是涂层防护体系中必不可少的。
附着力测定一般采用圆滚线划痕法。
涂层的抗冲击性,又称冲击强度,是指涂层受外界冲击负荷时吸收能量的能力。
实质上是涂层在高速重力作用下发生快速变形而不出现幵裂或涂层从金属基体上脱落的能力。
抗冲击性测定是以一定重量的小球落在涂层试样上,涂层没有破坏的最大高度,通常表示为kg²cm。
该值越大,说明其抗冲击强度越高。
环氧玻璃麟片底漆和环氧富梓底漆。
二、阴极保护与涂层阴极保护是一种用于防止金属在电介质(海水、淡水及土壤等介质)中腐蚀的电化学保护技术,该技术的基本原理是对被保护的金属表面施加一定的直流电流,使其产生阴极极化,当金属的电位负于某一电位值时,腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。
根据提供阴极电流的方式不同,阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种,前者是将一种电位更负的金属(如镁、铝、锌等)与被保护的金属结构物电性连接,通过电负性金属或合金的不断溶解消耗,向被保护物提供保护电流,使金属结构物获得保护。
后者是将外部交流电转变成低压直流电,通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属结构物,从而使腐蚀得到抑制。
不论是牺牲阳极法还是外加电流法,其有效合理的设计应用都可以获得良好的保护效果。
阴极保护和涂覆层的联合应用,可以使地下或水下金属结构物获得最经济和有效的保护。
良好的涂覆层可以保护构筑物99%以上的外表面不受腐蚀,地下或水下的金属结构物通常在使用前涂覆防护涂层用以将金属与电介质环境电绝缘隔离。
如果金属构筑物能够做到完全电绝缘隔离,金属在电介质中的腐蚀电池的形成将受到抑制,腐蚀电流将无法产生,从而防止金属的腐蚀。
然而,完全理想的涂覆层是不存在的,由于施工过程中的运输、安装及补口,热应力及土壤应力、涂层的老化及涂层微小针孔的存在,金属结构物的外涂层总会存在一些缺陷,而这些缺陷最终将导致金属的局部腐蚀产生。
阴极保护技术和涂层联合应用则可以有效解决这一问题。
一方面阴极保护可有效地防止涂层破损处产生的腐蚀,延长涂层使用寿命,另一方面涂层又可大大减少保护电流的需要量,改善保护电流分布,增大保护半径,使阴极保护变得更为经济有效,对于裸露或防腐涂层很差的地下或水下金属构筑物,阴极保护甚至是腐蚀防护的唯一可选择的手段。
阴极保护的费用通常只占被保护金属结构物造价的1%~5%,而结构物的使用寿命则可因此而成倍甚至几十倍地延长,因此,这项技术得到人们的普遍认可,并已在船舶、港工设施、海洋工程、石化、电力、市政等领域得到越来越广泛的应用,前景十分广阔。
涂层一般涂覆大气区、浪溅区、潮差区,全浸区和海泥区一般用阴极保护(牺牲阳极或外加电流)。
原因是阴极保护的效果足够好(海水的电导率很高,如果保护土壤中的管道,常常是涂料结合阴极保护)。
当然,业主或设计单位要求全部涂,可以把涂料延伸到全浸区和海泥区(没有标准说一定不能或能把涂料使用在这些区域)。
阴极保护使用的场合较多,它通常由一个电源变压器和一个桥型整流器组成。
阴极保护的电压是可以调节的,使用的电源负荷较大。
它把交流220 V电源通过变压器和整流电路变成直流,将负电极接至金属外皮,正电极接地,确保线缆外皮对地保持适当的负电位,这样线缆的金属外皮就不容易受到腐蚀了。
阴极保护设备如果不用交流电,也可以用直流电池供电。
但注意阴极设备应安装在线缆外皮平均正电位最高的地点。
金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时,电位负移,金属阳极氧化反应过电位ηa 减小,反应速度减小,因而金属腐蚀速度减小,称为阴极保护效应。
利用阴极保护效应减轻金属设备腐蚀的防护方法叫做阴极保护。
由外电路向金属通入电子,以供去极化剂还原反应所需,从而使金属氧化反应(失电子反应)受到抑制。
当金属氧化反应速度降低到零时,金属表面只发生去极化剂阴极反应。
两种阴极保护法:外加电流阴极保护和牺牲阳极保护。
1、牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接,并处于同一电解质中,使该金属上的电子转移到被保护金属上去,使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。
该方式简便易行,不需要外加电源,很少产生腐蚀干扰,广泛应用于保护小型(电流一般小于1安培)或处于低土壤电阻率环境下(土壤电阻率小于100欧姆.米)的金属结构。
如,城市管网、小型储罐等。
根据国内有关资料的报道,对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训,认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年,最多5年。
牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳,限制了阳极的电流输出。
产生该问题的主要原因是阳极成份达不到规范要求,其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。
因此,设计牺牲阳极阴极保护系统时,除了严格控制阳极成份外,一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。
2、外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极,是给金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,使金属表面各点达到同一负电位,使被保护金属结构电位低于周围环境。
该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构,如:长输埋地管道,大型罐群等。
1)什么是强制电流阴极保护系统?强制电流阴极保护系统又称为外加电流系统,是在被保护结构周围同一电解质环境中埋设辅助阳极,通过一直流电源以辅助阳极为阳极,以被保护结构为阴极,构成供电回路,将直流电通向被保护的金属,使被保护金属强制变成阴极以实施阴极保护。
2)什么是牺牲阳极阴极保护系统?牺牲阳极法是用一种电位比所要保护的金属还要负的金属或合金与被保护的金属电性连接在一起,依靠电位比较负的金属不断地腐蚀溶解所产生的电流来保护其它金属的方法。
3)强制电流阴极保护系统的组成有什么?强制电流阴极保护系统主要由电源、控制柜、辅助阳极、焦炭(碳素)填料、电缆、控制参比电极、电位测试桩、电流测试桩、保护效果测试片、电绝缘装置、电绝缘保护装置。
4)电源的作用是什么?电源的作用是向阴极保护系统不间断提供电流。
电源主要有恒流、恒压整流器、恒电位仪。
5)电源的类型主要有哪几种?从整流形式上主要有可控硅、磁饱和、数控高频开关。
可控硅和磁饱和恒电位仪体积较大、纹波系数较大、控制精度较差,效率较低(低于70%)不易实现数字化。
磁饱和恒电位仪除了上述不足外,额定功率20%以下的输出无法控制。
数控高频开关恒电位仪体积较小、纹波系数小、控制精度高、效率较高(90%以上)。
6)辅助阳极的作用是什么?辅助阳极的作用是通过介质(如土壤、水)与管道之间形成电回路。
通过在阳极表面发生电化学反应,不断向阴极结构提供电子,从而使阴极极化到保护电位。
7)辅助阳极的种类有多少?辅助阳极根据有废钢、硅铁、石墨、混合氧化物阳极、柔性阳极、贵金属电极等。
8)控制参比电极的有那些?控制参比电极主要有长寿命饱和硫酸铜参比电极、高纯锌参比电极、银/氯化银参比电极、二氧化钼参比电极。
土壤中可使用饱和硫酸铜参比电极和高纯锌参比电极,水介质中使用高纯锌参比电极和银/氯化银参比电极。
二氧化钼参比电极主要用于混凝土中。
饱和硫酸参比电极的寿命一般小于10年。
其它的参比电极可以根据寿命来设计。
9)为什么需要采用电绝缘?在阴极保护技术中,要求被保护结构需要电绝缘,主要是由于如果不绝缘,保护电流会流失到未被保护的金属构筑物上,设计的电流需求量可能不足,保护效果不理想,另外,可能会产生杂散电流的干扰。
电绝缘要根据结构的实际情况进行考虑。
10)测试桩的作用是什么?测试桩的作用主要是用于检测阴极保护效果和运行参数。
根据作用不同有电位测试桩、电流测试桩、保护效果测试片测试桩桩。
11)牺牲阳极阴极保护系统的组成有什么?土壤中,牺牲阳极阴极保护系统主要有牺牲阳极、填包料、和测试桩组成。
水环境中,除导线连接外,牺牲阳极也可直接焊接到被保护结构上。
12)牺牲阳极主要有那些?对于钢铁来说牺牲阳极主要有镁合金牺牲阳极、铝合金牺牲阳极、锌合金牺牲阳极。
镁合金牺牲阳极主要应用于高电阻率的土壤环境中。