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目录 1

前言 1

第一章　防腐史 1

1．埋地管道防腐 1

2．涂料保护 9

3．阴极保护史 11

4．杂散电流保护的发展 17

1.1．金属和水溶液与腐蚀有关的主要性质 24

1．腐蚀过程的电化学理论 24

第二章　腐蚀和电化学保护的基本原理 24

1.2．腐蚀过程中的电化学分反应 27

1.3．电化学热力学 29

1.4．电化学动力学 31

1.5．混合电极 37

2．电流密度—电位的关系以及反应物的影响 42

2.1．活化金属的阳极分电流密度—电位曲线 43

2.2．钝性金属的阳极分电流密度——电位曲线 44

2.3．材料对腐蚀过程的主要影响因素 46

2.4．介质影响腐蚀过程的主要因素 50

3．腐蚀电池的形成和工作 52

3.1．不均匀表面条件形成的原因 54

3.2．由于外部组合及影响而形成的电池和引起的局部腐蚀 57

4．土壤侵蚀性的评价 59

5．防腐蚀技术 67

5.1．保护方法联合使用时的相容性 67

5.2．电化学保护的判据 69

6.1．电流密度——电位曲线的测定 72

6．测试方法的特点和要求 72

6.2．载流电极的电位测定 74

第三章　物理防腐 80

1．概论 80

2．防腐涂层的电性能 81

3．机械性能 86

4．理化性质 89

5．缠绕电阻和阴极电流密度 91

6．阴极保护电流对涂层的影响 94

7．无机涂层 97

8．经济分析 98

第四章　测量技术 100

1．概论 100

2．电位测量 101

2.1．电压表 105

2.1.1．指示仪器 106

2.1.2．电子电压表 107

2.1.3．记录仪 107

2.3．交流电压的测量及影响 109

2.2．平均值的确定 109

2.4．参比电极 110

3．电流测量 112

3.1．管道电流测量 112

3.2．测量仪器 115

3.3．保护电流密度的测量 116

4．电阻测量 118

4.1．土壤电阻率的测量 118

4.2．接地电阻的测量 122

4.3．电阻测量仪表 123

5．故障点的确定 125

5.1．用直流法探测故障点 127

5.2．用交流检测故障点 128

6．涂层缺陷部位的确定 130

7．针孔的高压测试法 131

第五章　牺牲阳极 134

1．阳极材料 135

1.1．铝阳极 135

1.2．镁阳极 136

1.3．锌阳极 137

1.4．多层阳极 138

1.5．牺牲阳极的寿命 139

2．阳极形状 139

3．周围电解质 140

3.1．土壤中的阳极输出电流 140

3.2．土壤中保护用的阳极 141

3.3．填包料材料 145

3.4．淡水 146

4．牺牲阳极的优缺点 147

3.5．海水 147

第六章　外加电流装置 151

1．安放位置和外罩 151

1.1．人造石整流器壳 152

1.2．钢板整流器箱 152

1.3．塑料整流器箱 152

2.1．整流器规格 154

2.2．整流器的类型 154

2．整流器 154

2.3．交流或三相整流器 155

2.4．可控变压——整流器 156

2.5．强制排除杂散电流的变压——整流器 156

2.6．不稳压的变压——整流器 157

2.7．电流平稳的保护用变压—整流器 158

2.8．恒电流式保护用变压整流器 159

2.9．恒电位式保护用变压整流器 160

3．运行、监测和维护 161

3.1．电流表和电压表 161

3.2．电流和电压记录仪 162

3.3．自动断路、时间开关、故障记录仪 163

第七章 外加电流阳极、等位线及干扰 165

1．外加电流阳极和地床材料 165

1.1．阳极材料 165

1.2．地床材料 166

2．外加电流阳极的布置 168

2.1．延续式阳极地床 169

2.2．组合式阳极 171

3．阳极和电缆的合理布置 173

4．电位梯度 175

4.1．阳极电压峰 176

4.2．阴极电压场 178

5．外部管线的干扰 179

5.1　阴极干扰 180

5.2　阳极干扰 180

5.3　干扰的抑制 181

第八章　管道 183

1．阴极保护的条件 183

1.2．管道连接 184

1.1．管道的纵向电传导 184

1.3．管道涂层的电阻 185

1.4．建造阶段的预防措施 185

1.4.1．绝缘连接器 185

1.4.2．电动阀和调节器上的措施 188

1.4.3．管件混凝土墩的措施 189

1.4.4．与交叉管道和电缆的金属接触 189

1.4.5．测试桩 190

2.1．阴极保护装置的保护范围 191

2．阴极保护系统的设计 191

2.2．阴极保护装置的位置选择 193

2.3．馈电试验（极化或电流泄放试验） 194

2.4．新管道规划阴极保护的实例 195

2.5．旧管道规划阴极保护的实例 196

3．维护与管理 196

4．特殊系统 197

4.1．分配管网区 197

4.2．区域性集中供热 198

4.3．套管 199

4.4.2套管电流曲线的记录 200

4.4．钻井管 200

4.4.1．馈电试验（测试极化情况） 200

第九章　储罐和油库 203

1．储罐防腐的一些特殊问题 203

2．初步措施 203

3．储罐 205

3.1．保护电流的确定，可行性研究，阴极和阳极连接 205

3.2．牺牲阳极或外加电流保护 209

3.3.1 燃油罐采用牺牲阳极的阴极保护设施 210

3.3．举例说明阴极保护设施规模计算 210

3.3.2 燃油罐的外加电流阴极保护设施 212

4．罐区和搬运设施 216

5．铁路附近的储罐和管道阴极保护细情 217

5.1．概论 217

5.2．均压导体；管道绝缘件和绝缘铁轨接头 217

5.3．铁轨接地；电气铁路保护接地；回流；轨电位 218

5.4．防雷保护：分隔接头和火花间隙 218

5.5．保护电流分布；相互作用 219

6．其它保护措施 220

7．阴极保护设施的运行和维修 220

5.6．铁路附近管道施工 220

第十章　杂散电流影响及防护措施 223

1．杂散电流影响的原因 223

1.1．交流腐蚀和直流腐蚀 223

1.2．产生杂散电流的直流装置 224

1.3．直流装置上的一般保护措施 224

2．由直流铁路造成的杂散电流 225

2.1．直流铁路的规则 225

2.2.1．计算的依据 229

2.2．轨电压的计算 229

2.2.2．界外线路上的电压降 231

2.2.3．配电中心的电位变化 232

2.3．杂散电流大小的估算 235

2.4．隧道的特殊问题 236

3．受影响装置的保护措施 240

3.1．杂散电流排流和强制排流 240

3.2．大城市中杂散电流的联合防护 246

3.3．涂层良好的独立管道的杂散电流防护 247

3.4．杂散电流的测量和检测 248

第十一章　电话电缆 250

1．物理性防护 250

2．安装 251

3．杂散电流保护 252

4．外加电流阳极的阴极保护 254

第十二章　电力电缆 257

1．杂散电流的防护 257

2．钢管内充气电缆 258

2.1．电缆管道直接和变电站接地相连 260

2.2．电缆钢管用电阻器接地 261

2.3．用硅二极管连接电缆钢管和接地装置 263

2.4．通过镍镉电池连接 265

第十三章　高压对阴极保护装置的影响 268

1．电容影响 268

2．电阻影响 269

3．感应影响 272

3.1．感应影响的理论 272

4.2．交流电气铁路 280

4.1．发电厂和变电所；高压铁塔 280

4．克服欧姆影响的保护措施 280

5．容性影响的防护措施 282

6．感应影响的保护措施 283

第十四章　船舶和海上钢铁构筑物 285

1．影响腐蚀和保护的因素 285

1.1．氧的影响 285

1.2．水体成分的影响 286

1.3．温度的影响 289

1.5．材料成分和组合的影响 290

1.4．流动的影响 290

1.6．预处理和表面涂层的影响 291

2．阴极保护的应用 293

2.1．牺牲阳极 293

2.1.1．阳极材料 294

2.1.1.1．锌 294

2.1.1.2．铝 294

2.1.1.3．镁 296

2.1.3．阳极的安装 298

2.1.2．阳极形状 298

2.2．外加电流保护 299

2.2.1．整流器装置 299

2.2.2．外加电流阳极 300

2.2.2.1．石墨 301

2.2.2.2．硅铁 301

2.2.2.3．铅 302

2.2.2.4．镀铂钛 304

2.3．参比电极 306

2.2.2.5．牵引阳极 306

3．保护对象 307

3.1．交付使用的船舶 307

3.1.1．牺牲阳极保护 308

3.1.2．外加电流保护 311

3.2．坞内船的保护 316

3.3．油罐内部的牺牲阳极保护 317

3.4．钻井架和抽油装置 322

3.5．海岸构筑物 325

3.6．港口构筑物 327

3.6.1．钢桩和钢板桩 327

3.6.2．闸门和浮船坞 330

3.6.3．装、卸货码头的保护 331

3.6.4．系缆桩 333

第十五章　热水装置的牺牲阳极法内保护 336

1．牺牲阳极材料 336

2．镁阳极的工作参数 337

3．电化学性质 338

4．镁阳极的自身电池腐蚀 340

5．阳极消耗 341

6．使用镁阳极时热水器中的析氢 342

7．镁阳极的实际应用 343

第十六章　冷热水装置的外加电流内保护 347

1．电解水处理技术 347

1.1．阴极表面反应 348

1.2．阳极反应 349

2．电解腐蚀保护的安装 353

3．应用类型和范围 355

4．应用限制 356

5．不理想的二次反应 356

2．物理保护 359

1．概要 359

第十七章　工业设备的内防护 359

3．储罐内保护 360

3.1．板式阳极 360

3.2．棒式阳极 362

3.3．筛网式阳极 362

4．管子内保护 364

4.1．单个阳极 364

4.2．金属线阳极 365

5．电位测量 367

6．工作条件 368

7．经济核算 369

第十八章　阳极保护 371

1．电化学原理 371

2．在酸中和中性溶液中的阳极保护 373

2.1．外加电流阳极保护 373

2.2．采用局部阴极的保护法 377

2.3．采用缓蚀剂的保护法 377

3．碱性溶液中的阳极保护 378

4.1．含有卤素离子 379

4．采用阳极保护法抑制局部腐蚀作用 379

4.2．防止碳钢在碱溶液中的晶间应力腐蚀破裂 380

第十九章　成本核算 383

1．总则 383

2．管道阴极保护的费用 385

2.1．牺牲阳极 385

2.2．外加电流保护 387

3．延长管道的预期寿命 389

4．管子涂层 391

5．内保护 392

5.1．内部阴极保护 393

5.2．内部阳极保护 393

附录一　计算公式 395

1．接地电阻 395

2．多支阳极的干扰系数 399

3．地表面的电位分布 400

3.1．土壤电阻公式 400

3.2．阳极电压区 401

3.3．涂层缺陷 402

3.4．圆柱形电场 403

4．运行中的地面直流铁轨漏泄电流的计算 405

4.1．铁轨轨道／管道系统 406

4.1.1．集中供电 406

4.1.1.1．轨道和管道在任何点都不连接 408

4.1.1.4．轨道和管道在x＝0和x＝L处无电阻连接 409

4.2．轨道——土壤系统 409

4.2.1．集中供电 409

4.1.1.3．轨道和管道在x＝L处无电阻连接 409

4.1.1.2．轨道和管道在x＝0处无电阻连接 409

4.2.2．均匀电流负载 410

5．直流电馈入具有纵向电阻的接地极 413

5.1．长度有限并有纵向电阻的接地极 414

5.2．有纵向电阻的长接地极 415

6．阴极保护管道的电流需量和保护范围 416

6.1．定长管道 416

6.2．只用单一保护装置的延伸管道 419

附录二　表格 421

附录三　常用符号索引 431