電化學保護簡明手冊

電化學保護簡明手冊

本書系統介紹了電化學保護原理,詳細敘述了電化學保護系統設計、系統施工、系統管理,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、規範、規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。

基本介紹

  • 書名:電化學保護簡明手冊 
  • 作者:王強 編著 
  • ISBN:978-7-122-14356-3 
  • 頁數:644頁 
  • 定價:¥128.0元 
  • 出版社:化學工業出版社 
  • 出版時間:2012年9月 
  • 裝幀:精 
  • 開本:16 
前言,目錄,

前言

電化學保護技術是一種較新的防腐蝕技術,在我國套用約半個世紀。
電化學保護技術包括陰極保護和陽極保護兩種。儘管陰極保護的歷史可追溯到180多年前的1824年,但它的真正推廣套用是從20世紀60年代末開始的,至今已發展成一項十分經濟、有效的防腐蝕技術。特別是近些年來,隨著各類直流電源、新型陽極和遙控監測技術的發展,陰極保護的套用範圍日趨擴大,其防腐蝕效果和經濟效益日愈凸顯。
相比較而言,陽極保護比陰極保護整整晚了100多年。1954年,英國學者CEdeleanu在實驗中證明了用恆電位儀進行陽極極化可以控制腐蝕,首次正式將陽極保護作為一種防腐蝕技術,並指出了其工業套用的可能性。1958年,加拿大紙漿與造紙研究所首次在鹼性紙漿蒸煮鍋上實現陽極保護技術的套用。我國20世紀60年代初以來,在陽極保護技術的研究和套用方面,也取得了不少進展,成為世界上少數掌握該技術的國家之一。正如世界著名腐蝕工程師MGFontana所言:“陽極保護是腐蝕科學整個歷史中最重要的進展之一。”陽極保護技術雖然起步較晚,但也是一種比較經濟有效的防腐蝕控制技術,且有獨到之處。
當前,世界已開發國家已將金屬腐蝕問題列為腐蝕經濟學管理,並納入可持續發展戰略考慮。腐蝕實質上是一個經濟問題。腐蝕經濟是國民經濟的組成部分,目前,我國的腐蝕損失已遠遠超過每年5000億元。如果能夠採取有效的防腐蝕措施,將腐蝕損失減少20%,這是一筆巨大的社會財富。
然而,儘管一本書不能改變一個世界,但假如它能夠喚醒人們對腐蝕問題的警覺;或為讀者查證一個數據、尋找一個方法、解決一個棘手問題提供方便;或為減少腐蝕損失提供一條思路和信息,將是對作者所付出心血的莫大寬慰。
在本手冊的編寫過程中,特別感謝我國著名的陰極保護專家胡士信高工為我提供了大量個人工作中積累的寶貴資料;感謝大連理工大學殷正安老師提供的大量科研成果和教學資料;感謝哈爾濱工業大學(威海)、山東大學威海分校給予的大力支持與協助;更要感謝那些素不相識的專家、學者、工程技術人員所提供的大量文獻資料,如果沒有他們所奉獻的大量參考資料作支撐,僅靠本人的工作經驗及學習體會,此書是難以成稿的。所以本書是站在“巨人”肩膀上的產物。還要感謝家人對我工作的理解、支持和奉獻。
本手冊成稿後,胡士信先生對全稿進行了審閱,徐快先生審閱了部分章節。陳光章教授特為本書作序。化學工業出版社編輯同志為本手冊的出版付出了辛勤的勞動,並給予了真誠的指導和幫助。吳秀欣、萬秀剛、于海福等也為本書的出版做了大量案頭工作,特此一併感謝。
因本手冊內容較多,涉及知識面廣,加上電化學保護技術持續發展和不斷更新,也由於筆者水平有限,書中不足之處在所難免,懇請同行、專家或讀者不吝指正。
王強

目錄

第一章概述
第一節金屬的腐蝕
一、腐蝕的定義
二、腐蝕的分類
三、腐蝕形態
四、腐蝕危害
五、腐蝕評定
第二節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
第一節概述
一、陰極保護技術發展簡史
二、陰極保護技術發展現狀
第二節陰極保護技術
一、陰極保護技術的分類
二、陰極保護技術原理及特點
三、陰極保護技術適用範圍
第三節陰極保護技術參數
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、陰極保護系統的選擇
三、陰極保護系統的設計
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
第七節陰極保護技術經濟分析
一、靜態分析法
二、動態分析法
參考文獻
第三章犧牲陽極法陰極保護技術
第一節概述
第二節犧牲陽極法陰極保護系統的構成
一、犧牲陽極材料
二、犧牲陽極填包料
三、連線電纜
第三節犧牲陽極法陰極保護系統的設計
一、犧牲陽極種類的選擇
二、犧牲陽極保護設計計算
第四節犧牲陽極法陰極保護系統的安裝與施工
一、犧牲陽極的布置與安裝
二、犧牲陽極與被保護結構的連線
三、系統調試
四、竣工資料
參考文獻
第四章犧牲陽極法陰極保護的套用
第一節概述
第二節土壤環境中金屬構築物的犧牲陽極法陰極保護
一、埋地鋼質管道
二、鋼製儲罐罐底外壁
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、套用實例
第三節水環境中金屬構築物的犧牲陽極法陰極保護
一、船體外部
二、海洋平台
三、海底管線
四、港工金屬設施
五、水工金屬結構
六、海洋環境鋼筋混凝土結構
七、套用實例
第四節工業冷卻水系統中金屬設備的犧牲陽極法陰極保護
一、凝汽器
二、循環水泵
三、鋼質循環水管道內壁
四、套用實例
第五節設備、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、套用實例
第六節其他材料/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、套用實例
參考文獻
第五章強制電流法陰極保護技術
第一節概述
第二節強制電流法陰極保護系統的構成
一、直流電源
二、輔助陽極
三、參比電極
四、導線和電纜
第三節強制電流法陰極保護系統的設計
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、導線連線
五、系統調試
六、竣工資料
參考文獻
第六章強制電流法陰極保護的套用
第一節概述
第二節土壤環境中金屬構築物的強制電流法陰極保護
一、埋地鋼質管道
二、鋼製儲罐罐底外壁
三、井套管
四、套用實例
第三節水環境中金屬構築物的強制電流法陰極保護
一、船體外部
二、海洋平台
三、港工金屬設施
四、水工金屬結構
五、海洋環境鋼筋混凝土結構
六、套用實例
第四節工業冷卻水系統中金屬設備的強制電流法陰極保護
一、凝汽器
二、循環水泵
三、鋼質循環水管道內壁
四、套用實例
第五節設備、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、套用實例
第六節大氣環境中結構物的強制電流法陰極保護
一、大氣環境中鋼筋混凝土結構
二、氣相環境中金屬構築物
三、套用實例
第七節其他材料/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、套用實例
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
第二節直流雜散電流干擾的形成
一、自然干擾
二、人為干擾
第三節直流雜散電流干擾的危害
第四節直流雜散電流腐蝕原理與特點
第五節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、捷運雜散電流干擾的防護
三、高壓直流(HVDC)輸電線路干擾的防護
第七節排流保護系統的管理
第八節工程實例
參考文獻
第八章交流干擾影響及其防護
第一節概述
第二節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)
第三節交流干擾的影響
第四節交流腐蝕機理與特點
一、交流腐蝕機理
二、腐蝕特點
第五節交流干擾的判定
一、從環境條件進行判斷
二、從腐蝕部位的外觀特徵進行判斷
三、通過測量被干擾體的電學狀態進行判斷
四、交流干擾測量
第六節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
第七節排流保護管理
第八節工程實例
參考文獻
第九章陽極保護技術
第一節概述
一、陽極保護技術發展簡史
二、陽極保護的套用條件及特點
第二節陽極保護原理
一、基本原理
二、鈍性的形成及破壞
第三節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
第四節陽極保護系統構成
一、直流電源
二、輔助陰極
三、參比電極
四、連線導線
第五節陽極保護系統的設計
一、設計依據
二、設計內容
三、設計計算
第六節陽極保護系統的安裝
一、輔助陰極的安裝
二、參比電極的安裝
三、導線的連線
第七節陽極保護的運行與管理
一、陽極保護系統開車操作
二、陽極保護系統運行管理
三、陽極保護效果評估
參考文獻
第十章陽極保護的套用
第一節概述
第二節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、硫酸儲罐
五、硫酸運輸車船
六、套用實例
第三節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、套用實例
第四節紙漿及造紙工業中金屬結構物的外電源法陽極保護
一、製漿與蒸煮器
二、蒸煮器腐蝕原因分析
三、蒸煮器的陽極保護
四、套用實例
第五節其他材料/介質體系中金屬結構物的外電源法陽極保護
一、硫酸鋁蒸發器
二、磷酸蒸發器
三、磺化裝置
四、套用實例
第六節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、不鏽鋼在硫酸溶液中
四、套用實例
參考文獻
附錄
附錄1土壤環境中金屬結構物陰極保護標準與規範節選
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範
附錄2水環境中金屬結構物腐蝕控制標準、規範與規程節選
一、GB/T 3108—1999 船體外加電流陰極保護系統
二、NACE RP 0176—2003 海上鋼質固定石油生產構築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程
四、JTS 1533—2007 海港工程鋼結構防腐蝕技術規範
五、GJB 157A—2008 水面艦船犧牲陽極保護設計和安裝
附錄3大氣環境中鋼筋混凝土結構陰極保護標準與規程節選
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程
附錄4雜散電流干擾腐蝕及其防護標準、規程節選
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——用於陰極保護管道
附錄5電化學保護術語
附錄6環境腐蝕評價
附錄7電化學保護常用參數

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