陰極保護在防重慶鋼質(zhì)埋地天然氣管道腐蝕上的運用

【摘要】： 金屬材料在使用過程中易受環(huán)境作用隨時間的延長而逐漸受到損壞或性能下降,根據(jù)發(fā)達國家的調(diào)查統(tǒng)計,全世界每年因腐蝕損失高于7000億美元。由此可見,金屬腐蝕問題十分嚴重和普遍。我國天然氣管道材質(zhì)現(xiàn)在大多采用的是鋼管,鋼質(zhì)天然氣管在埋地運行中常常會發(fā)生一些局部腐蝕而穿孔,造成極大的經(jīng)濟損失,危及人民群眾的生命安全,因此對城市燃氣管道采取相應(yīng)的防腐措施是必須的和必要的。 陰極保護是一種公認的防腐蝕技術(shù),其應(yīng)用領(lǐng)域廣,涉及到地下、水中及化工介質(zhì)中的管道、容器、港口碼頭、船舶及化工設(shè)備等各個方面,尤其在埋地鋼質(zhì)管道、碼頭和船舶方面,其防腐蝕效果和其它防腐技術(shù)相比具有無可替代的作用。 本論文在查閱了大量國內(nèi)外文獻資料基礎(chǔ)上,簡述了埋地天然氣金屬管道電化學(xué)腐蝕理論和防腐理論,對重慶天然氣管道的外防護層和腐蝕現(xiàn)狀進行了分析,找出了影響土壤腐蝕的各種因素。通過對已實施了陰極保護的重慶天然氣管道保護電位的多年測試,對重慶天然氣管道陰極保護效果進行了分析,對今后重慶地區(qū)鋼質(zhì)天然氣管道陰極保護方法進行了探討,論文具有一定的實用價值和指導(dǎo)意義。 通過本研究,主要結(jié)論為: ①陰極保護方法有犧牲陽極法和強制電流法兩種,對兩種方法進行經(jīng)經(jīng)濟技術(shù)比較后發(fā)現(xiàn)犧牲陽極法主要適用于重慶城區(qū)及較短小管道,強制電流法主要適用于長輸管線。 ②重慶地區(qū)的土壤環(huán)境具有較強的腐蝕性,通過對地下管道腐蝕原理進行深入的探討,結(jié)合重慶鋼質(zhì)天然氣管道埋設(shè)的土壤環(huán)境得出:重慶地區(qū)鋼質(zhì)天然氣管道的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕。影響其腐蝕速率因素主要有:土壤電阻率、土壤含水率、PH值等。 ③對多條重慶地區(qū)在役天然氣管線沿線土壤電阻率進行分析得出,重慶地區(qū)在役天然氣管線沿線土壤電阻率大多在20-100Ω·m之間,因此適合于重慶地區(qū)土壤的犧牲陽極為鎂陽極。 ④通過建立灰色預(yù)測模型,對重慶天然氣管道陰極保護進行了效果分析和保護預(yù)測,得出重慶地區(qū)已實施陰極保護的鋼質(zhì)天然氣管道已受到陰極保護,達到國家陰極保護規(guī)范的要求,同時能達到陰極保護運行設(shè)計年限,從而延長了鋼質(zhì)管道的安全使用壽命。 ⑤天然氣管道涂層應(yīng)具有良好的電絕緣性、黏附性、連續(xù)性及耐腐蝕性等綜合性能,對其完整性的維護是至關(guān)重要的。涂層檢測技術(shù)是在不對管道開挖的前提下,采用專用設(shè)備在地面非接觸性地對涂層綜合性能進行檢測,科學(xué)、準(zhǔn)確、經(jīng)濟地對涂層老化及破損缺陷分析,以指導(dǎo)管道業(yè)主對管道涂層狀況的掌握,在實際工作中應(yīng)用較為廣泛的外檢測技術(shù)主要包括:標(biāo)準(zhǔn)管/地電位檢測、皮爾遜檢測、密間距電位測試、多頻管中電流測試、直流電位梯度測試。但各有優(yōu)缺點,采用陰極保護電位首先對涂層質(zhì)量進行評估是一種最為簡便直接的方法,當(dāng)其有較大的缺陷時再利用其它檢測方法進行定位,可起到事半功倍的作用。 【關(guān)鍵詞】：腐蝕 保護電位 陰極保護 犧牲陽極
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TE988.2
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-11
• 1 緒論11-13
• 1.1 陰極保護的重要性11
• 1.2 陰性保護在各個領(lǐng)域運用情況11-13
• 1.2.1 埋地金屬陰極保護12
• 1.2.2 船舶的陰極保護12
• 1.2.3 港口碼頭的陰極保護12
• 1.2.4 貯罐、化工容器、熱交換器等陰極保護12-13
• 2 重慶市天然氣管道外防腐層材料及土壤性能分析13-21
• 2.1 重慶市天然氣管道外腐層材料13-14
• 2.1.1 環(huán)氧煤瀝青防腐層13
• 2.1.2 環(huán)氧粉末防腐層13
• 2.1.3 聚乙烯防腐膠帶層13
• 2.1.4 擠壓聚乙烯防腐層13-14
• 2.2 重慶土壤性能分析14-21
• 2.2.1 概述14
• 2.2.2 土壤腐蝕的影響因素14-18
• 2.2.3 重慶土壤腐蝕性能分析18-21
• 3 埋地鋼質(zhì)燃氣管道腐蝕原因分析21-24
• 3.1 電化學(xué)腐蝕21-22
• 3.2 雜散電流腐蝕22-24
• 3.2.1 直流雜散電流腐蝕22-23
• 3.2.2 交流雜散電流腐蝕23-24
• 4 陰極保護原理及其應(yīng)用24-39
• 4.1 陰極保護原理24-25
• 4.2 陰極保護參數(shù)25-27
• 4.2.1 保護電位25-26
• 4.2.2 保護電流密度26-27
• 4.3 陰極保護種類27-28
• 4.3.1 犧牲陽極法27
• 4.3.2 強制電流法27-28
• 4.3.3 兩種方法的比較28
• 4.4 犧牲陽極種類及適合重慶土壤的犧牲陽極28-31
• 4.4.1 鎂陽極28-29
• 4.4.2 鋅陽極29-30
• 4.4.3 鋁陽極30-31
• 4.4.4 適合重慶土壤的犧牲陽極31
• 4.5 犧牲陽極法在重慶市天然氣管道防腐設(shè)計中的注意事項31-39
• 4.5.1 陰極保護方式選擇31-32
• 4.5.2 鎂、鋅陽極的選用32
• 4.5.3 犧牲陽極的布置32-34
• 4.5.4 袋裝犧牲陽極的制作34
• 4.5.5 保護電流大小的確定34-35
• 4.5.6 穿越公路鐵路時的陰極保護方法35-36
• 4.5.7 測試樁及檢測片的設(shè)置36-39
• 5 重慶天然氣管道陰極保護現(xiàn)狀及效果分析39-49
• 5.1 陰極保護效果評判準(zhǔn)則39
• 5.2 保護電位準(zhǔn)則39-40
• 5.3 斷電電位和電位衰減的測量法判斷40-41
• 5.4 試片法保護電位準(zhǔn)則41
• 5.5 重慶天然氣管道陰極保護效果評估41-49
• 5.5.1 重慶市天然氣管道陰極保護效果分析41-43
• 5.5.2 利用灰色系統(tǒng)理論對重慶市天然氣管道陰極保護預(yù)測43-49
• 6 陰極保護用于重慶天然氣管道涂層動態(tài)評估49-52
• 6.1 天然氣管道涂層的重要性49
• 6.2 天然氣管道涂層現(xiàn)有檢測方法49-51
• 6.2.1 標(biāo)準(zhǔn)管/地點位檢測技術(shù)(P/S)50
• 6.2.2 皮爾遜監(jiān)測技術(shù)(PS)50
• 6.2.3 密問距電位測試技術(shù)(CIS、CIPS)50
• 6.2.4 PCM多頻管中電流測試50
• 6.2.5 直流電位梯度(DCVG)方法50-51
• 6.2.6 幾種測試方法的比較51
• 6.3 天然氣管道涂層評估51-52
• 7 結(jié)論與建議52-54
• 7.1 結(jié)論52
• 7.2 建議52-54
• 致謝54-55
• 參考文獻55-57

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