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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