油田化学 第11章 埋地管道的腐蚀与防护

1、第第11章章埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐第三篇第三篇 集输化学集输化学第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐 集输化学是集输工程学与化学之间的边集输化学是集输工程学与化学之间的边缘科学。缘科学。集输化学是研究如何用化学方法解决原油集输化学是研究如何用化学方法解决原油集输过程中遇到的问题。集输过程中遇到的问题。 一、原油集输遇到的化学问题一、原油集输遇到的化学问题管道与设备的防腐（自学为主）管道与设备的防腐（自学为主）乳化原油的破乳与起泡沫原油的消泡乳化原油的破乳与起泡沫原油的消泡原油的降凝输送和减阻输送（自学为主）原油的降凝输送和减阻输送（自学为主）天然气的脱水

2、和脱酸性气体（自学为主）天然气的脱水和脱酸性气体（自学为主）油田污水处理油田污水处理第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐 管道防腐层中的各种化学剂管道防腐层中的各种化学剂（自学为主）（自学为主） 乳化原油破乳剂乳化原油破乳剂 起泡沫原油消泡剂起泡沫原油消泡剂 原油降凝剂和减阻剂（自学为主）原油降凝剂和减阻剂（自学为主） 天然气处理剂天然气处理剂（自学为主）（自学为主） 污水处理剂污水处理剂二、原油集输用到的化学剂二、原油集输用到的化学剂第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐（自学为主）（自学为主

3、）一、基本概念一、基本概念: : 金属的腐蚀金属的腐蚀; ;腐蚀的三个基本过程腐蚀的三个基本过程; ;腐蚀的分类腐蚀的分类; ;腐蚀速度的表示方法腐蚀速度的表示方法; ;油田油田污水的腐蚀污水的腐蚀; ;影响金属腐蚀的主要因素影响金属腐蚀的主要因素; ; 土壤腐蚀及其电极反应和电池反应土壤腐蚀及其电极反应和电池反应; ;细细菌的腐蚀等。菌的腐蚀等。二、基本方法与原理：二、基本方法与原理： （1 1）防止或减缓金属腐蚀的方法及其原理；）防止或减缓金属腐蚀的方法及其原理； （2 2）覆盖层防腐法、）覆盖层防腐法、基本要求、基本要求、常用的防腐层、常用的防腐层、基本组成、优缺点等基本组成、优缺点等。

4、 （3 3）电化学保护法、阴极保护法、阳极保护法；阴极保护法：牺牲阳极法和外）电化学保护法、阴极保护法、阳极保护法；阴极保护法：牺牲阳极法和外加电流法，基本原理加电流法，基本原理. . （4 4）缓蚀剂的分类、作用机理、使用方法等。）缓蚀剂的分类、作用机理、使用方法等。三、思考题：三、思考题： （1 1）油田污水属于哪类腐蚀？有什么特点？）油田污水属于哪类腐蚀？有什么特点？ （2 2）管道（线）内壁和外壁防腐有什么不同？）管道（线）内壁和外壁防腐有什么不同？ （3 3）防止或减缓金属腐蚀的方法有哪几种？）防止或减缓金属腐蚀的方法有哪几种？ （4 4）常用的覆盖层主要有哪几种？阴极保护法主要有哪

5、几种？简述其作用机）常用的覆盖层主要有哪几种？阴极保护法主要有哪几种？简述其作用机理理. .(1)(1)金属腐蚀金属腐蚀：是指金属在周围介质（最常见的是液体和气：是指金属在周围介质（最常见的是液体和气体）作用下由于化学、电化学或物理溶解作用而产生的破体）作用下由于化学、电化学或物理溶解作用而产生的破坏。坏。(2) (2) 腐蚀的分类腐蚀的分类 按按腐蚀环境腐蚀环境分类，可分为化学介质腐蚀、大气腐蚀、海分类，可分为化学介质腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀和土壤腐蚀；水腐蚀和土壤腐蚀； 按按腐蚀介质腐蚀介质的特点分类，可分为酸性介质腐蚀和中性介的特点分类，可分为酸性介质腐蚀和中性介质腐蚀；质腐蚀； 按按腐

6、蚀过程的特点腐蚀过程的特点分类可分为化学、电化学和物理腐蚀；分类可分为化学、电化学和物理腐蚀； 按其按其表面破坏的基本特征表面破坏的基本特征分类，可分为均匀腐蚀和局部分类，可分为均匀腐蚀和局部腐蚀。腐蚀。11.111.1埋地管道的腐蚀埋地管道的腐蚀第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐化学腐蚀化学腐蚀：金属表面与非电解质直接发生：金属表面与非电解质直接发生纯化学反应纯化学反应而引而引起的破坏。化学腐蚀过程中，电子的传递是在金属与氧化起的破坏。化学腐蚀过程中，电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的，剂之间直接进行的，没有电流产生没有电流产生。如铝在四氯化碳中的。如铝在四氯化

7、碳中的腐蚀、镁在甲醇中的腐蚀等。腐蚀、镁在甲醇中的腐蚀等。电化学腐蚀电化学腐蚀：金属表面与离子导电的介质因发生：金属表面与离子导电的介质因发生电化学作电化学作用用而产生的破坏。腐蚀历程分为两个相对独立并且可同时而产生的破坏。腐蚀历程分为两个相对独立并且可同时进行的过程。进行的过程。有电流产生有电流产生。物理腐蚀物理腐蚀：金属有单纯的：金属有单纯的溶解作用溶解作用而产生的破坏。如高温而产生的破坏。如高温熔岩、溶碱及液态金属中的破坏。熔岩、溶碱及液态金属中的破坏。第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐全面腐蚀全面腐蚀： 腐蚀分布在整个表面上，可以是均匀的，也可腐蚀分布在整个表面

8、上，可以是均匀的，也可以是不均匀的。如碳钢在强酸、强碱中的腐蚀。以是不均匀的。如碳钢在强酸、强碱中的腐蚀。局部腐蚀局部腐蚀： 腐蚀主要集中于金属秒面某一区域，而表面的腐蚀主要集中于金属秒面某一区域，而表面的其它部分则几乎未被破坏。包括应力腐蚀、小孔腐其它部分则几乎未被破坏。包括应力腐蚀、小孔腐蚀、晶间腐蚀、电偶腐蚀、选择性腐蚀、氢脆、缝蚀、晶间腐蚀、电偶腐蚀、选择性腐蚀、氢脆、缝隙腐蚀、沉积腐蚀、浓差电池腐蚀、喘流腐蚀等。隙腐蚀、沉积腐蚀、浓差电池腐蚀、喘流腐蚀等。第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐(3)金属腐蚀速度的表示方法金属腐蚀速度的表示方法金属腐蚀的重量指标：金

9、属腐蚀的重量指标：把金属因腐蚀而发生的重量变化，换算成相当把金属因腐蚀而发生的重量变化，换算成相当于单位金属面积于单位时间内的重量变化的数值。一般用于单位金属面积于单位时间内的重量变化的数值。一般用v表示，单位为表示，单位为g/m2h(或或mg/dm2h)。金属腐蚀速度的深度指标：金属腐蚀速度的深度指标：把金属腐蚀的厚度因腐蚀而减少的量，以把金属腐蚀的厚度因腐蚀而减少的量，以线性单位表示，并换算成为相当于单位时间的数值。一般用线性单位表示，并换算成为相当于单位时间的数值。一般用vL表示，单表示，单位为位为mm/a。金属腐蚀的电流指标：金属腐蚀的电流指标：以金属电化学腐蚀过程的阳极电流密度的大小

10、以金属电化学腐蚀过程的阳极电流密度的大小来衡量金属的电化学腐蚀速度。一般用来衡量金属的电化学腐蚀速度。一般用ia表示，单位为表示，单位为A/cm2。(4)油田污水系统的腐蚀油田污水系统的腐蚀 油田污水系统遇到的属于油田污水系统遇到的属于电化学腐蚀电化学腐蚀，电化学腐蚀过程就是在金属与，电化学腐蚀过程就是在金属与污水接触的表面上，污水接触的表面上，阴极和阳极间电子流动阴极和阳极间电子流动的过程，是有腐蚀电流的腐的过程，是有腐蚀电流的腐蚀。由于污水中含有一定数量的蚀。由于污水中含有一定数量的溶解氧溶解氧，而在金属表面形成微电池，通，而在金属表面形成微电池，通过电池反应产生金属的氢氧化物和各种氧化物

11、，从而造成腐蚀。构成腐过电池反应产生金属的氢氧化物和各种氧化物，从而造成腐蚀。构成腐蚀必须有推动电子流动的电动势和一个完整的回路。蚀必须有推动电子流动的电动势和一个完整的回路。第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐(5)(5)影响腐蚀的主要因素影响腐蚀的主要因素 影响金属腐蚀行为的因素很多，主要分为金属材料的影响金属腐蚀行为的因素很多，主要分为金属材料的因素和环境的因素两个方面。因素和环境的因素两个方面。金属材料的因素：金属材料的因素：主要包括金属的化学稳定性、合金的成主要包括金属的化学稳定性、合金的成分、金相组织与热处理、金属表面状态、变形及应力等方分、金相组织与热处理、

12、金属表面状态、变形及应力等方面的影响。在金属材料固定的情况下，主要是考虑环境因面的影响。在金属材料固定的情况下，主要是考虑环境因素的影响。素的影响。环境的因素：环境的因素：环境因素的影响主要包括介质的环境因素的影响主要包括介质的PHPH值、介质值、介质的成分及浓度、介质的温度和压力、介质的流动速度和电的成分及浓度、介质的温度和压力、介质的流动速度和电偶等的影响。影响因素很多，也很复杂。环境因素中偶等的影响。影响因素很多，也很复杂。环境因素中pHpH值、值、含盐量、溶解率、含盐量、溶解率、COCO2 2、H H2 2S S等是影响污水系统腐蚀的主要等是影响污水系统腐蚀的主要因素。因素。第第111

13、1章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐A.A.选用耐腐蚀材料：选用耐腐蚀材料： 如选用合金钢、铬钢、铬镍钢、硅铝合金、硅镁合金、如选用合金钢、铬钢、铬镍钢、硅铝合金、硅镁合金、钛铝合金、塑料、尼龙、不锈钢或玻璃钢等耐腐蚀材料代钛铝合金、塑料、尼龙、不锈钢或玻璃钢等耐腐蚀材料代替普通碳钢等替普通碳钢等 B.B.采用保护层：采用保护层： 可在金属表面上涂上保护层，如涂油、涂沥青、涂漆金可在金属表面上涂上保护层，如涂油、涂沥青、涂漆金属表面电镀等；也可用电化学方法在金属表面上镀上保护属表面电镀等；也可用电化学方法在金属表面上镀上保护层，如镀锌、镀镍、镀铬等，还可以用热扩散法在金属表层，如镀

14、锌、镀镍、镀铬等，还可以用热扩散法在金属表面上渗上保护层，如渗铬、渗铝、渗钛、渗碳、渗硅、渗面上渗上保护层，如渗铬、渗铝、渗钛、渗碳、渗硅、渗氮、渗硼等。氮、渗硼等。(6) (6) 防止腐蚀的方法防止腐蚀的方法第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐C.C.改变介质状况：改变介质状况： 采用化学或物理的方法除去水中的采用化学或物理的方法除去水中的O O2 2、2 2S S、COCO2 2等。等。D.D.电化学保护：分为阴极保护和阳极保护。电化学保护：分为阴极保护和阳极保护。 阴极保护：阴极保护：把直流电源的把直流电源的负极接在金属上负极接在金属上，把它，把它变成阴变成阴极极，

15、而把，而把正极接在辅助电极上正极接在辅助电极上，使它变成阳极，从而拟制，使它变成阳极，从而拟制金属的腐蚀。金属的腐蚀。 阳极保护：阳极保护：直流电源接法直流电源接法与阴极保护相反与阴极保护相反，通过，通过控制电控制电压压，使阳极电位达到使阳极电位达到钝化电位钝化电位（致密氧化膜产生的电位）（致密氧化膜产生的电位），达到保护金属的目的。，达到保护金属的目的。 第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐E.E.添加缓蚀剂缓蚀：添加缓蚀剂缓蚀： 凡是能抑制或减少腐蚀的药剂均称为缓蚀剂，缓蚀剂以凡是能抑制或减少腐蚀的药剂均称为缓蚀剂，缓蚀剂以适当的浓度和形式存在于环境（介质）时可以防止

16、或减缓腐适当的浓度和形式存在于环境（介质）时可以防止或减缓腐蚀，采用缓蚀剂缓蚀可以使整个系统中凡是与介质接触的金蚀，采用缓蚀剂缓蚀可以使整个系统中凡是与介质接触的金属均可受到保护，这是任何其它防腐措施不可比拟的。属均可受到保护，这是任何其它防腐措施不可比拟的。 缓蚀剂是指少量加入就能大大减少金属腐蚀的化学剂。缓蚀剂是指少量加入就能大大减少金属腐蚀的化学剂。缓蚀剂缓蚀是油气田控制金属腐蚀的一个重要措施。缓蚀剂缓蚀是油气田控制金属腐蚀的一个重要措施。 第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐土壤的组成：土壤的组成：l矿物矿物l有机质有机质l水水l空气空气 土壤的相组成：土壤的相组

17、成：l固相：矿物颗粒和有机质固相：矿物颗粒和有机质l液相：土壤水液相：土壤水l气相：空气。气相：空气。（8 8）土壤）土壤第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐11.111.1埋地管道的腐蚀埋地管道的腐蚀说明土壤说明土壤腐殖酸分子结构腐殖酸分子结构和超分子结构概念的一个和超分子结构概念的一个假想结构式（假想结构式（-为氢键）为氢键）（9 9）土壤腐蚀）土壤腐蚀 A.A.土壤水中土壤水中含氧时含氧时产生的腐蚀产生的腐蚀 管道中不均匀部分的通过微电池产生腐蚀：管道中不均匀部分的通过微电池产生腐蚀： 阳极反应阳极反应 2Fe 2Fe2+ + 4e+）阴极反应）阴极反应 O2 +

18、2H2O + 4e 4OH- 第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐11.111.1埋地管道的腐蚀埋地管道的腐蚀电池反应电池反应 2Fe + O2 + 2H2O 2Fe2+ 4OH-B.B.土壤水土壤水含酸性气体时含酸性气体时产生的腐蚀产生的腐蚀 若土壤水中含若土壤水中含硫化氢硫化氢和和二氧化碳二氧化碳，则它们可在水中，则它们可在水中解离。解离。H2S H+ + HS-CO2 + H2O H+ +HCO3- 阳极反应阳极反应 Fe Fe2+ + 2e+）阴极反应）阴极反应 2H+ + 2e H2 电池反应电池反应 Fe + 2H+ Fe2+ + H2 Fe2+ + 2OH-

19、 Fe(OH)2 （白色）（白色）3Fe(OH)2 + 2OH- Fe3O4 + 4H2O + 2e （黑色）（黑色） 2Fe3O4 + 2OH- + (3n-1)H2O 3Fe2O3 nH2O + 2e （红色）（红色）Fe2+ + S2- FeS （黑色）（黑色）Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 （棕色）（棕色）第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐C.C.土壤中由土壤中由细菌细菌产生的腐蚀产生的腐蚀土壤水中的土壤水中的硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌（SRB）,厌氧菌厌氧菌，可将硫酸盐，可将硫酸盐还原为硫化物和还原为硫化物和 O，产生腐蚀。，产生腐蚀。SO42- S2-

20、 + 4 O SRB 阳极反应阳极反应 Fe Fe2+ + 2e+）阴极反应）阴极反应 O + H2O + 2e 2OH- 电池反应电池反应 Fe + O + H2O Fe2+ 2OH-土壤水中的土壤水中的铁菌（铁菌（IB），），喜氧菌，可将喜氧菌，可将Fe2+氧化为氧化为Fe3+，产生腐蚀。，产生腐蚀。4 Fe2+ + O2 + 2H2O 4Fe3+ + 4OH-IBC.C.土壤中由土壤中由细菌细菌产生的腐蚀产生的腐蚀综合反映土壤的腐蚀。综合反映土壤的腐蚀。土壤电阻率土壤电阻率LAR 土壤电阻率，土壤电阻率，m；R 平行截面间土壤的电阻，平行截面间土壤的电阻，；A 平行截面间的截面积，平行截

21、面间的截面积，m2；L 平行截面间的垂直距离，平行截面间的垂直距离，m。覆盖层：覆盖层：l为使金属表面与腐蚀介质隔开而覆盖在金属表面的保护为使金属表面与腐蚀介质隔开而覆盖在金属表面的保护层。层。l一般由底漆、中层漆、面漆及内缠带、外缠带等组成。一般由底漆、中层漆、面漆及内缠带、外缠带等组成。覆盖层防腐法：覆盖层防腐法：l用覆盖层抑制金属腐蚀的方法。用覆盖层抑制金属腐蚀的方法。第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐11.2 11.2 埋地管道的防腐埋地管道的防腐（1）覆盖层防腐包、衬、涂、镀、渗包、衬、涂、镀、渗好的防腐层：好的防腐层：l热稳定好热稳定好l化学稳定好化学稳定好

22、l生物稳定好生物稳定好l机械强度高机械强度高l电阻值高电阻值高l渗透性低渗透性低石油沥青防腐层石油沥青防腐层煤焦油瓷漆防腐层煤焦油瓷漆防腐层聚乙烯防腐层聚乙烯防腐层聚乙烯聚氨酯泡沫保温聚乙烯聚氨酯泡沫保温防腐层防腐层熔结环氧粉末防腐层熔结环氧粉末防腐层环氧煤沥青防腐层环氧煤沥青防腐层三层型防腐层三层型防腐层第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐11.2 11.2 埋地管道的防腐埋地管道的防腐（1 1）覆盖层防腐）覆盖层防腐石油沥青防腐层石油沥青防腐层以以石油沥青涂料石油沥青涂料为主要材料组成的防腐层。为主要材料组成的防腐层。表表11-1 石油沥青防腐层的等级与结构石油沥青防

23、腐层的等级与结构l底漆底漆：由石油沥青溶于工业汽油制成。：由石油沥青溶于工业汽油制成。l石油沥青石油沥青：lI号石油沥青：号石油沥青：l软化点为软化点为95110的的l输送液体温度低于输送液体温度低于50 的埋地管道的埋地管道lII号石油沥青号石油沥青l软化点为软化点为125140l输送液体温度在输送液体温度在5080 范围的埋地管道。范围的埋地管道。l内缠带内缠带：为玻璃布（由玻璃纤维编织而成）：为玻璃布（由玻璃纤维编织而成）l外缠带外缠带：聚氯乙烯工业膜（膜上涂有由氯丁橡胶与：聚氯乙烯工业膜（膜上涂有由氯丁橡胶与松香混合制得的胶粘剂）松香混合制得的胶粘剂）沥青防腐层的结构：沥青防腐层的结构

24、：煤焦油瓷漆防腐层煤焦油瓷漆防腐层表表11-2 煤焦油瓷漆防腐层的等级与结构煤焦油瓷漆防腐层的等级与结构 底漆底漆 由煤焦油和煤焦油沥青溶于二甲苯制成由煤焦油和煤焦油沥青溶于二甲苯制成 煤焦油瓷漆煤焦油瓷漆 （分为三类：软化点分别为大于（分为三类：软化点分别为大于 100 、105 、120 ） 煤焦油煤焦油 煤焦油沥青煤焦油沥青 煤粉煤粉 内缠带内缠带：玻璃纤维织成的毡带，浸渍了胶粘剂：玻璃纤维织成的毡带，浸渍了胶粘剂（如乙烯与乙酸乙烯酯共聚物）（如乙烯与乙酸乙烯酯共聚物） 外缠带外缠带：玻璃纤维织成的毡带，煤焦油瓷漆。：玻璃纤维织成的毡带，煤焦油瓷漆。煤焦油瓷漆防腐层煤焦油瓷漆防腐层聚乙烯

25、防腐层聚乙烯防腐层聚乙烯防腐层的产生方法：聚乙烯防腐层的产生方法：挤压包覆法挤压包覆法l将聚乙烯加热熔化，将聚乙烯加热熔化，l挤压包覆在涂有底胶（如乙烯与乙酸乙烯酯共聚物）的管道外壁挤压包覆在涂有底胶（如乙烯与乙酸乙烯酯共聚物）的管道外壁形成防腐层。形成防腐层。胶粘带缠绕法胶粘带缠绕法l在聚乙烯带表面涂上粘胶（如聚异戊二烯），制得聚乙烯胶粘带；在聚乙烯带表面涂上粘胶（如聚异戊二烯），制得聚乙烯胶粘带；l将聚乙烯胶粘带缠绕在涂有底漆（如丁苯橡胶、氯丁橡胶）的管将聚乙烯胶粘带缠绕在涂有底漆（如丁苯橡胶、氯丁橡胶）的管道外单形成聚乙烯防腐层。道外单形成聚乙烯防腐层。聚乙烯聚氨酯泡沫保温防腐层聚乙烯聚

26、氨酯泡沫保温防腐层以聚氨酯泡沫为内保温层，以高密度聚乙烯为外保护以聚氨酯泡沫为内保温层，以高密度聚乙烯为外保护层的复合保温防腐层。层的复合保温防腐层。聚氨酯由多异氰酸酯与多羟基化合物合成（如甲苯二聚氨酯由多异氰酸酯与多羟基化合物合成（如甲苯二异氰酸酯异氰酸酯TDI、己二异氰酸酯、己二异氰酸酯HDI）。）。熔结环氧粉末防腐层熔结环氧粉末防腐层将加有固化剂的环氧树脂粉末喷涂在金属表面，在将加有固化剂的环氧树脂粉末喷涂在金属表面，在150150180 180 下烘下烘15min15min，即可得到坚韧的熔结环氧粉，即可得到坚韧的熔结环氧粉末防腐层。末防腐层。可用软化点可用软化点9595的环氧树脂制备

27、成粉末。的环氧树脂制备成粉末。固化剂用双氰胺。固化剂用双氰胺。环氧煤沥青防腐层环氧煤沥青防腐层由环氧煤沥青底漆、中层漆和面漆组成。由环氧煤沥青底漆、中层漆和面漆组成。表表11-3 环氧煤沥青防腐层的等级与结构环氧煤沥青防腐层的等级与结构表表11-4 环氧煤沥青防腐层中各种漆的配方环氧煤沥青防腐层中各种漆的配方第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐三层型的复合防腐层三层型的复合防腐层底层底层l环氧树脂，环氧树脂，l有很好的防腐性、粘结性与热稳定性；有很好的防腐性、粘结性与热稳定性；中层中层l为各种含乙烯基单体的共聚物为各种含乙烯基单体的共聚物l乙烯与乙酸乙烯酯共聚物乙烯与乙酸

28、乙烯酯共聚物l乙烯与丙烯酸乙酯共聚物乙烯与丙烯酸乙酯共聚物l乙烯与顺丁烯二酸甲酯共聚物乙烯与顺丁烯二酸甲酯共聚物l有很强的粘结作用有很强的粘结作用外层外层：l为高密度的聚乙烯、聚丙烯为高密度的聚乙烯、聚丙烯l有很好的机械强度。有很好的机械强度。主要缺点：成本高主要缺点：成本高电化学保护法电化学保护法分为分为阴极保护阴极保护和和阳极保护阳极保护两种方法两种方法阴极保护法阴极保护法有有外加电流法外加电流法和和牺牲阳极法牺牲阳极法覆盖层防腐法必须与阴极保护法联合使用覆盖层防腐法必须与阴极保护法联合使用l在涂敷过程中防腐层不可避免地会出现在涂敷过程中防腐层不可避免地会出现漏涂点漏涂点。l在使用期间防腐

29、层在各种因素作用下，会产生在使用期间防腐层在各种因素作用下，会产生剥离、剥离、穿孔、开裂穿孔、开裂等现象。等现象。阴极保护法是覆盖层防腐法的补充防腐法。阴极保护法是覆盖层防腐法的补充防腐法。第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐11.311.3阴极保护法阴极保护法（1 1）外加电流的阴极保护法）外加电流的阴极保护法 将被将被保护金属与直流电源的保护金属与直流电源的负极负极相连相连，由外加电流，由外加电流提供保护电流，降低腐蚀速率的方法。提供保护电流，降低腐蚀速率的方法。基本原理：基本原理：在腐蚀电池中，在腐蚀电池中，阳极是被腐蚀阳极是被腐蚀，阴极不被腐蚀阴极不被腐蚀。将直流

30、电源的负极接在需保护的金属上，将阳极接将直流电源的负极接在需保护的金属上，将阳极接在在辅助电极辅助电极上，上，使被保护金属整体变成阴极使被保护金属整体变成阴极，产生，产生保护电流。保护电流。被保金属与直流电源的负极相连，它发生的是阴极被保金属与直流电源的负极相连，它发生的是阴极反应，因此得到保护反应，因此得到保护图图11-1 埋地管道的外加电流阴极保护法埋地管道的外加电流阴极保护法第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐 阴极保护法需测定被保护金属的阴极保护法需测定被保护金属的自然电位自然电位和和保护电位保护电位。参比电极：参比电极： 铜铜/ /硫酸铜饱和电极硫酸铜饱和电极（

31、CSECSE） Cu Cu 2+ + 2e氧化氧化还原还原图图11-2 铜铜/饱和硫酸铜参比电极饱和硫酸铜参比电极第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐图图11-3 被保护金属自然点位的测定被保护金属自然点位的测定第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐自然电位自然电位在中等腐蚀性的土壤中约为在中等腐蚀性的土壤中约为-0.55V-0.55V（相对于（相对于CSECSE）。）。保护电位保护电位一般控制在一般控制在-0.851.20V-0.851.20V（相对于（相对于CSECSE）范围。）范围。图图11-4 被保护金属的保护电位的测定被保护金属的保护电位的测

32、定第第1111章章 埋地管道的腐蚀与防腐埋地管道的腐蚀与防腐（2 2）牺牲阳极的阴极保护法）牺牲阳极的阴极保护法 将被将被保护金属和一种可以保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或提供阴极保护电流的金属或合金（即牺牲阳极）相连合金（即牺牲阳极）相连，使被保护金属腐蚀速率降，使被保护金属腐蚀速率降低的方法。低的方法。图图11-5 牺牲阳极的阴极保护系统和监测系统牺牲阳极的阴极保护系统和监测系统牺牲阳极牺牲阳极电位电位比被保护金属还比被保护金属还要负的金属或合金要负的金属或合金。好的牺牲阳极应满足：好的牺牲阳极应满足：电位足够负电位足够负电容量电容量大大单位质量牺牲阳极溶解所能提供保护电流的电量。单位质量牺牲阳极溶解所能提供保护电流的电量。电流效