沈阳工程学院课程设计设计题目：材料腐蚀与防护系别能动学院班级能化本111 学生姓名马骏学号 13 指导教师李兵牛薇职称讲师起止日期： 2014年 7月7日起——至 2014年7 月18日止沈阳工程学院材料腐蚀与防护课程设计成绩评定表系（部）：能动学院班级：能化本111 学生姓名：马骏目录腐蚀管道的腐蚀控制一、阴极保护的原理 ------------------------------------------------ 3二、阴极保护的基本参数--------------------------------------------- 4三、牺牲阳极阴极保护 --------------------------------------------- 5四、外加电流阴极保护 -------------------------------------------- 7五、阴极保护投入运行的调试 ---------------------------------------- 8六、强制电流法----------------------------------------------9锅炉给水系统的腐蚀与防护一、金属电化学腐蚀机理 --------------------------------------------- 10二、影响电化学腐蚀的因素 -------------------------------------------- 10三、金属腐蚀防护方法 -------------------------------------------- 10四、给水系统金属防护实例 -------------------------------------------- 10五、给水系统的金属腐蚀 -------------------------------------------- 11六、防护方法 -------------------------------------------------------- 12锅炉炉水腐蚀与防护一、热力系统水汽循环 ------------------------------------------------ 14二、水汽系统的杂质及危害 -------------------------------------------- 14三、天然水中含有的杂质 --------------------------------------------- 14四、汽包锅炉的炉水处理方法 ----------------------------------------- 15五、普通磷酸盐处理 -------------------------------------------- 15六、协调磷酸盐处理 --------------------------------------------- 15七、酚酞碱度P与PO43-的关系 --------------------------------------- 16八、酚酞碱度P与PO43-的关系 ----------------------------------------- 16九、给水中性处理 ------------------------------------------------- 16十、联合水处理 -------------------------------------------------- 17十一、给水、凝结水处理方式 ---------------------------------------- 17一，腐蚀1.腐蚀的定义：从广义上讲，腐蚀是材料和环境相互作用而导致的失效。

这个定义包含了所有的天然和人造材料，例如塑料、陶瓷和金属。

我们通常所研究的腐蚀是金属的腐蚀，金属腐蚀是金属与周围介质发生化学或电化学作用所引起的金属损失的现象和过程。

2.腐蚀的分类：腐蚀按材料的类型可分为金属腐蚀和非金属腐蚀，就腐蚀破坏的形态分类，可分为全面腐蚀和局部腐蚀。

全面腐蚀是一种常见的腐蚀形态，包括均匀的全面和不均匀全面腐蚀。

按腐蚀的机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀（金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种）。

（1）化学腐蚀指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。

化学腐蚀是在一定条件下，非电解质中的氧化剂直接与金属表面的原子相互作用，即氧化还原反应是在反应粒子相互作用的瞬间于碰撞的那一个反应点上完成的。

在化学腐蚀过程中，电子的传递是在金属与氧化剂间直接进行，因而没有电流产生。

（2）电化学腐蚀指金属与电解质因发生电化学反应而产生的破坏。

特点：在腐蚀过程中有电流产生3.腐蚀的基本原理：腐蚀的基本原理是腐蚀原电池理论。

由于不同金属本身的电偶序（即电位）存在着差别，当两种金属处于同一电解质中，并由导体连接这两种金属时，腐蚀电池就形成了。

电流通过导体和电解质形成电流回路，此时两种金属之间的电位差越大，则电路产生的电压越大。

腐蚀电池一旦形成，阳极金属表面因不断地失去电子，发生氧化反应，使金属原子转化为正离子，形成以氢氧化物为主的化合物，也就是说阳极遭到了腐蚀；而阴极金属则相反，它不断地从阳极处得到电子，其表面因富集了电子，金属表面发生还原反应，没有腐蚀现象发生。

管道腐蚀的控制方法应根据腐蚀机理的不同和所处环境条件的不同，采用相应的腐蚀控制方法，在油气管道保护过程中应用最为广泛的控制金属腐蚀的方法为以下五类：1、选择耐腐蚀材料2、控制腐蚀环境3、选择有效的防腐层4.、阴极保护5、添加缓蚀剂管道的腐蚀控制摘要：腐蚀控制是埋地管道长期安全运行的重要保证，有效的腐蚀控制取决于对腐蚀环境的里了解、正确的防腐设计、良好的工程质量一起适当的维护。

从防腐层设计的选择、工程质量、维护管理等方面叙述了目前我国管道运输腐蚀控制中存在的问题。

土壤性质评价、杂散干扰腐蚀评价及土壤条件的识别等管道沿线环境评价既是为防腐层的选用做准备，也是为阴极保护和附加保护设计提供依据。

正确防腐设计应遵循的原则是，以低防腐风险方式提高系统内在的可靠性；在给定可靠性基础上切合实际地降低费用。

设计中还应注意：1.技术实施的可靠性与可行性；2.补口补伤技术与管体防腐蚀技术的匹配性；3.所选覆盖层在土壤中的稳定性。

在优化的方案设计、。

良好的工程质量基础上，通过适当的维护实现其持续有效性，可达到理想的腐蚀控制关键字：管道防腐阴极保护正文：管道阴极保护基本知识一、阴极保护的原理：每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位, 称之为该金属的腐蚀电位（自然电位），腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。

腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。

阳极区由于失去电子（如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀，而阴极区得到电子受到保护。

在生产生活中主要方法是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位。

有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。

图（1）阴极保护原理极化曲线1、牺牲阳极法将被保护金属和一种电位更负的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体阴极极化以降低腐蚀速率的方法。

在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护。

2、强制电流法（外加电流法）将被保护金属与外加电源负极相连，辅助阳极接到电源正极，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。

其方式有：恒电位、恒电流等。

如图（2）图（2）二、阴极保护的基本参数：1、最小保护电流密度使金属腐蚀下降到最低程度或停止时所需要的保护电流密度,称作最小保护电流密度。

新建沥青管道最小保护电流密度为30—50μA/m2，环氧粉末的管道一般为10--30μA/m2，新建储罐罐底板最小保护电流密度为1--5mA/m2表示，老罐为5—10mA/m2。

2、最小保护电位为使腐蚀过程停止，金属经阴极极化后所必须达到的绝对值最小的负电位值，称之为最小保护电位。

最小保护电位也与金属的种类、腐蚀介质的组成、温度、浓度等有关。

最小保护电位值常常是用来判断阴极保护是否充分的基准。

因此该电位值是监控阴极保护的重要参数。

实验测定在土壤中的最小保护电位为－0.85V（相对饱和硫酸铜参比电极）。

3、最大保护电位在阴极保护中，所允许施加的阴极极化的绝对值最大的负电位值，在此电位下管道的防腐层不受到破坏。

此电位值就是最大保护电位。

阴极保护电位越大，防腐程度越高，单站保护距离也越长，但是过大的电位将使被保护管道的防腐绝缘层与管道金属表面的粘接力受到破坏，产生阴极剥离，严重时可以出现金属“氢破裂”。

同时太大的电位将消耗过多的保护电流，形成能量浪费。

三、牺牲阳极阴极保护：牺牲阳极阴极保护是将活性不同的两种金属连接后，处于同一电解质中，活性强的金属失去电子，受到腐蚀，活性差的金属得到电子受到保护。

由于在这一过程中，活性强的金属被腐蚀，所以称为牺牲阳极阴极保护，如图（3）。

图（3）1、常见的牺牲阳极材料1）、镁合金阳极根据形状以及电极电位的不同，镁合金阳极可用于电阻率在 20欧姆.米到 100欧姆.米的土壤或淡水环境。

高电位镁合金阳极的电位为-1.75V (CSE)；低电位镁阳极的电位为-1.55V(CSE)。

2）、锌合金阳极锌合金阳极多用于土壤电阻率小于15 欧姆.米的土壤环境或海水环境。

电极电位为-1.1V(CSE)。

温度高于40C时，锌阳极的驱动电位下降，并发生晶间腐蚀。

高于60C 时，它与钢铁的极性发生逆转，变成阴极受到保护，而钢铁变成阳极受到腐蚀。

所以，锌阳极仅能用于温度低于40C的环境。

3）、回填料当使用填料时，阳极的电流输出效率提高。

如果将阳极直接埋入土攘，由于土壤的成分不均匀，会造成阳极自身腐蚀，从而降低阳极效率。

采用填料，一是保持水分，降低阳极的接地电阻，二是使阳极表面均匀腐蚀，提高阳极利用效率。

图（4）牺牲阳极填包料的配方2、牺牲阳极的埋设方式1）、牺牲阳极埋设有立式和卧式两，埋设位置分轴向和径向。

2）、牺牲阳极在管道的分布宜采用单支或集中成组两种方式。

3）、阳极与管道的距离，一般情况下阳极埋设位置应距管道3～5ｍ，最小不宜小于0.3ｍ，成组埋设时，阳极间距以2～3ｍ为宜四、外加电流阴极保护：外加电流阴极保护系统主要由直流电源、辅助阳极、被保护管道、附属设施四部分组成。

1、电源设备（恒电位仪）强制电流系统要求电源设备能够不断地向被保护金属构筑物提供阴极保护电流，要求电源设备安全可靠；电源电压连续可调；能够适应当地的工作环境（温度、湿度、日照、风沙）；功率与被保护构筑物相匹配；操作维护简单。