埋地管道采用防腐层保护已约有近百年的历史，从管道防腐
材料也经历了品种从少到多，性能不断提高的发展进程。
管道防腐层品种
双层FBE FBE-PE/PP三层结构 环氧粉末FBE 环氧煤沥青 聚乙烯包覆层 聚乙烯胶带 石油沥青 煤焦油瓷漆
应用年代 60年代 70年代 0年代 90年代
50年代以前
管道防腐层的发展进程
2. 材料与腐蚀分类
黑色金属(钢、铸铁） 化学腐蚀 电化学腐蚀
金属材料
有色金属(铝、铜等非铁基材料） 陶瓷 水泥 无机非金属材料 化学腐蚀（酸、碱） 玻璃 (传统硅酸盐材料) 耐火材料 化学腐蚀 （紫外线、温度、湿 气、臭氧、射线辐射） 塑料、橡胶、 有机高分子材料 物理腐蚀（溶解、溶胀、渗透 纤维等
阳极区
2H+ + 2e H2
（ PH≥7 ）
H2 OH
—
阴极过程，阳极过程和电子、离子的移动。 2e Fe2+
e
阴极区
e 金 属
O2+ 2H2O + 4e 4OH—
溶 液
3. 电位—pH图
金属的电化学腐蚀绝大多数是金属同水溶液相接触时 发生的腐蚀过程。水溶液中除了其它离子外，总是存在 H+和 OH-离子。这两种离子含量的多少由溶液的pH值表示。金属在 水溶液中的稳定性不但与它的电极电位有关，还与水溶液的
5. 腐蚀控制的方法 （1）合理选材
提高金属本身的热力学稳定性，采用耐蚀合金、易钝化的金 属、金属渗镀层；
（2）改变环境介质的腐蚀性，如从系统腐蚀介质中除
去H、溶解O2等去极化剂；
（3）采用防腐层，如涂料、塑料、橡胶等有机材料覆盖
层或玻璃、陶瓷等无机材料，隔绝金属与腐蚀介质的接触；
（4）缓蚀剂；
pH值有关。
将金属的腐蚀体系的电极电位与溶液的 pH 值的关系绘 成图，称为电位—pH 图，人们利用该图来研究金属的腐蚀与
防护问题。
氧平衡线
电位(v)
腐 蚀 区
钝 化 区
B
通过电位 V—pH 图可以从理论上预测金属 的腐蚀倾向、腐蚀类型，并提供腐蚀控制的途 径。如果我们想将 Fe 从 A 点移出腐蚀区，从 V—pH图上来看，可以采用三种措施： a．把 Fe 的电极电位降低至非腐蚀区（稳 定区），这就要对铁实行阴极保护。 b．把 Fe 的电极电位升高，使它进入钝化 区，这可以使用阳极保护或在溶液中添加阳极 型缓蚀剂来实现。 c．调整溶液的至 9 13 之间，使铁进入钝 化区。
自然界矿石
氧化物
金属
释放能量、腐蚀过程
单质
热力学稳定态
体系自由能成为低能量氧 化物及其衍生物的过程 即为腐蚀
部分金属在含氧的大气中发生反应的自由能变
2. 电化学腐蚀机理----腐蚀电池的作用
金属的电化学腐蚀的产生，是由于金属与电解质溶液接触时 所形成的腐蚀原电池的电极反应的结果。当金属与电解质接触时 ，表面上电极电位不相同的两个区域分别形成阴极区和阳极区： 一个腐蚀电池必须包括: 阳极部分将失去电子而发生溶解 阴极、阳极、电解质溶液和电路四个不可 阴极部分只起传递电子的作用而并不腐蚀 分割的部分。 腐蚀电池工作的三个环节： H+ O2 H2O Fe2+ e Fe
腐蚀措施。据日本腐蚀和防腐蚀协会调查表明 , 在涂料、
金属表面处理、耐腐蚀材料、防锈油、缓蚀剂、电化学保 护、腐蚀研究等七大防腐技术投资中，涂料防腐蚀投资的
经费占60% 。我国的防蚀费用有 76%用在涂装上，由此可见
涂料防腐的重要地位和研究开发的活跃程度。
1.管道外防腐层
1.1 管道防腐材料的发展进程
1.2 管道防腐材料的选择 管道防腐层的设计选择应根据工程规模、环境状况、耐腐蚀、 施工方法、环保及经济等要求综合比选确定。
通过多年试验研究，对选择防腐层提出了以下参考建议： • 在多石段或河流穿越地段选用 ——机械强度较高的熔结环氧树脂、挤出聚乙烯或多层复合防腐覆盖层； • 在氯化物盐渍土壤地段选用 ——熔结环氧树脂、挤出聚乙烯、煤焦油瓷漆等耐氯离子腐蚀的防腐层； • 在沼泽地段选用 ——能长期耐水、耐化学腐蚀的挤出聚乙烯、煤焦油瓷漆防腐层； • 在碳酸盐型土壤中选用 ——耐碳酸根离子腐蚀的石油沥青和聚乙烯胶带； •在输送介质温度高的情况下优先选用 ——熔结环氧树脂或改性聚丙烯等材料
、环境应力开裂）
钢筋混凝土、玻 璃钢、钢塑复合 （庞大的材料体系） 管等
复合材料
具有可设计性： 通过基体和增强
材料的选择、匹配、复合工艺等手段 进行设计和控制，以最大限度满足使 用性能要求和环境条件要求。
二、金属电化学腐蚀与控制原理
1. 金属电化学腐蚀热力学条件
热力学的原理：物质总是寻求最低的能量状态。 如果反应体系的始状态转变为终态，自由能是 降低的，反应就能自发进行。 冶炼过程、吸收能量
（5）电化学保护，包括阴极保护和阳极保护； （6）工艺控制，包括除砂除杂、调节温度、压力、流速
、流动状态、金属结构尺寸、增大腐蚀余量等措施。
三、防腐层应用
在各种防腐技术中 , 涂料防腐蚀技术应用最广泛 , 因 为它具有许多独特的优越性。只要涂料品种配套体系选择 恰当 , 涂料防腐仍然是一种最简便、最有效、最经济的防
腐蚀与防护
油田注水管线的碳酸钙/碳酸镁垢 （当流速偏高时，垢分布不均匀）
1.材料与腐蚀 2.金属电化学腐蚀与控制原理 3.防腐层应用 4.阴极保护技术 5.腐蚀监检测技术 6.腐蚀控制技术的发展
一、 材 料 与 腐 蚀
1. 腐蚀的定义 腐蚀是指材料与其所处环境介质之间发生作 用而引起材料变质、破坏和性能恶化的现象。 材料是指具有满足指定工作条件下使用要求的 形态和物理性状的物质，是组成生产工具的物质基 础。 腐蚀定义包含所有的自然存在的和人造的材料。
氢平衡线
A
腐蚀区
不 腐 蚀区
pH
稳定区（又称非腐蚀区）：电位和pH值的变化将不会引起金属的腐蚀， 也即是说在热力学上金属处于稳定状态。 腐蚀区： 稳定态的是可溶性的Fe2+，Fe3+，FeO42-，HFeO2-，金属可随时被腐蚀。
钝化区： 生成稳定的固态氧化物、氢氧化物或盐。金属是否遭受腐蚀， 取决于所生成的固态膜是否具有保护性。
1.3 涂敷工艺
据统计，涂层腐蚀破坏，属基体处理不当者占总数的 75%,因此加强