材料延寿与可持续发展–管道工程保护技术

　　1 管道腐蚀行业老工程师毕生的经验总结，无论是管道防护选材、设计和施工，都能从书中得到相应的指导。
　　2 国家出版基金重点支持的系列图书之一，图书质量要求严格。 

　　本书是《材料延寿与可持续发展》系列之一，是丛书中实用性比较强的图书。管道的防护必须从设计、选材、制造、施工、监理、验收、维护和运行管理各个环节把关，做到防腐层和阴极保护同时达标、同时投产，长期检查维护，使管道的防护工作达到安全、可靠、经济、耐久。本书从管道防腐蚀技术人员的需要出发，分上下两篇，分别就管道防腐蚀涂层和阴极保护技术进行介绍。

　　张炼，廊坊市东化防腐工程有限公司高级工程师，中国腐蚀与防护学会理事。毕生从事防腐专业工作，长期担任中国腐蚀与防护学会理事。早年毕业于北京石油学院，曾担任石油部管道科学研究院环氧煤沥青管道防腐涂料产品的研制项目负责人，已获14项国家专利.

上篇管道防腐层
第1章管道及防腐层发展史
参考文献
第2章管道材质分类
2.1钢质管道
2.2铸铁管道
2.3混凝土管道
2.4合成材料管道
2.5保温管道
2.6其他类型管道
第3章钢质管道外壁腐蚀及防腐层
3.1埋地管道
3.1.1外腐蚀环境
3.1.2外腐蚀等级
3.1.3外防腐层要求
3.1.4外防腐层种类
3.1.5外防腐层的选择与设计
3.2架空管道
3.2.1架空管道腐蚀环境
3.2.2架空管道外腐蚀等级
3.2.3架空管道外防腐层要求
3.2.4架空管道外防腐层结构
3.3地沟敷设管道
3.3.1地沟敷设外腐蚀环境
3.3.2地沟敷设外腐蚀等级及结构
3.4水下管道
3.4.1水下腐蚀环境
3.4.2水下腐蚀等级
3.4.3水下防腐层要求
3.4.4水下防腐层种类与标准
参考文献
第4章钢质管道内壁腐蚀与防腐层
4.1常温普通水管道内防腐层
4.1.1内腐蚀环境
4.1.2内腐蚀等级
4.1.3内防腐层要求
4.1.4内防腐层的种类与标准
4.2含油热水管道内防腐层
参考文献
第5章铸铁管道内外腐蚀与防腐层
5.1铸铁管道外腐蚀环境
5.2铸铁管道外腐蚀等级
5.3铸铁管道外防腐层要求
5.4铸铁管道外防腐层种类及标准
5.5铸铁管道外防腐层等级及结构
5.6铸铁管道内壁腐蚀与防腐层
第6章混凝土管道内外腐蚀与防腐层
6.1内外腐蚀环境
6.2钢筋混凝土管内外腐蚀等级
6.3内外防腐层要求
6.4内外防腐层种类与标准
6.4.1内外防腐层种类
6.4.2内外防腐层等级和结构
第7章管道防腐层施工技术与标准
7.1表面处理
7.2石油沥青防腐层
7.2.1施工工艺流程图及说明
7.2.2防腐层等级及结构
7.2.3防腐层原材料
7.2.4防腐层施工工艺及控制要点
7.2.5质量检查
7.2.6防腐层补伤、补口
7.2.7防腐层评价
7.2.8小结
7.3煤沥青防腐层
7.3.1施工工艺流程图及说明
7.3.2防腐层等级及结构
7.3.3防腐层原材料
7.3.4防腐层施工工艺及控制要点
7.3.5质量检查
7.3.6防腐层补伤、补口
7.3.7防腐层评价
7.4挤压聚乙烯防腐层
7.4.1施工工艺流程图及说明
7.4.2防腐层等级及结构
7.4.3防腐层原材料
7.4.4防腐层施工工艺及控制要点
7.4.5质量检查
7.4.6防腐层性能
7.4.7防腐层补伤、补口
7.4.8防腐层评价
7.5环氧煤沥青防腐层
7.5.1施工工艺流程图及说明
7.5.2防腐层等级及结构
7.5.3防腐层原材料
7.5.4防腐层施工工艺及控制要点
7.5.5质量检查
7.5.6防腐层补伤、补口
7.5.7防腐层评价
7.6环氧煤沥青冷缠带防腐层
7.6.1防腐层原材料
7.6.2防腐层施工工艺
7.6.3防腐层施工控制要点
7.6.4防腐层补伤、补口
7.6.5防腐层评价
7.7聚氨酯涂料防腐层
7.7.1施工工艺流程图及说明
7.7.2防腐层厚度
7.7.3涂料和防腐层性能
7.7.4防腐层施工工艺及控制要点
7.7.5防腐层质量检查
7.7.6防腐层补伤、补口
7.7.7防腐层评价
7.8熔结环氧粉末防腐层
7.8.1施工工艺流程图及说明
7.8.2防腐层等级及结构
7.8.3防腐层原材料
7.8.4防腐层施工工艺及控制要点
7.8.5质量检查
7.8.6防腐层补伤、补口
7.8.7防腐层评价
7.9聚乙烯胶黏带防腐层
7.9.1施工工艺流程及说明
7.9.2防腐层等级及结构
7.9.3防腐层原材料
7.9.4防腐层施工工艺及控制要点
7.9.5质量检查
7.9.6防腐层补伤、补口
7.9.7防腐层评价
7.10液体环氧涂料防腐层
7.10.1防腐层的涂料体系
7.10.2施工工艺流程图及说明
7.10.3防腐层等级与标准
7.10.4防腐层施工控制要点
7.10.5质量检查
7.10.6防腐层补伤、补口
7.10.7小结
7.11管道内补口施工技术
7.11.1半机械化补口
7.11.2自动补口机补口
参考文献
附录上篇所引用的相关标准目录

下篇管道阴极保护

第8章阴极保护原理
8.1阴极保护发展历史
8.2电化学腐蚀电池
8.2.1金属的电极电位
8.2.2电化学腐蚀电池的组成
8.2.3活性极化和浓度极化
8.2.4电流的流动方向
8.3阳极电化学反应
8.3.1阳极电化学反应
8.3.2阴极电化学反应
8.4法拉第定律
8.5影响阴极保护效果的因素
参考文献
第9章牺牲阳极阴极保护
9.1牺牲阳极阴极保护原理
9.2牺牲阳极阴极保护应用
9.2.1牺牲阳极阴极保护的应用场合
9.2.2使用牺牲阳极注意事项
9.3镁牺牲阳极
9.3.1镁阳极的应用
9.3.2镁阳极消耗量计算
9.4锌牺牲阳极
9.4.1锌阳极的应用
9.4.2锌阳极消耗量计算
9.5铝牺牲阳极
9.5.1铝阳极的应用
9.5.2铝阳极用量计算
9.5.3铝阳极电容量与表面电流密度的关系
9.5.4牺牲阳极与电解液的电阻
9.6带状阳极
9.7回填料
第10章外加电流阴极保护
10.1外加电流阴极保护
10.2外加电流阴极保护系统特点
10.2.1优点
10.2.2缺点
10.3外加电流阴极保护电源
10.3.1电源类型
10.3.2恒电位仪一般规定
10.3.3恒电位仪基本要求
10.4外加电流阴极保护阳极
10.4.1对阳极材料的要求
10.4.2废钢阳极
10.4.3石墨阳极 
10.4.4高硅铸铁阳极 
10.4.5铂阳极
10.4.6聚合物线型阳极 
10.4.7混合金属氧化物线型阳极 
10.4.8混合金属氧化物阳极
10.4.9网状阳极
10.5外加电流阴极保护回填料
10.5.1阳极地床焦炭填料的作用
10.5.2对填料的要求
10.5.3焦炭回填料的来源
参考文献
第11章杂散电流腐蚀干扰及排除
11.1杂散电流腐蚀干扰的分类
11.2静态直流腐蚀干扰
11.2.1阴极保护电流流动的途径
11.2.2阳极电压场
11.2.3阴极电压场
11.2.4管道经过阳极、阴极电压场
11.2.5直流杂散电流干扰的性质
11.2.6电流排放区的化学反应
11.2.7直流杂散电流的检测
11.2.8直流杂散电流的排除
11.2.9排流效果的评定
11.3动态直流腐蚀干扰
11.3.1动态直流杂散电流的检测
11.3.2在动态杂散电流干扰下如何判断阴极保护的有效性
11.3.3动态直流杂散电流的排除
11.3.4排流效果的评定
11.4直流输电系统腐蚀干扰
11.4.1直流输电线路干扰的特点
11.4.2直流输电线路干扰的排除
11.4.3直流输电线路引起的阴极保护设备损毁
11.5交流腐蚀干扰
11.5.1电容型干扰
11.5.2传导型干扰
11.5.3电感型交流干扰
参考文献
第12章阴极保护设施及安装程序
12.1块状牺牲阳极系统的安装
12.1.1牺牲阳极安装位置
12.1.2牺牲阳极安装程序
12.2带状阳极安装
12.2.1锌阳极带安装位置
12.2.2锌阳极带安装程序
12.3阴极保护电源设备安装
12.3.1恒电位仪的安装位置
12.3.2电缆性质的判断
12.4浅埋阳极地床安装
12.4.1阳极地床的安装位置
12.4.2阳极地床的安装程序
12.5连接电缆的敷设
12.6长效硫酸铜参比电极
12.7纯锌参比电极
12.8整体式绝缘接头
12.8.1绝缘接头的构造
12.8.2绝缘接头技术指标
12.8.3绝缘接头非保护侧的腐蚀及预防
12.9电位测量极化探头及参比管
12.9.1极化探头的应用
12.9.2极化探头的构造
12.9.3极化探头的安装
12.10聚碳酸酯测试桩
12.11防爆火花间隙
12.12铝热焊接操作步骤
12.12.1铝热焊焊接程序
12.12.2注意事项
12.13直流去耦合器
12.13.1直流去耦合器的用途
12.13.2直流去耦合器的工作原理
参考文献
第13章阴极保护指标
13.1参比电极电位
13.1.1对参比电极的要求
13.1.2其他电极相对于氢电极的电位
13.2管地电位中的IR降
13.2.1IR降的产生
13.2.2IR降的消除
13.3埋地管道阴极保护判断准则
13.3.1NACE SP 0169—2007的规定
13.3.2GBT 21448—2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》的
规定
13.3.3通电电位判断指标
13.3.4管地电位正负交变时的判断指标
参考文献
第14章阴极保护参数测量技术
14.1测量仪器
14.2电位极性
14.3自然电位的测量
14.4通电电位的测量
14.5断电电位的测量
14.6近间距电位测量
14.6.1适用范围
14.6.2测量步骤
14.7牺牲阳极开路电位测量
14.8极化探头电位测量
14.9牺牲阳极输出电流测量
14.9.1标准电阻法
14.9.2直测法
14.10绝缘接头性能测量
14.10.1兆欧表法
14.10.2电位法
14.11结构接地电阻测量
14.11.1长接地体接地电阻
14.11.2短接地体接地电阻
14.12土壤电阻率测量
14.12.1等距法
14.12.2不等距法
14.13直流地电位梯度法
14.14音频检漏法
14.15防腐层PCM测量
14.15.1检测原理
14.15.2检测内容
14.16牺牲阳极及防腐层漏点的区分
14.17防腐层电阻率的测量
14.17.1测量原理
14.17.2防腐层电阻率测量举例
14.18结构对地电阻的计算
14.18.1对地电阻的计算
14.18.2计算举例
参考文献
第15章阴极保护系统运行及维护
15.1阴极保护站的日常维护管理
15.1.1阴极保护设施的日常维护
15.1.2恒电位仪的维护
15.1.3保护率
15.1.4运行率
15.1.5恒电位仪故障排除
15.2管道沿线阴极保护设施的维护
15.2.1测试桩的维护
15.2.2套管穿越的维护
15.2.3管道与接地网短路
15.3阴极保护系统日常测量
15.3.1日常设施检查内容
15.3.2测量结果分析
15.4防腐层完整性检测
15.4.1防腐层外检测内容
15.4.2防腐层检测方法
15.4.3防腐层绝缘等级划分
15.4.4防腐层缺陷点修补排序原则
15.5阴极保护有效性检测
15.5.1阴极保护有效性检测内容
15.5.2测量结果的分析
15.6杂散电流干扰检测
15.6.1杂散电流干扰检测内容
15.6.2受杂散电流干扰时阴极保护有效性判断指标
15.7各国规范对阴极保护系统检测周期的规定
15.8阴极保护资料管理
15.9阴极保护系统维护中的安全问题
参考文献
索引

　　在远古人类处于采猎时代，依赖自然，听天由命；公元前一万年开始，人类经历了漫长的石器时代，五千多年前进入青铜器时代，三千多年前进入铁器时代，出现了农业文明，他们砍伐森林、种植稻麦、驯养猪狗，改造自然，进入农牧经济时代。18世纪，发明蒸汽机车、轮船、汽车、飞机，先进的人类追求奢侈的生活、贪婪地挖掘地球、疯狂地掠夺资源、严重地污染环境，美其名曰人类征服自然，而实际是破坏自然，从地区性的伤害发展到全球性的灾难，人类发现在无休止、不理智、不文明地追求享受的同时在给自己挖掘坟墓。
　　人类终于惊醒了，1987年世界环境及发展委员会发表的《布特兰报告书》确定人类应该保护环境、善待自然，提出了“可持续发展战略”，表达了人类应该清醒地、理智地、文明地处理好人与自然关系的大问题，指出“既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展”，称之为可持续发展。其核心思想是“人类应协调人口、资源、环境与发展之间的相互关系，在不损害他人和后代利益的前提下追求发展。”
　　这实际上是涉及到我们人类所赖以生存的地球如何既满足人类不断发展的需求，又不被破坏、不被毁灭这样的大问题；涉及到人口的不断增长、生活水平的不断提高、资源的不断消耗、环境的不断恶化；涉及矿产资源的不断耗竭、不可再生能源资源的不断耗费、水力资源的污染、土地资源的破坏、空气质量的不断恶化等重大问题。
　　在“可持续发展”战略中，材料是关键，材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类社会进步的标志和里程碑，是社会不断进步的先导、是可持续发展的支柱。如果不断发现新矿藏，不断研究出新材料，不断延长材料的使用寿命，不断实施材料的再制造、再循环、再利用，那么这根支柱是牢靠的、坚强的、是能够维护人类可持续发展的！
　　在我国,已经积累了许许多多预防和控制材料提前失效（其因素主要是腐蚀、摩擦磨损磨蚀、疲劳与腐蚀疲劳）的理论、原则、技术和措施，需要汇总和提供应用，《材料延寿与可持续发展》丛书以多个专题力求解决这一课题项目。有一部分专题阐述了材料失效原理和过程，另一部分涉及工程领域，结合我国已积累的材料失效的案例和经验，更深入系统地阐述预防和控制材料提前失效的理论、原则、技术和措施。丛书总编辑委员会前后花费五年的时间，将分散在全国各个研究院所、工厂、院校的研究成果经过精心分析研究、汇聚成一套系列丛书，这是一项研究成果、是一套高级科普丛书、是一套继续教育实用教材。希望对我国各个工业部门的设计、制造、使用、维护、维修和管理人员会有所启示、有所参考、有所贡献；希望对提高全民素质有所裨益、对国家各级公务员有所参考。
　　我国正处于高速发展阶段，制造业由大变强，材料的合理选择和使用，以达到装备的高精度、长寿命、低成本的目的，这一趋势应该受到广泛的关注。
　　中国科学院院士
　　中国工程院院士 师昌绪