阴极保护手册:电化学保护的理论与实践

作者[德]W.v.贝克曼W.施文克W.普林兹
出版社
出版时间2005-03-01

特色:

简介德国Wv贝克曼《阴极保护手册》(第3版)是电化学保护理论与实践的经典著作。其内容涵盖了阴极保护理论及其所有应用领域,主要有腐蚀防护发展史、腐蚀电化学、电气测量原理与实践、防腐层应用、牺牲阳极、强制电流电源和阳极、阳极地床和干拢等基础理论;在阴极保护实践中重点介绍了埋地管道、舰船、码头及海洋构筑物、埋地电缆、大型储罐、容器与管道内壁等领域,对阴极保护的安全和技术经济进行论证;对于高压感应影响、静电场理论、直流杂散电流干扰、混凝土中钢筋的阴极保护等前沿技术也有详细的理论推导和应用论述,其技术水平世界一流。为方便中国读者,中文版增加了美国NACE和德国DIN相关阴极保护的技术标准。本书可作为防腐蚀技术人员的设计、施工和管理方面的工具书,也可作为大专院校材料专业师生的参考书。目录第1章腐蚀防护的历史111埋地管道的腐蚀防护112用涂料防止腐蚀613阴极保护的历史714杂散电流保护的发展1315腐蚀防护的信息1516参考文献16第2章腐蚀与电化学防腐的原理及概念1821腐蚀过程、腐蚀损坏与防护措施1822电化学腐蚀19221金属材料20222电解质溶液22223电化学相界反应242231基本热力学242232电化学动力学26224混合电极282241均匀的混合电极282242不均匀的混合电极和电池形成29225电流分布的观察3123腐蚀程度的电位相关性33231几乎均一的失重腐蚀332311活泼金属的失重腐蚀342312钝态金属的失重腐蚀37232点蚀40233应力腐蚀41234氢致腐蚀42235腐蚀疲劳45236电化学保护方法的应用局限性4624临界保护电位和范围4725参考文献48第3章电气测量原理与实践5131电参数:电流、电压、电阻5332参比电极5433电位测量55331用流动电流进行电极电位测量的依据55332电位测量的应用603321测量仪表与它们的特性603322管道和储罐的电位测量613323杂散电流干扰下电位的测量633324交流电干扰下的电位测量64333保护准则的应用653331非合金的铁类金属材料的实用保护准则653332用电位测试探头进行电位测量6634电流测量67341电流测量总则67342管子电流测量67343电流密度与防腐层电阻的测量6835电阻率测量70351电阻率测量仪表70352土壤电阻率的测量71353接地电阻的测量7436缺陷的定位74361外部接触点的测量763611用直流电确定缺陷位置763612用交流电确定缺陷位置77362通过场强测量确定不均匀表面区的位置783621局部阳极的定位783622防腐层缺陷的定位8037密间隔测量技术82371要测量的量与密间隔测量技术的目的83372执行密间隔测量8438参考文献86第4章水溶液与土壤中的腐蚀8741腐蚀产物的作用与腐蚀类型8742确定裸金属腐蚀可能性89421土壤腐蚀90422在含水介质中的腐蚀9243形成电池或直流杂散电流加剧的阳极腐蚀9244交流干扰腐蚀9445参考文献95第5章防腐蚀覆盖层9651用覆盖层防腐的目的与类型96511有机防腐层96512水泥砂浆覆盖层97513磁漆97514金属覆盖(镀)层9752有机覆盖层的特性97521电特性与电化学特性975211反应类型的回顾975212覆盖层电阻与保护电流要求985213阴极的作用与电池形成1025214电化学起泡1035215阴极剥离104522物化特性106523机械特性107524覆盖层下钢的腐蚀10853水泥砂浆与混凝土的特性109531砂浆的腐蚀109532砂浆中钢的腐蚀10954磁漆特性11055金属覆盖层特性11156参考文献111第6章牺牲阳极11361概述113611牺牲阳极的电流容量114612牺牲阳极的输出11562阳极材料116621铁116622锌116623铝118624镁12063填包料12364支撑件12465阳极形状125651棒状阳极125652板块状实体阳极125653储罐用阳极126654近海用阳极127655特殊形状12766质量控制与性能测试12767牺牲阳极的优缺点12868参考文献128第7章辅助阳极13071概述13072阳极材料131721整体阳极131722贵金属与镀有贵金属的阀金属铅锡黄铜133723镀金属氧化物的阀金属135724柔性阳极(聚合物电缆阳极)13573绝缘材料13674电缆13675阳极形状136751适用土壤的阳极136752适用水的阳极138753内部应用的阳极13876参考文献140第8章强制电流设备与变压整流器14181位置与电保护措施14182强制电流设计与电路系统14383整流器电路14384可调变压整流器14485耐高压的整流器14586控制整流器14687无交流电网的地区的电源设备14888变压整流器的设备与控制14989参考文献151第9章辅助阳极地床和干扰问题15291辅助阳极地床153911连续水平阳极地床153912单支阳极装置155913深井阳极地床157914阳极的设计15992对外部管道与电缆的干扰161921来自阳极电压锥的干扰161922来自受保护物体的阴极电压锥的干扰163923避免干扰16493参考文献165第10章管道167101钢质管道的电特性167102管道保护的先决条件1691021实现低电阻负荷的措施1691022实现低漏泄负荷的措施16910221管道防腐层16910222绝缘接头17010223电动阀门与调节器17110224套管17210225管道上的特殊装置17410226防止与外部物体的电接触174103阴极保护的设计1741031设计文件1741032测试点1741033电流需要量的确定1751034保护方法的选择17510341牺牲阳极17610342强制电流1761035用于电解质溶液的管道1771036配送管网178104阴极保护站的调试181105阴极保护系统的监测与管理181106参考文献182第11章储罐与油库183111有关储罐保护的特殊问题183112准备措施183113储罐1841131确定电流需要量、评价及与保护设备的连接1841132保护方法的选择1861133保护装置设计示例18711331牺牲阳极保护设备18711332强制电流站188114油库和加油站189115铁路附近阴极保护的特殊问题1901151概述1901152均压低电阻连接与绝缘接头1901153电气化铁路的保护接地1911154防雷击保护1921155在铁路区域的干扰与工作192116在不同金属装置中的措施192117燃油罐的内部保护193118其他保护措施的考虑193119阴极保护站的操作与维护1941110参考文献195第12章局部阴极保护196121适用范围196122局部阴极保护的特点196123电站198124炼油厂200125有小的钢筋混凝土基础的装置201126罐区203127参考文献205第13章电话电缆206131敷设电缆206132钝化防腐206133阴极保护2081331杂散电流保护2081332强制电流阴极保护210134参考文献213第14章电力电缆214141埋地电力电缆的特性214142电力电缆钢导管的阴极保护2151421(在套管与接地之间)直流去耦器件的要求2151422直流去耦器件的类型与电路21614221低欧姆电阻21614222高欧姆电阻21714223采用镍镉电池的直流去耦器件21714224极化电池21714225采用硅二极管的直流去耦器件2181423阴极保护站的安装2191424阴极保护的控制与维护219143杂散电流防护220144参考文献220第15章杂散电流干扰与防护221151杂散电流干扰的起因2211511直流设备2211512直流设备上的一般性措施221152来自直流铁路的杂散电流2221521有关直流铁路的规定2221522直流铁路的隧道224153来自高压直流电力线的杂散电流225154地电流引起的杂散电流226155防护措施2281551单一管道的杂散电流防护2281552在城市地区杂散电流综合性防护措施230156在港口地区杂散电流的防护232157参考文献233第16章海洋构筑物和海底管道234161阴极保护措施2341611设计准则2341612牺牲阳极保护2371613强制电流保护237162海洋平台2381621钢构筑物2381622混凝土构筑物240163港口构筑物2401631强制电流设备2411632牺牲阳极保护241164钢板桩242165桩基础243166海底管道244167阴极保护的控制与维护2451671生产平台2461672港口构筑物2461673海底管道247168参考文献248第17章舰船的阴极保护250171水体成分2501711溶解盐和固体颗粒2501712充气和含氧量2511713船在航行中水的流速2521714温度与浓度的变化252172材料与覆盖层参数的影响252173水线以下部位的阴极保护2541731保护电流需要量的计算2541732牺牲阳极保护25517321阳极的大小和数量25517322阳极的布置25617323阴极保护的控制与维护2581733强制电流保护25817331电源与整流器25817332辅助阳极与参比电极25917333阳极与参比电极的布置261174船舱与容器的内部阴极保护262175热交换器、冷凝器、管路的阴极保护264176船舭的阴极保护264177船坞的阴极保护264178参考文献265第18章油井套管的阴极保护266181油井套管的描述266182腐蚀危险的起因2671821腐蚀电池的形成2671822不同土层的自然腐蚀2671823发生应力腐蚀的条件2671824阳极干扰(电池形成、杂散电流)引起的腐蚀268183评价油井套管腐蚀防护的量值2681831腐蚀破坏的调研2681832ΔU剖面曲线的测量2681833塔费尔电位的测量270184阴极保护站的设计与施工270185调试、维护与控制272186参考文献273第19章混凝土构筑物加强筋的阴极保护274191钢筋混凝土系统的腐蚀274192混凝土中钢筋腐蚀的原因274193混凝土的电解质特性275194阴极保护准则275195阴极保护在钢筋混凝土构筑物上的应用2771951设计与安装2771952加强钢筋腐蚀状态的确定2771953加强钢筋网的电连续性2781954阳极系统的安装与类型2781955用于混凝土修复系统的阴极保护2801956调试、维护和控制280196杂散电流影响与防护措施282197参考文献282第20章水罐和锅炉的内部阴极保护284201水罐的结构特征2842011被保护水罐与装置部件的材料2852012衬里与覆盖层的类型2852013内部阴极保护的先决条件2852014防止阳极干扰的措施2862015防止析氢危险的措施287202牺牲阳极保护288203强制电流保护2882031采用电位控制的设备2892032根据水位控制电流的设备290204锅炉的结构特征2902041有搪瓷衬里的锅炉2902042采用电解处理水的锅炉2932043储水罐2952044过滤罐296205饮用水的要求297206参考文献298第21章工艺设备、容器与管道的内部电化学保护299211内部电化学保护的特征299212牺牲阳极的阴极保护300213用强制电流的阴极保护3012131含水原油储罐的内部阴极保护3012132含水气柜的内部阴极保护3012133用海水冷却的电厂冷凝器的内部阴极保护3022134水力涡轮机的内部阴极保护302214化工厂的阳极保护3052141阳极保护的特点3052142用强制电流的阳极保护30621421预备性调研30621422防止酸腐蚀的保护30821423防止不同组成介质侵蚀的保护30921424防止碱溶液侵蚀的保护30921425强制电流与缓蚀剂的联合保护3102143合金元素产生局部阴极的保护效果3112144缓蚀剂的保护作用312215内部电化学保护的应用趋势312216参考文献313第22章安全与经济315221安全3152211管道腐蚀事故的统计3152212控制与维护措施316222经济性述评316223埋地管道阴极保护的成本3172231牺牲阳极3172232强制电流3192233延长管道的寿命320224油井套管的腐蚀防护321225海水里的腐蚀防护322226内部保护的成本3222261内部阴极保护3232262内部阳极保护323227参考文献324第23章高压输电线路对管道的干扰影响325231电容耦合干扰325232电阻耦合干扰3262321接触高压导体3262322铁塔接地电极的电压锥327233电感耦合干扰3282331起因与涉及因素3282332在高压输电线路与管道平行走向时管道电位的计算3282333斜向走向的线路段3312334简化计算方法33223341故障电流和铁路工作电流的干扰33223342正常运行的三相高压输电线的干扰3322335管道特性的表达334234极限长度与极限距离3362341容许接触电压33723411瞬间干扰33723412长期持续干扰3372342管道电位的确定338235防止不容许的管道高电位的措施3382351瞬间干扰3382352长期持续干扰3382353接地保护措施3382354接地极和阴极保护33923541瞬间干扰用的过电压放电器33923542长期持续和瞬间干扰用的电压放电器339235421极化电池339235422二极管340236管道电位的测量3402361瞬间干扰的测量34123611脉冲技术(用电位叠加方法)34123612极性逆转法3412362长期持续干扰的测量3412363管道电位测量结果341237参考文献342第24章静电场中电流与电位的分布344241阳极和接地极的接地电阻344242多支阳极的干扰系数349243地平面上的电位分布3502431土壤电阻公式3502432阳极电压锥3512433圆柱形电场中阴极电压锥3512434阴极电压锥的干扰352244电流与电位分布的计算3532441双导体模型的通用关系式3532442带有纵向电阻的接地电极的计算3532443阴极保护范围与电流需要量3552444过保护情况下的电位分布3562445狭窄间隙里的阴极保护3572446在绝缘装置处管内电流与电位的分布358245电流分布综述358246参考文献359常用数量、常数、符号361常用指标365化学与热力学量值Y365电化学量值Y365电气量值Y365通用符号365中国、美国与欧洲电缆规格对照表366附录367附录一NACERP0169-2002埋地或水下金属管道系统的外腐蚀控制367附录二DIN30676-1985外表面阴极保护的设计和应用386附录三NACETM0497-2002埋地或水下金属管道系统阴极保护准则的测试方法标准395附录四NACERP0177-2000减轻交流电和雷电对金属构筑物和腐蚀控制系统影响的措施418附录五NACETM0102-2002地下管道覆盖层电导率的测量431

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