常减压二套装置工艺简介

石油化工设备的防腐蚀措施广州工程技术职业学院梁国华2制订防腐蚀方案任务要求：制订所选择的腐蚀案例的防腐蚀方案，主要包括防护方法的选择、防护措施等。考核标准：1、方案描述清楚、简练、完善，60分；2、安全措施落实，20分3、版面整洁程度，10分；4、按时完成，10分任务3主要内容电化学保护技术表面涂层防腐技术添加缓蚀剂工艺防腐技术常用化工防腐蚀方法及施工技术4电化学保护技术防腐蚀技术正确选用金属材料和合理设计金属结构——前面已经介绍电化学保护工艺防腐添加缓蚀剂采用有效的表面覆盖层等为了达到金属防护目的而采取综合的方法手段。5电化学保护技术知识回顾构成电化学腐蚀的条件是什么？存在电位差存在电解质溶液相互接触构成电流闭合回路6电化学保护技术电化学保护方法根据金属腐蚀的电化学原理，使被保护金属的电极电位向着有利于降低金属腐蚀速度的方向变化，从而对金属实施保护的方法。施加外加电动势将被保护金属的电位移向免腐蚀区或钝化区，以降低腐蚀速度。7电化学保护技术电化学保护阴极保护阳极保护对被保护金属通以阴极电流，电位负移至或接近免蚀区而防止或减小腐蚀。对被保护金属通以阳极电流，电位正移至钝化区而减小腐蚀。8电化学保护技术阴极保护阳极反应停止，金属腐蚀停止。9对金属表面通往足够的阴极电流，使金属电位变负，并使阳极溶解速度减小。腐蚀金属在外部阴极电流作用下受到阴极极化而使电位负移，局部阳极电流减小，即腐蚀速度减小。当电极电位负移至该金属的平衡电位时，腐蚀速度减小到零，腐蚀被完全抑制。电化学保护技术阴极保护原理10电化学保护技术阴极保护主要参数1.自然腐蚀电位未施加阴极保护时金属的电极电位。随金属材料、电解质溶液成分、金属的表面状态和温度等条件的不同而异。是阴极保护的一个参考参数，根据它可以大致判断金属所处的电化学状态。经验表明，保护电位比自然腐蚀电位负200～300mV时，可以达到完全保护。11电化学保护技术阴极保护主要参数12电化学保护技术阴极保护主要参数2.最小保护电位或保护电位金属在电解质溶液中阴极保护下的电位达到其局部阳极的平衡电位时，可达到完全保护，这一电位称为最小保护电位。通过间接的方法可求得。将被保护试片控制在不同电位下进行腐蚀试验，电位愈负、腐蚀速度愈小。当电位负至腐蚀速度为零时的电位值即为保护电位。13电化学保护技术阴极保护主要参数2.最小保护电位或保护电位可通过估算出平衡电位，从而计算出保护电位。通常文献中将碳钢在土壤中的保护电位的标准定为-0.85V(Cu—CuSO4)。14电化学保护技术阴极保护主要参数2.最小保护电位或保护电位实际中：考虑到被保护体系的电化学行为和电流效率，通常并不一定把腐蚀速度为零的电位定为保护电位，而是把腐蚀速度降到最低程度时的电位定为保护电位。15电化学保护技术阴极保护主要参数3.最小保护电流密度和保护电流密度对应于最小保护电位的电流密度称为最小保护电流密度或保护电流密度。通常把腐蚀速度减小到最低程度时所需的电流密度定为保护电流密度。减小保护电流密度和改善电流分散能力方法：阴极保护常和涂料一起联合使用，金属的腐蚀减小又降低了涂层剥落的倾向，延长了涂层的寿命。16电化学保护技术阴极保护主要参数3.最小保护电流密度和保护电流密度最小保护电流密度随外界条件不同会有很大的变化。例如长输管道，影响主要因素有：绝缘层质量土壤含水量土壤温度土壤电阻率17电化学保护技术阴极保护分类利用外部直流电源，通过辅助阳极对金属施加阴极电流的保护方法。在被保护的金属上接一种电位更负的活泼金属或合金，活泼金属不断溶解而牺牲掉，被保护金属受到阴极极化而得到保护。18设计时可考虑在两段管之间加入一段可更换的管,此管由较活泼的金属制造。备件储备考虑设置易损件,以便及时更换。18电化学保护技术19电化学保护技术外加电流阴极保护系统组成：直流电源、辅助阳极、被保护管道、附属设施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。外部电源通过辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还原反应，使腐蚀受到抑制。而辅助阳极表面则发生了丢电子氧化反应。20电化学保护技术牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护不需要外部电源，维护管理经济、简单，对邻近地下金属构筑物干扰影响小。适用于短距离、小口径、分散的管道。21电化学保护技术牺牲阳极阴极保护1.牺牲阳极材料镁及镁合金镁的化学活泼性很强，其标准电极电位为-2.37V。镁中的杂质易加速其自溶解，降低其电流效率(按50％考虑)和寿命，因此通常采用的是镁合金，如Mg-Mn合金、Mg-Mn-Zn合金和Mg-Mn-Zn-Al合金等。Mg合金与钢铁撞击时会产生火花，因此在油轮内部和其他含有爆炸性气体的场合严禁使用镁合金阳极。适合用于电阻率高的电解质，如纯水和高阻的土壤。22电化学保护技术牺牲阳极阴极保护1.牺牲阳极材料锌及锌合金锌的标准电极电位为-0.76V。纯锌阳极对杂质含量很敏感，纯度大于99.995%的锌才可以直接作牺牲阳极用。应用最广的还是锌合金阳极。如Zn-Mg、Zn-Ti、Zn-Al-Mg、Zn-Al-Si等。23电化学保护技术牺牲阳极阴极保护1.牺牲阳极材料锌及锌合金锌合金阳极多用于土壤电阻率15Ω.m的土壤环境或海水环境。温度高于40℃时，锌阳极的驱动电位下降，并发生晶间腐蚀。高于70℃时，它与钢铁的极性发生逆转，变成阴极受到保护，而钢铁变成变成阳极受到腐蚀。锌阳极仅能用于温度低于40℃的环境。24电化学保护技术牺牲阳极阴极保护1.牺牲阳极材料铝合金阳极铝的标准电极电位为-l.66V。纯铝表面极易生成氧化膜引起钝化而降低其活性，因此只有铝合金才作为牺牲阳极用。铝合金的电流效率可达80％以上，其单位质量产生的有效电量大，是锌的3倍、镁的2倍，且其来源充足，制造工艺简单，重量轻，适用范围较广。25电化学保护技术牺牲阳极阴极保护2.牺牲阳极的输出电流驱动电压△E：牺牲阳极法阴极保护的被保护金属与牺牲阳极之间的电位差。Ia=△E/R阳极输出电流驱动电压整个电路电阻26电化学保护技术牺牲阳极阴极保护3.牺牲阳极的有效寿命T=KG/gIT—阳极有效寿命，a；K—阳极的利用系数，一般取0.75；G—阳极重量，kg；I—保护电流，A；g—阳极消耗率，Kg/(A*a)。镁合金的消耗率为7.2，锌合金为11.8，铝合金为3.827电化学保护技术牺牲阳极阴极保护4.牺牲阳极的形状和尺寸牺牲阳极的形状和尺寸与其用途有关：棒状阳极适合于容器内部和地下构筑物。板状阳极和块状阳极适合于容器内部、船舶外表面和水下构筑物。长条形阳极适合于油船压载舱和海上平台28电化学保护技术牺牲阳极阴极保护5.地下管道牺牲阳极法阴极保护的设计(1)被保护管道所需保护电流II=πDLiD—管道的直径，m；i—保护电流密度，A／m2；I一保护电流，A；L—管道的长度，m。29电化学保护技术牺牲阳极阴极保护5.地下管道牺牲阳极法阴极保护的设计(2)阳极数量nn=aⅠ/Ⅰaa—遮蔽系数，一般为1.5—3Ⅰa—每支阳极输出电流，A30电化学保护技术牺牲阳极阴极保护5.地下管道牺牲阳极法阴极保护的设计(3)阳极组的输出电流大多数情况下，阳极都是成组埋设，即将数支阳极并联成一组，并联后的输出电流并不等于各个阳极输出电流之和，必须采用调整系数。每组并联阳极的数量对应的调整系数（可查表3-6）31电化学保护技术牺牲阳极阴极保护5.地下管道牺牲阳极法阴极保护的设计(4)阳极的保护长度阳极的保护长度，m牺牲阳极实际发生的电流，A管道直径，m保护电流密度A／m232电化学保护技术牺牲阳极阴极保护距离：一般为l.5～7.5m。距离小则回路的电阻小，输出的电流就大。电流分布不好，阳极填充料的盐分容易渗到管道附近，加重对管道的腐蚀。注意：如果被保护管道温度高，距离太近时还会影响牺牲阳极的效率。如镁阳极温度超过30℃时自腐蚀速度明显加快。对于锌阳极，当温度为70℃时，其电位变正，会出现和钢管之间的极性逆转现象。5.地下管道牺牲阳极法阴极保护的设计(5)阳极与管道间的距离33电化学保护技术牺牲阳极阴极保护填充料：当牺牲阳极用于土壤中时，在牺牲阳极周围填充一些导电性良好的物料。作用：1)减少电流流通时的电阻，即减小阳极周围介质的电阻率。2)阻止在牺牲阳极表面形成钝化层，活化阳极表面。3)使保护电流均匀分布。4)使牺牲阳极本身腐蚀均匀。5.地下管道牺牲阳极法阴极保护的设计(6)牺牲阳极的填充34电化学保护技术牺牲阳极阴极保护填充方法：将填充料包在阳极周围，要有约400mm的厚度，或将阳极放在装有足够厚度的填充料的麻袋或布袋内一起埋入地下，周围要填充约300mm厚的细土，要浇水浸透。不同的阳极要采用不同的填充料。5.地下管道牺牲阳极法阴极保护的设计(6)牺牲阳极的填充35电化学保护技术牺牲阳极阴极保护石膏(硫酸钙)膨润土、硅藻土硫酸钠(含碱或其它盐类)5.地下管道牺牲阳极法阴极保护的设计(6)牺牲阳极的填充填充料组成使阳极均匀腐蚀保持水分，维持阳极周围润湿降低电阻率36电化学保护技术牺牲阳极阴极保护5.地下管道牺牲阳极法阴极保护的设计(7)长输管道牺牲阳极的安装保护长度：每个阳极的保护长度范围一般是200~1000m；阳极距离管道的距离一般为3~6m。37电化学保护技术牺牲阳极阴极保护海水输送泵的阴极保护：采用环氧型涂料和可拆装式铝合金牺牲阳极联合保护后，经过2年多的现场保护后，泵内部件仍十分完好。海水冷凝器的阴极保护：海水冷凝器材料为铝黄铜，保护前使用寿命为2年。采用硫酸亚铁预先成膜再加外加电流阴极保护，运行4年半，仅有三根铜管泄漏。6.保护的工业应用(1)水设备的阴极保护38电化学保护技术牺牲阳极阴极保护土壤设备的特点是埋设在地下的工程很大，很难定期检修，对它的保护一般都要求考虑达到几十年的使用寿命。保护方法：采用涂层加阴极保护或塑料包层(俗称黄夹克层、黑夹克层)加阴极保护的联合保护方法。6.保护的工业应用(2)土壤设备的阴极保护39电化学保护技术牺牲阳极阴极保护化工设备的阴极保护主要用于碱溶液、盐类溶液和弱酸性溶液中。6.保护的工业应用(3)化工设备的阴极保护40电化学保护技术牺牲阳极阴极保护管道必须处于有电解质的环境中，能建立起连续的电路。管道必须电绝缘。首先管道必须要采用良好的防腐层，尽可能将管道与电解质绝缘，否则会需要较大的保护电流密度；其次要将管道与非保护金属构筑物电绝缘，否则电流将流失到其他金属构筑物上，造成其他金属构筑物的腐蚀以及管道阴极保护效果降低。管道必须保持纵向电连续性。6.保护的工业应用(4)管道实施阴极保护的基本条件41管道及大型储罐阴极保护技术安装施工内容简介网状阳极安装：预埋套管、网状阳极埋设砂沟的开挖及回填、网状阳极焊接安装、罐底阳极电缆铺设、参比电极埋设及参比电缆铺设。恒电位仪安装：工作机与阳极电缆、阴极电缆、零位接阴电缆、参比电缆、机壳接地电缆及电源电缆的安装。参比测试系统安装：罐底板下表面长效参比电极及罐外长效参比电极的埋设。电缆安装：阳极、阴极、零位、参比电缆的地沟铺设、连接及标识。罐内底板牺牲阳极的安装：罐内底板牺牲阳极焊接及防腐。防爆接线箱的安装：埋地、标识及电缆的连接。测试桩的安装：测试桩桩基础的浇注、固定、防腐、标识及电缆安装。牺牲阳极阴极保护6.保护的工业应用电化学保护技术42电化学保护技术牺牲阳极阴极保护阴极保护在干燥的条件下有效吗？6.保护的工业应用讨论无效为什么要做阴极保护？腐蚀电池的必要条件？干燥环境无电解液，不会产生电子流。所以在干燥的情况下阴极保护不起作用。防腐电位差，电解液，电子回路不发生腐蚀43电化学保护技术阳极保护知识回顾如何进行阳极保护？44电化学保护技术1.阳极保护的原理几个概念极化：向浸在电解质溶液中的金属施加直流电，