在役埋地天然气管网外加电流阴极保护研究

【摘要】：我国天然气管道大多采用钢管，钢质天然气管道在埋地运行中常常发生腐蚀而穿孔，造成极大的经济损失，危及人民群众的生命安全，因此对城市燃气管道采取相应的防腐措施是必须的和必要的。 一般情况下，新建钢质管道实施涂层保护的同时施加阴极保护技术，阴极保护经费投资只占钢质管道工程总造价的1%左右，而对于只进行涂层保护的旧管线来说，追加阴极保护的经费也不超过钢质管道工程总造价的4%。因此，埋地钢质管道同时采用表面涂层技术和阴极保护技术进行联合防腐蚀方法是一项有效的、全面的、经济的、最佳的防腐蚀方案。 本文选择NaHCO_3-NaCl~-Na_2SO_4溶液作为研究介质，研究了Q235钢在不同浓度NaCl溶液中，电极腐蚀的阳极和阴极过程。当溶液中NaCl浓度较低（小于0.5%）时，HCO_3-使碳钢钝化，但由于含侵蚀性Cl~-离子，钝化性能较差。 通过对Q235钢在不同Cl~-浓度下进行阴极极化曲线、交流阻抗图谱、失重实验分析，比较-850mV（相对饱和铜/硫酸铜参比电极CSE）电位准则和-100mV极化准则的适用性，依据Rt~Ee,c曲线，确定钢在模拟环境中的最佳保护电位。研究表明，在某些条件下，-100mV极化值的保护效果优于-850mV(vs. CSE)电位。在1%氯化钠的碳酸氢钠模拟液体系中，最佳保护电位为-0.97V(相对饱和甘汞电极SCE)。 本论文结合外加电流阴极保护在浙江某天然气埋地管网中的应用，从深井阳极外加电流阴极保护在天然气管道的设计、实施、保护现状，并根据灰色预测系统理论对补加牺牲阳极保护年限进行预测，为天然气管道实施阴极保护提供可借鉴的实践经验。 【关键词】：阴极保护 NaHCO_3-NaCl-Na_2SO_4溶液 阴极极化 保护电位 深井阳极
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U177
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 文献综述11-21
• 1.1 课题研究的背景与意义11-12
• 1.2 埋地钢质燃气管道腐蚀机理及防腐措施12-16
• 1.2.1 腐蚀机理及类型12-13
• 1.2.2 埋地钢质燃气管道防腐措施13-16
• 1.3 外加电流阴极保护的基本概念与应用现状16-19
• 1.3.1 外加电流阴极保护的基本概念16-17
• 1.3.2 外加电流阴极保护国内外应用现状17-19
• 1.4 课题研究目的和研究内容19-21
• 1.4.1 课题的研究目的19
• 1.4.2 课题的研究内容19-21
• 第二章 外加电流阴极保护电位准则适用性研究21-31
• 2.1 Q235 碳钢在不同氯离子浓度下自腐蚀行为的研究21-24
• 2.2 Q235 碳钢在不同极化电位下保护效果的研究24-27
• 2.3 Q235 碳钢失重实验27-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 外加电流阴极保护最佳保护电位及析氢电位的研究31-39
• 3.1 实验方法31
• 3.2 结果与讨论31-36
• 3.3 本章小结36-39
• 第四章 深井阳极外加电流阴极保护的应用39-63
• 4.1 深井阳极在浙江某天然气管道中的设计39-43
• 4.1.1 保护方式选择39-40
• 4.1.2 保护电流密度确定40
• 4.1.3 立式辅助阳极接地电阻40
• 4.1.4 设计指标40-41
• 4.1.5 阴极保护阳极材料41-43
• 4.1.6 辅助阳极重量及规格的选取43
• 4.2 深井阳极在浙江某天然气管道应用中注意事项43-51
• 4.2.1 阳极地床、辅助阳极安装44-46
• 4.2.2 电源设备、通电点连接46-47
• 4.2.3 绝缘、连接47-48
• 4.2.4 保护电位测试方法48-51
• 4.3 浙江某天然气阴极保护现状及效果分析51-61
• 4.3.1 天然气阴极保护现状51-56
• 4.3.2 天然气阴极保护效果分析56-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第五章 结论与展望63-65
• 5.1 论文结论63-64
• 5.2 工作展望64-65
• 参考文献65-69
• 附表69-77
• 在学期间发表的学术论文及参与的科研项目77-79
• 致谢79

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