金属腐蚀与防护论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇金属腐蚀与防护论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：埋地金属管道防腐阴极保护

我国石油、天然气资源长距离输送主要依靠埋地管道来实现，埋地输油管道运输方向不受限制，比公路、铁路、水运等运输方式安全、有效、运输费用低，是目前最主要的油气运输方式。但埋地输油管线大多以钢管为主，长距离大口径金属管道埋入地下后必然要遭受严重的腐蚀。目前，国内外埋地钢质管道广泛采用阴极保护防护技术。

1、阴极保护技术

金属发生腐蚀的实质是金属与周围环境发生电化学反应。金属腐蚀时失去电子被氧化成为金属阳离子。

腐蚀反应的阳极反应为：

阴极反应为：

金属电化学腐蚀必须具备的4个条件：（1）必须有阳极和阴极；（2）阳极和阴极之间必须存在电位差；（3）阳极和阴极处于有流动自由离子的同一电解质中，；（4） 有电路连接。

根据金属腐蚀原理，为减缓腐蚀，有效的途径是减小或消除阴阳两极间的电位差。实现阴极保护的方法主要有两种。

1.1 外加电流阴极保护法

外加电流阴极保护法是将直流电源的负极连接到被保护的金属，利用外加电流对金属进行阴极极化（如图1）[1]。

图1 外加电流阴极保护原理示意图

进行阴极保护时，用辅助阳极将保护电流传递给被保护金属，被保护金属在大地电池中成为阴极，表面只发生还原反应，不发生氧化反应，从而抑制被保护金属的腐蚀。

1.2 牺牲阳极保护法

牺牲阳极保护法是在被保护金属上连接一个如镁阳极、锌阳极或铝阳极等电位更负的金属作为阳极，使之与被保护金属在电解质溶液中形成大电池，连接的金属作为阳极被腐蚀消耗掉，被保护的金属则为阴极，进行阴极极化，降低腐蚀速率。 （如图2）。

图2牺牲阳极阴极保护原理示意图

2、阴极保护基本原理

图3阴极保护原理的极化图

阴极保护原理用腐蚀电极的极化图进行解释。由图3可看出，Ea为金属腐蚀阳极初始电位，Ec为金属腐蚀阴极初始电位。未通外电流前，阳极极化和阴极极化曲线交于点S，点S电位为腐蚀电池的自腐蚀电位Ecorr与自腐蚀电流Icorr。在腐蚀电流作用下，金属表面阳极不断发生腐蚀破坏。对金属施加阴极电流进行阴极保护，金属自腐蚀电位向下方移动，当金属总电位负移到Ep，所需极化电流为Ic，Ic由两部分组成，一部分是外加电流的（相当于 BC 线段），另一部分是阳极溶解产生的电流（相当于 AB 段）。如图可见阳极溶解的电流小于Icorr，表明金属得到保护。外加阴极电流继续增大，则金属电位变得更负。当金属极化电位负移到阳极初始电位Ea时，腐蚀电流趋于零，则金属完全保护，此时外加电流就是使金属达到完全保护所需电流[2]。

3、阴极保护参数

3.1最小保护电位

最小保护电位是阴极保护时金属表面得到完全保护时的电位。在实际生产中，为兼顾保护程度和保护效率，给出了一个保护电位范围，允许金属在保护电位下以不大的速度进行均匀腐蚀[3]。我国国家标准规定了不同类型金属构筑物在水中和埋地的保护电位范围（见表1）。

3.2最小保护电流密度

在阴极保护中，当被保护结构达到最小保护电位时，所对应的保护电流密度称最小保护电流密度。最小保护电流密度受金属的表面状态、环境条件及被保护金属种类等多种因素的影响[4]。常见金属构件最小保护电流密度见表2。

4、埋地管道阴极保护技术发展现状

1823年，英国学者Davy用锌作为牺牲阳极来防止固定木船铜包皮的铁螺钉的腐蚀，开始了现代腐蚀科学中阴极保护技术的研究。1890年，爱迪生尝试用外加阴极电流保护船舶，然而，由于当时没有合适的阳极材料和电源设备，他的设想未能成功。1902年，K.Cohen成功将外加直流电流应用于阴极保护。1906年，Herbert Geppert建成了第一个管道阴极保护站，并于1908年3月27日申请了第一个有关外加电流阴极保护的德国专利[5]。如今，阴极保护技术经过190多年的发展，广泛应用于地下管道、埋地储罐、舰船、码头海洋平台等设施，是一项实用、有效、简便、经济的金属防蚀措施。

我国阴极保护技术发展得比较完备，但阴极保护检测评价技术还比较落后，主要表现在以下两个方面：（1）测试方法落后，长输管线管地电位测量，普遍采用埋设测试桩来测量，这种方法在测量过程中，存在着土壤及防护层IR 降的影响，因此，通过近参比或地表法测量的极化电位，并不是真实的管道保护电位，致使长输管道局部管段实际上处于欠保护状况。（2）在电位测量的准确性与完整性上都需要进一步提高，部分管道基 本人工测量，没有自动通/断电系统，测得的是通电电位，含有 IR 降，这不符合现行标准要求。在遥测方面，国内也在大胆探索，但因路线和水平所限，进展缓慢。针对目前这些现状，未来阴极护技术的发展大致朝以下几个方向发展[6]：（1）实现阴极保护的计算机辅助设计、构建保护系统数学模型，优化保护参数实现对阴极保护效果的科学预测与评估。（2）开发研制对环境污染小、寿命长、稳定性好、高性能辅助阳极材料；（3）输出功率高、体积小、环保、节能的阴极保护系统电源的应用；（4）建立阴极保护自检测系统，以实现对阴极保护系统的远程监测与控制。

参考文献：

[1] 严大凡， 翁勇基， 董少华. 油气长输管道风险评价与完整性管理[M]. 北京： 化学工业出版社， 2005. 45-53.

[2] 邓津洋， 马夏康， 引谢平.长输管道安全[M]. 北京： 化学工业出版社， 2004. 68-69.

[3] 郭明. 阴极保护技术的研究与应用[D]. 大庆石油学院硕士论文， 2006.8-13.

[4] 黄永昌. 电化学保护技术及其应用[J]. 腐蚀与防护，2000，21（4），191-193.

篇(2)

关键词：钢桥 腐蚀 防腐措施 热喷涂

中图分类号：K928.78文献标识码：A

1 绪 论

随着公路桥梁的快速发展，公路钢桥在桥梁界中所占的比例越来越大。钢桥具有跨径大、承载能力强、施工工期短、服役年限长等特点，被世界各国广泛采用[1]。但是越来越多的刚桥梁身处湿热、酸雨、盐雾、工业大气、海洋大气等环境遭受着腐蚀，如何对钢结构进行有效的防腐蚀、确保其寿命长久已成为钢桥梁设计和建造过程中的重要环节。

2 桥梁的腐蚀环境

2.1 大气腐蚀

桥梁长期暴露在空气中，由于空气中的水分、氧气和腐蚀介质的化学和电化学作用而引起的金属腐蚀现象称为大气腐蚀。大气腐蚀的影响因素主要取决于大气成分及空气污染物、相对湿度、表面温度、表金属面状态等。

2.2 水介质腐蚀

一般情况下淡水的腐蚀性较低，但随着工业废物的排入，淡水的水质也发生很多微小的变化，他们一定程度上会加速金属的腐蚀。海水腐蚀通常按金属与海水的接触情况不同分为飞溅区、潮差区、全浸区和海泥区。

2.3 土壤腐蚀

金属在土壤中的腐蚀，属于自然状态下的电化学腐蚀。土壤中金属腐蚀主要受宏观电池控制，宏观电池腐蚀主要受阴阳极电极面积比和土壤电阻率的影响。

3 桥梁钢结构的腐蚀形态

桥梁钢结构的腐蚀形态多种多样，可以分为均匀腐蚀和局部腐蚀。在局部腐蚀中，又可以细分多种形态。主要有均匀腐蚀、点蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀[2]。

3. 1 均匀腐蚀

均匀腐蚀是最常见的腐蚀形态，主要特征是腐蚀分布于整个金属表面，并以相同的速度使金属整体厚度减薄。

3. 2 点蚀

钢材在适宜的环境介质中，经过一定时间大部分表面未受腐蚀，但在个别的点或微区内，由于金属的选择性腐蚀而出现蚀孔或麻点，随着时间的增加，蚀孔向纵深方向发展，这种腐蚀形态称为点蚀。点蚀的产生一般是由于氯离子吸附在金属表面膜中某些缺陷处引起的。

3. 3 电偶腐蚀

影响电偶腐蚀的因素有环境、介质导电性、阴阳极的面积比等。在潮湿大气中也会发生电偶腐蚀，湿度越大或大气中含盐分越多，则电偶腐蚀越快。

3. 4 缝隙腐蚀

缝隙腐蚀是因金属与金属、金属与非金属相连接时表面存在缝隙，在有腐蚀介质存在时发生的局部腐蚀形态，主要发生在金属铆接、螺栓连接、螺钉接头、非金属材料的法兰垫圈与金属材料间等部位。

3. 5 应力腐蚀

应力腐蚀是指在一定环境中由于外加或本身残余的应力，加之腐蚀的作用，导致金属的早期破裂现象。金属应力腐蚀破裂只在对应力腐蚀敏感的合金上发生，纯金属极少产生。

4 铁路钢桥不同部位的腐蚀特性

4.1 铁路钢桥的桁梁结构

跨海大桥受到海洋性气体中氯离子的侵蚀，腐蚀环境最为恶劣。处于工业区和城市的桥梁，由于大气环境很差，受到的腐蚀也很严重。铁路钢桥大多采用明桥面，列车垃圾及废水对铁路桥面的腐蚀产生最直接的影响。

4.2 钢箱梁

悬索桥和斜拉索桥的钢箱梁的外表面，主要发生大气腐蚀。箱梁的内部，通风很差，湿气的聚集会引起涂层的起泡锈蚀等。

4.3 吊杆、系杆及缆索系统

桥梁的缆索系统主要指斜拉桥的斜拉索、悬索桥的主缆和吊索以及一些拱桥的吊索等。缆索系统处于高空之中，主要的腐蚀环境是大气腐蚀。悬索桥拉索和主梁、立柱、索夹和索鞍等的结合处，通常也是最易受腐蚀的地方。

4.4 栓焊连接部位

高强螺栓连接部位应力比较集中，较钢梁大面积部位易积水和存留灰尘，易产生缝隙腐蚀等局部腐蚀。焊缝部位易出现缺陷，并且在焊接过程中产生的焊渣是由铁的氧化物和无机盐类等组成的多孔混杂体，极易吸收水汽和有害气体，产生腐蚀，该部位的腐蚀属焊缝腐蚀。

5 钢桥的防腐措施

5.1 涂料保护

采用涂料来保护钢铁，就是要提高其腐蚀电位，由腐蚀阳极成为阴极，隔绝电解质以免形成腐蚀电池。漆膜的耐腐蚀一个重要原因就是涂层作为一种高聚物薄膜，能够不同程度地阻缓腐蚀因子水、氧和离子的透过，从而发挥防锈防腐蚀的作用。此外，涂层漆膜对腐蚀介质的稳定性，与底材的附着力以及相应的机械性能对于涂层的防腐蚀性能都有着重要的影响。涂料对桥梁用钢铁的保护作用主要有三种，屏蔽作用、缓蚀作用和阴极保护作用。

5.2 阴极保护

阳极保护主要是对钢铁进行钝化，保护其在强氧化性质中不受腐蚀。阴极保护是使用钢铁成为阴极并极化，以减小、防止腐蚀可以分成牺牲阳极保护和外加电流保护。

牺牲阳极保护法，是采用一种比所要保护金属的电位要负，即化学性质更为活泼的金属或合金，与被保护的金属连接在一起，依靠该金属或合金不断的腐蚀牺牲掉所产生的电流使其他金属获得阴极极化而受到保护。外加电流阴极保护是由直流电源通过辅助阳极对被保护体施加保护电流，使被保护体成为阴极并极化，从而免受腐蚀的一种保护技术。

6桥梁热喷涂长效防腐蚀技术

热喷涂是依靠专用设备产生的热源（火焰、电弧等），把金属或非金属固体材料加热熔融或软化，并利用热源自身的动力或外加高速气流雾化，使雾化的喷涂材料快速喷射到经过预处理干净的基体表面形成徐层过程[3]。这些喷涂层具有防腐蚀、耐磨、耐热、抗氧化、绝缘、导电、屏蔽等性能，使基体材料本身不具备的性能得到合理的补偿。

热喷涂方法有很多种，最为常用的有火焰线材喷涂、火焰粉末喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、激光喷涂等。

6.2.1 火焰喷涂防腐

火焰喷涂是以氧气、乙炔气燃烧火焰作为热源，将锌丝、铝丝等加热到熔融或高塑性状态，在压缩空气高速气流的泄引下，将熔融化的锌、铝雾化喷射到预先准备的喷砂表面形成涂层。但火焰喷涂生产效率低下，喷涂过程质量控制不稳定，喷涂层结合力低等问题逐渐暴露出来，作为热喷涂长效防腐蚀技术有待用新技术来取代和完善。

6.2.2 电弧喷涂防腐

电弧喷涂是通过具有平直特性的电弧喷涂电源，使两根分别带有正、负电荷的金属丝材连续被送到电弧喷枪端头，在端部相接触产生电弧熔化，熔融的高温金属液滴被压缩空气喷吹、雾化、喷涂至工件表面与基体形成结合良好的电弧喷涂层。

电弧喷涂层复合涂层防腐蚀失效基本顺序是：有机封闭涂层老化失效后，电弧喷涂层以比较低的腐蚀速率进行自腐蚀，喷涂层厚度逐渐减薄至局部钢铁暴露时，开始对钢铁进行电化学阴极保护。因此，在电弧喷涂复合涂层的有机封闭涂层完全失效后，要每隔一定时间及时对封闭涂层进行维修，使得喷涂层一直处于完好状态，从而可获得相当长久耐腐蚀保护寿命，钢铁也根本不会发生腐蚀。

参考文献

[1] 任必年．公路钢桥腐蚀与防护[M ]．北 京：人民交通出版社，2002．

篇(3)

关键词：硫化氢；腐蚀容器；热喷涂

中图分类号：TM923.59 文献标识码：A

1 概述

碳钢及低合金钢压力容器是炼厂装置的主要组成部分，如果发生腐蚀破坏，将给炼厂带来极大的经济损失，甚至发生安全事故。加氢脱酸装置在生产过程中伴随有大量硫化氢存在，尤其是在反应器下游，由于生产需要硫化氢浓度高，在接近常温的容器里，有水分存在的情况下硫化氢腐蚀性极强，对装置容器的安全使用构成严重威胁，因此为了抗硫化氢腐蚀延长容器安全使用寿命，加氢脱酸装置部分容器在停工检修阶段，采用了热喷涂铝涂层技术来延缓硫化氢的腐蚀。

2 硫化氢的产生及腐蚀类型

在蒸馏产品中都含有一定量的硫化物（硫化物种类见表1），而加氢的原料正是蒸馏的产品，在对它们加工过程中硫化物分解产生具有活性的硫化氢，它对钢铁的腐蚀性极强。在加工的原料及产品中除了含硫化物杂质外还含有氮化物、环烷酸、水等，它们相互影响，相互促进，不利于其硫化氢的有效应用，导致其原材料加工过程中的麻烦，不利于其腐蚀环节的控制，导致了工作成本提升。在其工作过程中，由于其硫化氢的腐蚀作用，不能保证容器材质的质量的保障。在实际工作中， 影响其腐蚀破坏现象的因素是比较多的，其腐蚀破坏的形式也是比较多的，比如其坑蚀、全面腐蚀等。

表1

3 采用热喷涂铝技术依据和工艺过程

3.1 热喷涂层技术应用于防止金属腐蚀已有多年历史，现在随着科技进步已 经比较成熟。近几年来国内国外不断有采用热喷涂层技术防止硫化氢腐蚀的报道。我们根据《防止硫化氢应力腐蚀的热喷涂技术研究》（作者：王慕张秀英孙耀峰郝晓华张亦良，单位：北京工业大学）的论文结论知道，热喷涂铝涂层与钢铁基体具有较高的结合强度，完全能胜任条件较为恶劣且承受一定工作应力或残余应力的石油设备。铝涂层之所以具有较强的抗腐蚀能力，是由于铝涂层在硫化氢腐蚀介质环境下，保持自身的完整性，将腐蚀介质与钢铁基体隔离，从而防止钢铁基体的一般全面腐蚀；铝涂层也能够一定程度上阻挡阴极反应的氢进入钢铁基体，从而可以延缓氢鼓泡和氢诱发阶梯裂纹；当钢铁基体的相关部分暴露时，由于其铝涂层电位的影响，可以避免出现钢铁基体的腐蚀的现象，满足实际工作的需要。

3.2.1 热喷涂的定义

通过某种形式的热源应用，确保其金属热喷涂环节的优化，这一环节的实现，离不开对其金属喷涂材料的应用，确保其熔融状态的实现，促进其微粒化，这些微粒受到外部力的应用，进行一定程度的速度冲击，实现对基体表面的沉附，这就促进了金属图层的形成。为了促进实际工作的应用，我们要进行其压力容器基体材料表面的应用，通过对其热喷涂技术的应用，保证其金属保护涂层的形成，确保其耐腐性的提升。增强压力容器的耐腐性能，延长使用寿命。

3.2.2 热喷涂的技术优点

为了满足表面涂层系统的健全的需要，我们要进行其热喷涂技术的应用，由于该技术的自身的应用优势，其得到了全社会范围的普及，突破了对喷涂施工对象的自身尺寸的限制，突破了传统的喷涂模式 的局限性。保证其内部构件的相关表面部分的有效喷涂。在喷涂过程中，由于其母材的受热温度的控制，其母性性能比较稳定，其涂层厚度也可以得到一定程度的深化控制。其工艺简单，较其他防腐措施效果好，成本低。

3.2.3 热喷涂工艺过程

这次热喷涂铝涂层采用火焰喷涂法，工艺流程如表2。

（1）表面净化环节

在喷涂工作开展之前，我们要进行喷涂准备工作的强化，保证其喷涂容器的内表面的有效净化，实现其表面的污垢、油污等的有效清理，保证其表面的有效清洁。清除油物通常用蒸汽吹扫，有时也可以用汽油或洗涤剂。

（2）表面粗化环节

我们也要进行其表面粗化模式的应用，确保其喷砂模式的应用，通过对其压缩空气环节的优化，进行其相关喷砂装置系统的健全，促进其相关容器表面的清洁粗化工作的开展，确保其喷砂材料的有效应用，进行多角冷硬铸铁砂的应用，实现对其硬度值的有效控制。比如其刚玉砂的应用，确保其碰砂之后的容器表面粗糙度的有效控制，实现其粗化目的的深化，保证工件的实际操作环节的优化，满足实际工作的需要，进行其容器表面及其土层之间的结合强度的控制，促进其下序环节的稳定运行，有助于该环节的表面粗化环节的稳定发展。

（3）喷涂工作层优化措施

为了满足实际工作的需要，我们要用压缩空气将粘附在容器表面的碎砂粒吹净。由于喷砂后的容器表面活性较强，容易发生污染和氧化，因此应尽快进行喷涂。火焰喷涂的基本过程如下：使喷涂的铝丝材料融化成液体或熔融状态将液体或熔融状态的铝细化成微粒，软化或融化的微粒铝向前飞行，微粒在容器表面发生碰撞、变形、凝固和堆积，形成涂层。这四个过程是在极短的时间内进行的，其中前两个过程几乎是同时进行的。

（4）涂层封孔环节

在日常工作过程中，我们可以得知，热喷涂层存在微小孔隙，孔隙相互连接，有时可从表面延伸到容器基体，因而降低了涂层的保护作用，而热喷涂层经过封闭处理后，孔隙率降低，耐一般腐蚀的性能大大提高。喷涂层的孔隙可通过时效生成金属盐类封闭，或利用涂料，形成热喷涂层加涂料封闭的复合涂层，使防护寿命成倍提高。

结语

腐蚀与防护是一对矛盾，腐蚀是自然的，我们不能从根本上抑制腐蚀，我们采取的热喷涂铝层防腐措施，只是减缓装置容器的腐蚀，并不是阻止腐蚀，我们应该认识到这一点，所以在停工检修时要做好容器材质探伤。

参考文献

[1]腐蚀与防护手册[M].化学工业部化工机械研究院.

篇(4)

【关键词】燃气管道；腐蚀；检测技术

中图分类号：TU996文献标识码： A

一、前言

燃气管道的检测技术是的防燃气管道腐蚀的常用外处理手段，主要是用于燃气管道的腐蚀检测的项目中。保证管道腐蚀检测的质量是整个燃气管道项目管理的重要环节。下文将对燃气管道的腐蚀和检测技术进行分析。

二、燃气管道的腐蚀检测技术现状

管道输送作为燃气输送的一种主要方式 ，其在我国的燃气输送中得到广泛的应用 ，据不完全统计 ，我国已建成的石油和天然气管道已超过 2 万 km，拟建设的管道也有近万公里。这么多的管道分布的地域极其广阔 ，其所敷设的环境也具有十分复杂、位置相对隐蔽的特点 ，管道一旦发生失效破坏将难以被人所发觉 ，导致其泄漏将造成巨大的经济损失 ，同时还将对人身安全和环境等都造成及其严重的破坏。在燃气管道泄漏事故中很大一部分是由于管道的腐蚀而导致的 ，主要包括管道内腐蚀及管道外腐蚀两种。其中 ，燃气管道管外腐蚀是所有导致管道事故中最重要的诱因 ，同时对燃气管道的破坏也极其严重。

三、燃气管道腐蚀原因分类

金属腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学或物理作用成为金属化合物而受破坏的一种现象。 作为金属，燃气管道的腐蚀可分为电腐蚀和自然腐蚀。电腐蚀是指金属与电解质因发生电化学反应而产生破坏的现象，往往是由于直流电体和电防腐设备泄漏电流引起的腐蚀。自然腐蚀则是除此之外在自然状态下产生的腐蚀。

1、电腐蚀

电腐蚀往往表现为缝隙腐蚀和点腐蚀。燃气管道一般是由螺栓、焊接等方式连接的，在这些连接件或焊接接头缺陷处可能出现狭窄的缝隙，其缝宽(一般在 0.025~0.1 mm)足以使电解质溶液进入，使缝内金属与缝外金属构成短路原电池，并且在缝内发生强烈的局部腐蚀。点腐蚀是指腐蚀集中于金属表面的局部区域范围内，并深入到金属内部的孔状腐蚀形态，容易导致管道穿孔。

2、自然腐蚀

自然腐蚀包括化学腐蚀、应力腐蚀、细菌腐蚀等。一般会使管道产生均匀的大面积锈斑及腐坑。

四、管道状态检测技术及装备

一般说来,管道安全维护的方式可以分为主动维护、被动维护及全部更换3种川。主动维护即通过定期及不定期的检测,了解在线管道的受损状况,作出寿命预测,按安全规范主动而适时采取的维护措施;被动维护即发现泄漏或发生事故以后,立即组织力量赶赴现场抢修、抢换、抢险,以恢复管道运行,阻止事态扩大;全部更换即对于已使用了若干年的管道,为避免发生事故,全部更换成新管道。根据国外的统计，主动维护是管道管理的理想状维护措施主动维护被动维护全部更换态,而要实现主动维护,管道检测是其基本前提。传统的管道在线检测均采用管外抽样检测,即将被测管道按一定抽样间隔开挖后,以手工接触法逐点进行检测。这种方法费工费时,成本高、周期长,由于不能进行全面检测,故难以保证缺陷不漏检;而且还不适于检测公路、铁路、海洋等区域下的管道,因此用于管内检测的机器人便应运而生。

管内检测机器人是在管内极限环境中顺利运动的机电一体化装置,它可以携带各种检测设备同步前进,在操作人员的远距离控制下完成管道缺陷检测作业。目前已研制的管道内检测机器人根据不同的特征可分为很多类型。如按功能可为测厚机器人、测径机器人、焊接管道机器人等;按行走方式可分为轮式、履带式、足式、振动式和蠕动式管道机器人等;按检测手段可将其分为漏磁、超声波、声发射、涡流和摄像检测机器人等;按驱动方式可分为自主驱动机器人和介质差压驱动机器人等。其中,介质差压驱动机器人具有实用性好、行走距离长、所需动力源方便、结构紧凑等优点,特别适用于油气管道的检测。

然而,在国际上,直到目前管道检测机器人技术还属于垄断技术,美、英、法、德日、挪威等国研制的管道机器人处于世界领先地位,他们的产品已实用化、商品化。但他们的技术严密封锁,处于绝对保密状态。一般不出售产品和技术,只提供在线检测服务,收取高昂的服务费用。在国内,管道检测机器人的研究还处于起步阶段,虽然有一些成果,但还有许多问题没有解决,离工程应用还有不小的距离。因此,必须下大力进行研究,以开发新型的拥有自主知识产权的管道检测装备,提升管道检测技术及手段,使管道检测及管理规范化,并逐步实现由被动维护向主动维护的转化。

五、燃气管道腐蚀的检测方法

现在的燃气管道敷设中,埋地钢制管道的外腐蚀保护一般由绝缘层和阴极保护组成的防护系统来承担。通过对阴极保护系统进行检测。可以判断管道防腐层的损坏程度,从而得到管道受腐蚀的情况。

1 、标准管/地电位法

标准管/地电位法是利用数字万用表测试接地硫酸铜电极与管道上的 CP 电位, 通过电位的分布,间接评定涂层的质量状况。这种方法能快速测量管线的阴极保护电位, 但它测试的数据受许多因素的制约, 经常会漏检和误判, 而且它不能确定缺陷大小、位置以及防腐保温层的剥离。

2 、密间歇电位法

此法与标准管/地电位类似,可以说是标准管/地电位的加密测试。该法能测定 CP 系统的效果, 间接反映防腐保温层状况, 并能判断缺陷的严重性, 自动采集数据。但此法的测试数据受许多因素的制约, 不能确定缺陷大小、位置以及防腐保温层的剥离。

3、 直流电压梯度法

此法在管道上加载直流信号,用测量管道防腐层破损裸漏点和土壤之间存在的电压梯度, 来判别防腐层的缺陷。该方法能准确地检测出防腐层的破损位置, 亦可估算缺陷大小, 并通过 IR%判定缺陷的严重程度。但该方法在没有阴极保护的管道上不能使用, 需要大量的原始数据, 对土壤的含水量要求也较高, 同时杂散电流、土壤电阻率等环境因素会引起测量误差。

4、 电位梯度法

此法在管道加载交流信号。当交变信号经过管道防腐层的破损点处时会流失到土壤中, 因而电流密度随着远离破损点的距离而减小, 在破损点的上方形成了一个交流电压梯度, 通过电压梯度即接受信号的强弱来判定防腐层的破损点。此法能识别破损点大小, 微小漏点也能测到, 但不能指示缺陷的严重程度、CP 效率和防腐层剥离,而且易受外界电流的干扰, 对操作者的技能要求较高, 还经常给出不存在的缺陷信息。同时, 水泥或沥青地面接地难。

5 、多频管中电流法

该法用发射机向管道发射某一频率的信号电流, 管道外防腐层破损或老化处会有电流流失, 管道周围磁场的强度就会减弱, 通过磁场强度的强弱来判断缺陷的存在。这种方法可对破损点进行定位, 受地面环境影响较小, 但测量结果不直观, 不能测量 CP 效率, 不能测量防腐层剥离, 易受外界电流的干扰, 且需预先获得一些参数, 如管体的电阻、防腐层的电容率等。

6 、变频- 选频法

该方法是在管道上加载交流信号, 通过管道上的标桩检测同一频率的信号, 同步改变发、收频率直到接收功率是发射功率的 5%以下即可认为“信号损耗殆尽”, 然后利用两标桩之间管体长度和直径、管壁厚度、土壤特性阻抗等有关参数计算标桩之间防腐保温层的漏电阻。此法测出的是某一段内平均漏电阻, 可评价整条管道防腐层的综合保护性能, 受地面环境影响较小。但此法不能检测出具体的破损点位置, 计算结果中人为因素多,误差大, 尤其是对于公用燃气管道, 其线传输理论模型在管路复杂的情况下难以适应, 不能有效地判断破损点位置。

六、结束语

总之，在整个城市燃气管道防腐与检测的过程中，要重视防腐检测设计中的每一个环节，预防检测防腐过程的不彻底的发生，保证防腐检测设计的规范性，使整个防腐检测过程质量得到保证。

参考文献：

[1]高海林. 在线检测技术在燃气管道完整性检测的应用[J]. 煤气与热力,2011,07:31-34.

[2]高盈盈,马天宏,李小红. 燃气管道在线检测技术的应用[J]. 自动化与仪器仪表,2012,02:95-97.

[3]雷玉兰. 新型无损检测技术在压力管道在线检测中的应用研究[J]. 科技资讯,2012,23:1.

[4]程华云,关卫和. 高温压力管道在线检测技术[J]. 无损检测,2010,03:184-188.

[5]李著信,苏毅,吕宏庆,孟浩龙. 管道在线检测技术及检测机器人研究[J]. 后勤工程学院学报,20011,04:41-45+53.

[6]陈志光; 秦朝葵 轨道交通杂散电流对埋地燃气管道的腐蚀影响中国土木工程学会城市燃气分会应用专业委员会2010年年会论文集2010-07-01中国会议

[7]左延田; 杨惠谷; 吴刚; 顾福明 不开挖检测技术在某埋地燃气管道检测中的应用化工装备技术2008-12-10期刊

[8]陈元利 导波检测技术在城市燃气管道腐蚀检测与监测中的应用机电工程技术2010-07-15期刊

篇(5)

关键词：接地装置 运行管理

中图分类号：U225.4+5

一、前言

电是生活中不可缺少的一部分，生活上所有使用电源的电器都需要电，但是有句话说得好“电看不到，摸不着”当电气设备的绝缘损坏时，可能使正常不带电的金属外壳或支架带电，如果人身触及这些带电的金属外壳或支架，便会发生触电事故，危及生命危险及安全生产。

为了防止这种触电事故，应采取有效的保护接地措施，即将正常时不带电的金属外壳和支架接地，确保人身安全。那什么是接地？什么是接地保护装置？接下来我我们就来一一了解什么是接地装置、接地装置的标准以及接地装置的运行管理。

二、接地装置的概念

电气设备的任何部分与大地（土壤）间作良好的电气连接称为接地。

接地是确保电气设备正常工作和安全防护的重要措施。电气设备接地通过接地装置实施。接地装置由接地体和接地线组成。与土壤直接接触的金属体称为接地体；连接电气设备与接地体之间的导线（或导体）称为接地线。

用来实现电气设备外壳或支架接地的引线和接地极，称为接地装置。

三、接地的类型

（1）工作接地为满足电力系统或电气设备的运行要求，而将电力系统的某一点进行接地，称为工作接地，如电力系统的中性点接地；

（2）防雷接地为防止雷电过电压对人身或设备产生危害，而设置的过电压保护设备的接地，称为防雷接地，如避雷针、避雷器的接地；

（3）保护接地为防止电气设备的绝缘损坏，将其金属外壳对地电压限制在安全电压内，避免造成人身电击事故，将电气设备的外露可接近导体部分接地，称为保护接地，如：

①电机、变压器、照明器具、手持式或移动式用电器具和其他电器的金属底座和外壳；

②电气设备的传动装置；

③配电、控制和保护用的盘（台、箱）的框架；

④交直流电力电缆的构架、接线盒和终端盒的金属外壳、电缆的金属护层和穿线的钢管；

⑤室内、外配电装置的金属构架或钢筋混凝土构架的钢筋及靠近带电部分的金属遮拦和金属门；

⑥架空线路的金属杆塔或钢筋混凝土杆塔的钢筋以及杆塔上的架空地线、装在杆塔上的设备的外壳及支架；

⑦变（配）电所各种电气设备的底座或支架；

⑧民用电器的金属外壳，如洗衣机、电冰箱等。

（4）重复接地在低压配电系统的TN-C系统中，为防止因中性线故障而失去接地保护作用，造成电击危险和损坏设备，对中性线进行重复接地。TN-C系统中的重复接地点为：

①架空线路的终端及线路中适当点；

②四芯电缆的中性线；

③电缆或架空线路在建筑物或车间的进线处；

④大型车间内的中性线宜实行环形布置，并实行多点重复接地；

（5）防静电接地为了消除静电对人身和设备产生危害而进行的接地，如将某些液体或气体的金属输送管道或车辆的接地；

（6）屏蔽接地为防止电气设备因受电磁干扰，而影响其工作或对其它设备造成电磁干扰的屏蔽设备的接地。

四、接地装置的技术要求

（1）变电所的接地装置：

①变电所的接地装置的接地体应水平敷设。其接地体采用长度为2.5m、直径不小于12mm的圆钢或厚度不小于4mm的角钢，或厚度不小于4mm的钢管，并用截面不小于25mm×4mm的扁钢相连为闭合环形，外缘各角要做成弧形。

②接地体应埋设在变所墙外，距离不小于3m，接地网的埋设深度应超过当地冻土层厚度，最小埋设深度不得小于0.6m.

③变电所的主变压器，其工作接地和保护接地，要分别与人工接地网连接。

④避雷针（线）宜设独立的接地装置。

（2）易燃易爆场所的电气设备的保护接地：

①易燃易爆场所的电气设备、机械设备、金属管道和建筑物的金属结构均应接地，并在管道接头处敷设跨接线。

②在1kV以下中性点接地线路中，当线路过电流保护为熔断器时，其保护装置的动作安全系数不小于4，为断路器时，动作安全系数不小于2.

③接地干线与接地体的连接点不得少于2个，并在建筑物两端分别与接地体相连。

④为防止测量接地电阻时产生火花引起事故，需要测量时应在无爆炸危险的地方进行，或将测量用的端钮引至易燃易爆场所以外地方进行。

（3）直流设备的接地：

由于直流电流的作用，对金属腐蚀严重，使接触电阻增大，因此在直流线路上装设接地装置时，必须认真考虑以下措施。

①对直流设备的接地，不能利用自然接地体作为PE线或重复接地的接地体和接地线，且不能与自然接地体相连。

②直流系统的人工接地体，其厚度不应小于5mm，并要定期检查侵蚀情况。

（4）手持式、移动式电气设备的接地：

手持式、移动式电气设备的接地线应采用软铜线，其截面不小于1.5 mm2，以保证足够的机械强度。接地线与电气设备或接地体的连接应采用螺栓或专用的夹具，保证其接触良好，并符合短路电流作用下动、热稳定要求。

（5）煤矿井下接地的要求：

井下各种电气设备虽然都装了单独的接地体，但当人体触及带电外壳时，并不能消除电的危险。为了防止不同电气设备的不同相同时碰壳所带来的危险，就必须采用共同接地线，不同相同时接地时会在共同接地线上形成较大的短路电流，使短路保护可靠作用，切断电源，并严格按照《煤矿安全规程》第四百八十二条、第四百八十三条、第四百八十四条、第四百八十五条、第四百八十六条、

第四百八十七条执行。

五、接地装置运行

接地装置运行中，接地线和接地体会因外力破坏或腐蚀而损伤或断裂，接地电阻也会随土壤变化而发生变化，因此，必须对接地装置定期进行检查和试验

（1）检查周期：

①变电所的接地装置一般每年检查一次；

②根据车间或建筑物的具体情况，对接地线的运行情况一般每年检查1～2次；

③各种防雷装置的接地装置每年在雷雨季前检查一次。

④对有腐蚀性土壤的接地装置，应根据运行情况一般每3～5年对地面下接地体检查一次；

（2）检查项目：

①检查接地装置的各连接点的接触是否良好，有无损伤、折断和腐蚀现象。

②对含有重酸、碱、盐等化学成分的土壤地带（一般可能为化工生产企业、药品生产企业及部分食品工业企业）应检查地面下500mm以上部位的接地体的腐蚀程度。

③在土壤电阻率最大时（一般为雨季前）测量接地装置的接地电阻，并对测量结果进行分析比较。

六、接地装置的接地电阻值不符合要求时的改进措施：

（1）增加接地体的总长度或增加垂直接地体的数量。

（2）在接地体周围更换土壤电阻率低的土，如黄粘土、黑土（土壤电阻率在50Ω以下）。

（3）采用化学降阻剂，处理接地体。

七、结束语

在现实生活中越来越多地出现用电事故，究其主要原因，大多是因为人们不重视电气设备接地装置的运行和维护，所以有必要进行探讨以引起人们的警觉。有必要的保证接地系统的完整和完善，通过对本人工作的南山煤矿35KV变电站的接地系统的检查，并实地测量了其接地电阻，都符合标准！能保证供电的要求以及全矿的安全用电。另外在低压配电系统中，有接地要求的单相设备，应用三孔插座，不得使用两孔插座，三孔插座也不得用于三相电源的设备。使用双孔插座时，接线应正确，将插座上的电源中性线的孔和接地的孔用导线分别连接到工作中性线（N）和保护线（PE）上，不得将插座上的电源中性线的孔和接地线串联，以防止中性线松落时，设备外壳带电危及人身安全。还有杜绝习惯性违章，严格按照操作规程来进行电气设备的操作。生命短暂，请珍爱生命！

八、参考资料

国家标准GB14050《系统接地的形式及安全技术要求》