腐蚀监测被认为是实现现代工业文明生产的重要手段。腐蚀监测技术是由实验室腐蚀试验方法和设备的无损检测技术发展而来的，其目的在于揭示腐蚀过程以及了解腐蚀控制的应用情况和控制效果。传统的腐蚀监测主要是在停车检修期间安装和取出挂片进行检测达到监测目的，检测方法如失重法。失重试验是最古老的腐蚀试验方法。它通过称取试验片暴露在测试环境前后重量的变化来计算金属表面的平均失重量。它的优点是可以提供如：腐蚀率、腐蚀类型、腐蚀产物的情况以及焊接腐蚀和应力腐蚀等较多的信息，但缺点是需破坏材料的结构，试验时间长，而且得到的结果往往是整个试验周期中产生腐蚀的总和，不适于现场使用。因此长期以来失重法只用于实验室或者暴露场的暴露试验。
现代的腐蚀监测实践经验大部分来自化学、石油化学、炼油、动力等工业，在这些工业中，腐蚀行为可以通过各种方法监测如超声波法、声发射法、电位法、电阻法、线性极化法、电偶法、电位监测法、射线技术及各种探针技术。近年来出现的新的监测技术有交流阻抗技术、恒电量技术、电化学噪声技术和超声波测量技术等。
电化学测试方法是一种比较好的无损检测方法。当0.1μA/cm2的自然腐蚀电流流经1h而生成的锈蚀产物约为1 04×104mg/cm2。如果用失重法，即使不考虑除锈技术上的困难，测量出这样小的重量变化也很困难。而用电化学方法却很容易，它的主要优点是，能够快速响应，所得信息常常能与实验室中的背景研究直接联系，更有可能利用探测器来判断生产装置的腐蚀行为，增加了诊断的可靠性，有助于选择补救措施或控制系统。本文重点讨论了电化学方法，主要有：电阻法(ER)，电化学噪声技术(ECN)，交流阻抗技术(EIS)，线形极化法(LPR)和恒电量技术。
常用金属腐蚀监测技术：
第1种
方法：极化阻力法
检测原理：用两电极或三电极探头，通过电化学极化阻力法测定腐蚀速度。
应用情况：在有适当电导的工艺物料中对大多数工程金属和合金适用。经常使用。
测量装置：Magna，Petrolite和Waverley提供各种型号仪表。手提式仪器价值在300-700英磅之间，可带价值2000英磅以上较复杂的自动及记录装置。工业探头一般约200英镑，包括电缆及其他附件。可以制成实质上稳定可靠的组件。
第2种
方法：电阻法
检测原理：通过正在腐蚀的金属元件的电阻变化对金属损失进行累积测量。可以计算出腐蚀速度。
应用情况：适用于液相和蒸汽相中的大多数工程金属和合金。其测量与工艺物料的导电性无关。
经常使用。
测量装置：Nalfloc制造仪表及探头。仪表由BASEEFA证明稳定可靠。商标牌号为Corrosometer 的腐蚀仪可由Magna提供。手提式仪器大约800英镑，有各种型号，可处理12个探头，可带价值约9000英镑的记录装置。探头价值一般为100-300英镑。
第3种
方法：电位监测法
检测原理：测量被监测的金属或合金（最好是生产装置本身）相对于参比电极的电位变化。
应用情况：根据特性电位区的特征说明生产装置的腐蚀状态（比如是活态、钝态、孔蚀还是应力腐蚀破裂）。可直接测定生产装置的行为。用途适中。
测量装置：可用一个输入阻抗约10MΩ、满刻度量程0。5-2V的简单电压表进行测量。典型的电压表价格为260英镑和260英镑以上。金属电极可以单独设计或者像参比电极那样改制成腐蚀探头。参比电极材料通常是白金、不锈钢和Ag-AgCl。
第4种
方法：腐蚀挂片试验法
检测原理：经过一已知的曝露期后，根据试样失重或增重测量平均腐蚀速度。
应用情况：当腐蚀是以稳定的速度进行时非常满意。在禁用电气仪表的危险地带有用处。是一种费用中等的腐蚀监测方法。可说明腐蚀的类型。使用非常频繁。
测量装置：放入管路和容器内的腐蚀短管和金属试样容易安装。此法劳动强度大。加工试样的费用视材料而变化。碳钢每片2英镑，各种高合金每片3英镑。
第5种
方法：分析法1
检测原理：测量腐蚀下来的金属离子浓度或缓蚀剂浓度。
应用情况：可用来逐一鉴别正在腐蚀的设备。只有中等程度的用途。
测量装置：需要范围广泛的分析化学方法，但是对特定离子敏感的专门的离子电极很有用。各种电极一般为200-250英镑。各种直读式仪表在700和1000英镑之间。
第6种
方法：分析法2
检测原理：测量工艺介质的pH值
应用情况：监测诸如废液pH的变化。废液的酸性可引起严重腐蚀。应用非常频繁。
测量装置：从科学仪器供应商店很容易买到各种标准的pH计，价格100英镑和100英镑以上。耐用的电极如锑、白金、钨常常优于通常的玻璃电极。固体的Ag/AgCl参比电极在某些混杂体系中也具有类似的优点。
第7种"
方法：分析法3
检测原理：测量工艺物流中的氧浓度
应用情况：一般通过氧吸收器控制氧含量以减轻腐蚀。用途适中。
测量装置：通常属于电化学类型，采用浸入到液相或气相物料中的电极，一般可在腐蚀控制和水处理部门得到。
第8种! Z9 J0 {2 H* D
方法：辐射显示法
检测原理：通过射线穿透作用和在膜上的探测，检查缺陷和裂纹。
应用情况：特别适用于探测焊缝缺陷。广泛应用。2 L# _$ k" s9 G：W- |0 m4 X6 R
测量装置：X射线设备价值约5000英镑。r射线源在500-2000英镑之间。但需要专门的知识并需小心处理。简单的工作可以包出去，当底片数量合理时，大约第张底片3英镑。
第9种
方法：超声波法
检测原理：通过对超声波的反射变化，检测金属厚度和是否存在裂纹、空洞等。
应用情况：普通用作金属厚度或裂纹显示的检查工具、广泛应用。
测量装置：简单的基本设备价值1000英镑，或带较复杂的、价值达4000英镑的仪器。简单的工作可承包出去，当工作量适中且路费等较少时，每小时约5英镑。
第10种
方法：涡流法
检测原理：用一个电磁探头对表面进行扫描。
应用情况：探测表面缺陷，如裂纹和坑。广泛应用。
测量装置：基本设备约500英镑，但较为多用途的仪器价值达30000英镑。
第11种
方法：经外成像（热象显示）
检测原理：用局部表面温度或表面温度图像指示物体物理状态。
应用情况：用于耐火材料和绝热材料检查，炉管温度测量，流道问题探测和电热指示。应用不广泛。
测量装置：带有快响应时间的灵敏红外探测器，价值约18000英镑。需要专门的技巧。设备可以租借。
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第12种
方法：声发射法
检测原理：（1）探测泄漏、空泡破灭，设备振值等。（2）通过裂纹传播期间发出的声音探测裂纹。
应用情况：（1）用于检查泄漏和摩擦腐蚀、腐蚀疲劳以及空泡腐蚀的可能性。（2）用于探测容器和管道的应力腐蚀破裂和疲劳破裂。目前，还只是一种新技术，严格来说不是一种监测方法。应用不广泛。
测量装置：（1）仪器通常比较简单和便宜。（2）仪器比较昂贵。
第13种
方法：零电阻电流表法
检测原理：在适当的电解液中测定两不同金属电极之间的电偶电流。
应用情况：显示双金属腐蚀的极性和腐蚀电流值，对大气腐蚀指示露点条件。可作为衬里等开裂而有腐蚀剂通过的灵敏显示器。不常使用。
测量装置：使用零电阻电流表。采用运算放大器可以测量微弱电流。仪器价值约200英镑，也可以采用起码价值差不多的小型恒电位仪。
第14种
方法：氢显示法
检测原理：用探氢针测定腐蚀析出的氢气。
应用情况：典型应用于石油化学工业，包括软钢在硫化物、氰化物和其他“毒剂”中的腐蚀。在特殊用途中频繁使用。& ^，f3 M。P3 o) ^
测量装置：探针价值约200英镑左右，包括一个与压力表连接的细长管。腐蚀析出的氢渗入内部环状空间，可给出压力读数。测量附件约150英镑。
第15种
方法：警戒孔法
检测原理：当腐蚀裕度已经消耗完的时候给出指示。
应用情况：用在特殊的设备特别是磨蚀能造成无规律减薄的管道弯头处。可以防止灾难性破坏。不常应用。
测量装置：从设备壁或管道外侧钻一孔，使剩余壁厚等于腐蚀裕度。一个正在泄漏的孔就指示出腐蚀裕度已经消耗完。用一锥形销钉打入洞内可将泄漏洞临时修补。
第一章绪论 腐蚀：由于材料与其介质相互作用(化学与电化学)而导致的变质和破坏。 腐蚀控制的方法： 1）、改换材料 2）、表面涂漆/覆盖层 3）、改变腐蚀介质和环境 4）、合理的结构设计 5）、电化学保护 均匀腐蚀速率的评定方法： 失重法和增重法；深度法； 容量法(析氢腐蚀)；电流密度； 机械性能(晶间腐蚀)；电阻性. 第二章电化学腐蚀热力学 热力学第零定律状态函数(温度) 热力学第一定律(能量守恒定律) 状态函数(内能) 热力学第二定律状态函数(熵) 热力学第三定律绝对零度不可能达到 2.1、腐蚀的倾向性的热力学原理 腐蚀反应自发性及倾向性的判据： ?G：反应自发进行 < ?G：反应达到平衡 = ?G：反应不能自发进行 > 注：ΔG的负值的绝对值越大，该腐蚀的自发倾向性越大. 热力学上不稳定金属，也有许多在适当条件下能发生钝化而变得耐蚀. 2.2、腐蚀电池 2.2.1、电化学腐蚀现象与腐蚀电池 电化学腐蚀：即金属材料与电解质接触时，由于腐蚀电池作用而引起金属材料腐蚀破坏. 腐蚀电池(或腐蚀原电池)：即只能导致金属材料破坏而不能对外做工的短路原电 池. 注：1)、通过直接接触也能形成原电池而不一定要有导线的连接； 2)、一块金属不与其他金属接触，在电解质溶液中也会产生腐蚀电池. 丹尼尔电池：(只要有电势差存在) a)、电极反应具有热力学上的可逆性； b)、电极反应在无限接近电化学平衡条件下进行； c)、电池中进行的其它过程也必须是可逆的. 电极电势略高者为阴极 电极电势略低者为阳极 电化学不均匀性微观阴、阳极微观、亚微观腐蚀电池均匀腐蚀
2.2.2、金属腐蚀的电化学历程 腐蚀电池： 四个部分：阴极、阳极、电解质溶液、连接两极的电子导体(即电路) 三个环节：阴极过程、阳极过程、电荷转移过程(即电子流动) 1)、阳极过程氧化反应 ++ - M n M →ne 金属变为金属离子进入电解液，电子通过电路向阴极转移. 2)、阴极过程还原反应 []- -? D D ne +ne → 电解液中能接受电子的物质捕获电子生成新物质. (即去极化剂) 3)、金属的腐蚀将集中出现在阳极区，阴极区不发生可察觉的金属损失，只起到了传递电荷的作用 金属电化学腐蚀能够持续进行的条件是溶液中存在可使金属氧化的去极化剂，而且这些去极化剂的阳极还原反应的电极电位比金属阴极氧化反应的电位高2.2.3、电化学腐蚀的次生过程 难溶性产物称二次产物或次生物质由于扩散作用形成，且形成于一次产物相遇的地方 阳极——[]+n M(金属阳离子浓度) (形成致密对金属起保护作用) 阴极——pH高 2.3、腐蚀电池类型 宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池、超微观腐蚀电池 2.3.1、宏观腐蚀电池 特点：a)、阴、阳极用肉眼可看到； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、产生明显的局部腐蚀 1)、异金属(电偶)腐蚀电池——保护电位低的阴极区域 2)浓差电池由于同一金属的不同部位所接触的介质浓度不同所致 a、氧浓差电池——与富氧溶液接触的金属表面电位高而成为阳极区 eg：水线腐蚀——靠近水线的下部区域极易腐蚀 b、盐浓差电池——稀溶液中的金属电位低成为阴极区 c、温差电池——不同材料在不同温度下电位不同 eg：碳钢——高温阳极低温阴极 铜——高温阴极低温阳极 2.3.2、微观腐蚀电池 特点：a)、电极尺寸与晶粒尺寸相近(0.1mm-0.1μm)； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、引起微观局部腐蚀(如孔蚀、晶间腐蚀)
腐蚀控制的方法 1. 根据使用的环境，正确地选用金属材料和非金属材料； 2. 对产品进行合理的结构设计和工艺设计，以减少产品在加工、装配、储存等环节中的腐蚀； 3. 采用各种改善腐蚀环境的措施，如在封闭或循环的体系中使用缓蚀剂，以及脱气、除氧和脱盐等； 4. 采用化学保护方法，包括阴极保护和阳极保护技术； 5. 在基材上施加保护涂层，包括金属涂层和非金属涂层。 全面腐蚀与局部腐蚀 全面腐蚀是常见的一种腐蚀。全面腐蚀是指整个金属表面均发生腐蚀，它可以是均匀的 也可以是不均匀的。全面腐蚀速度也称均匀腐蚀速度，常用的表示方法有重量法和深度法。局部腐蚀主要有点蚀（孔蚀）、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、 湍流腐蚀等。 点腐蚀（孔蚀）------是一种腐蚀集中在金属（合金）表面数十微米范围内且向纵深发 展的腐蚀形式，简称点蚀。点蚀是一种典型的局部腐蚀形式，具有较大的隐患性及破坏性。点蚀表面直径等于或小于它的深度。一般只有几十微米。 点蚀发生的条件 1．表面易生成钝化膜的材料，如不锈钢、铝、铅合金；或表面镀有阴极性镀层的金属，如碳钢表面镀锡、铜镍等。 2．在有特殊离子的介质中易发生点蚀，如不锈钢在卤素离子的溶液中易发生点蚀。 3．电位大于点蚀电位（Ebr）易发生点蚀。 影响点蚀的因素及预防措施 合金成分、表面状态及介质的组成，pH 值、温度等，都是影响点蚀的主要因素。不锈钢中Cr 是最有效提高耐点蚀性能的合金元素，如与Mo、Ni、N 等合金元素配合，效果最好。降低钢中的P、S、C 等杂质含量可降低点蚀敏感性。奥氏体不锈钢经过固溶处理后耐点蚀。预防点蚀的措施：（1）加入抗点蚀的合金元素，含高Cr、Mo 或含少量N 及低C 的不锈钢抗点蚀效果最好。如双相不锈钢及超纯铁素体不锈钢。（2）电化学保护。（3）使用缓蚀剂。
油气管道腐蚀在线实时监测系统 摘要：近些年，管道泄漏事故频繁发生，不仅损失油气和污染环境，还有可能带来重大的人身伤亡。为保障管道安全运行和将泄漏事故造成的危害减少到最小，需要研究泄漏检测技术以获得更高的泄漏检测灵敏度和更准确的泄漏点定位精度。文章对在线腐蚀监测技术方法进行介绍与分析，结合油气管道的特点，提出油气管道腐蚀在线实时监测系统的构建与实施，为油气管道腐蚀防护控制提供参考。 关键词：腐蚀在线腐蚀监测技术腐蚀监测系统 油气管道运输中管道损坏导致的泄漏事故不仅浪费了石油和天然气，还造成了由于维修所带来的材料和人力上的浪费、停工停产造成的损失，甚至还可能因腐蚀引起火灾。特别是天然气管道腐蚀引起的爆炸，威胁人身安全，污染环境，后果极其有严重。因此，作好管道腐蚀监测工作有很重要。引起油气管道的内外腐蚀的因素包括：输送介质的水、硫化氢、二氧化碳、无机盐的含量，输送介质的流动和冲刷，输送的压力和介质温度，土壤的含盐量、含水量和温度等等，这些因素造成油气管道存在多种腐蚀现象，如均匀腐蚀、点蚀、应力作用下的局部腐蚀（应力腐蚀开裂、氢损伤、磨损腐蚀）等。 一、油气管道腐蚀机理 油气管道，特别是长输管道所选用的管材常为碳钢或合金钢，一般情况下，管道腐蚀是一种电化学腐蚀过程，在电解质中，作为阳极的金属溶解，同时放出电子，而这些电子又被阴极过程所吸收，这样导致金属不断溶解。电化学腐蚀过程如下： 阳极反应：Fe–2e→Fe2+（氧化反应） 阴极反应：H++e→H或2H2O+O2+4e→4OH- （还原反应） 电子的定向转移，产生腐蚀电流，加速了金属的溶解，因此对腐蚀的监测主要是根据金属腐蚀情况、电位、电流及电阻的变化等因素推导计算出金属腐蚀的速率等参数，从而直观的显示出金属的保护状态。 二、国内外腐蚀在线监测技术研究现状 目前主要测量方法有：现场挂片法、电阻法、电化学法及电感法。 1.现场挂片法 将一定材质和规格的试片，暴露在腐蚀环境中某个特定的时间周后对试片的质量变化进行测量和计算，并对试片表面进行检查的一种方法。腐蚀试片法是腐
《金属腐蚀理论及腐蚀控制》 （跟着剑哥走，有肉吃。） 习题解答 第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 解：由题意得： （1）对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有： Vˉ=△Wˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694g/ m?h 又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ铝/st
=(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6 =0.3391g/㎡?h d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3 说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。 （2）对不锈钢在20%HNO 3( 25℃)有： 表面积S=2π×2 .0＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2 015 Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2?h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3 d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y 对铝有：表面积S=2π×2 .0＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2 02 Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2?h 试样体积为：V=π×2 2×0.5=6.28 cm3 d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y 试样在98% HNO3(85℃)时有： 对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st =(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y 对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y
CMB2510A腐蚀速度测量仪 （价格：-- 元） CMB-2510A腐蚀速度测量仪是采用电化学线性极化、弱极化、交流阻抗技术相结合的方法研制的，专门用于介质电阻较大的腐蚀环境。一般的线性极化和弱极化方法所测得的极化电阻还包括了腐蚀体系的介质电阻，经计算所得到的腐蚀速率隐含了介质电阻的影响所带来的误差，使得实测的腐蚀速率比真实的腐蚀速率小得多。采用交流阻抗方法，对腐蚀体系施加微小的高频正弦信号，高频信号可穿过金属和腐蚀介质之间所形成的电化学双电层电容，使得施加的高频信号全部作用在介质电阻上，由此可准确的测得腐蚀体系的介质电阻。从线性极化所测得的极化电阻中减掉介质电阻得到实际的极化电阻值，从而准确的获得腐蚀速率。 CMB-2510A腐蚀监测仪对于土壤环境下的腐蚀速率监测、水中含油以及大气环境下的腐蚀监测、缓蚀剂的缓蚀效率监测是一种非常好的测量手段。 CMB-4510A缓蚀剂快速评定仪 （价格：-- 元） 仪器可以准确地监测体系腐蚀率的变化，尤其适用于缓蚀剂的快速评价和筛选。提供了一种快速有效的药剂缓蚀性能评价手段。 仪器采用电化学弱极化原理同交流阻抗测量技术相结合，通过高频区测量，有效地消除了溶液电阻IR降的影响，使测量更准确。 仪器可同时进行四种药剂的缓蚀效果评定。可直接测得每种药剂的腐蚀速度的瞬时值、平均值，测量平均值同挂片误率小于10%，仪器可将测得的数据实时在线地传到计算机并通过功能强大的数据通讯和处理软件直接绘出腐蚀速度随时间变化的曲线，通过曲线可了解药剂的缓蚀效果和药剂失效过程。
计算机直接输出测量结果 年腐蚀率：mm/a 极化阻力：Rp 主要性能指标 极化电阻测量误差：<3%（模拟电阻） Ecorr测量范围：±800mV 相对湿度：≤80% 仪器工作环境温度：0-40℃ 测量范围：2×10-4-10mm/a（电极1cm2） 测量范围：20Ω-200kΩ（模拟电阻） CMB-1510B瞬时腐蚀速度测量仪 （价格：-- 元） 工业循环水设备运行时，现场人员需要随时了解腐蚀状态的变化，因而需要进行瞬时腐蚀速度的测量。我们依据中国科学院曹楚南院士在弱极化区测量腐蚀电流的电化学理论研制开发的国家实用新型专利产品，可进行腐蚀速度的瞬时测量。仪器以单片机为核心，采用高精度A/D转换器。提供菜单式操作界面，一分钟内测量结果直接输出，监测数据输出到计算机进行处理并绘图。 仪器直接输出 腐蚀电流：Icorr 年腐蚀率：mm/a 极化阻力：Rp 电化学参数：B 主要用途 水质腐蚀在线监测 换热器腐蚀状态预测
一、 填空题 1. 腐蚀的定义：物质（通常是金属）或其性能由于与环境发生反应所引起的变质。 2. 金属腐蚀测试方法按测试方法的性质可分为物理的、化学的和电化学的的试验方法。 3. 在重量法中清除腐蚀产物的方法有：机械法、化学清洗法、电解去膜法。 4. 在确定采用何种腐蚀研究方法时应从腐蚀介质、金属材质、腐蚀类型等三方面综合考虑。 5. 腐蚀试验结果的误差包括系统误差和偶然偏差。 6. 参比电极必需具备的性能有1）参比电极应是可逆电极，它的电极电位时可逆电位，符合能斯特电极电位公式、2）电极过程的交换电流密度高，不易极化、3）具有良好的电位稳定性和重现性、4）如果参比电极突然流过电流，断电后其电极电位应很快回复到原先的电位值、5）电极电位随温度的变化小、6）制备、使用、维护简单方便。 7. 当两种不同金属在介质中相互接触，其中自腐蚀电位较负的金属在接触处的局部腐蚀速度将加剧，而自腐蚀电位较正的金属在接触处的局部腐蚀速度将减慢。 二、 不定项选择题 1. 下列电极中，在任何温度时电极电位均为零的是：（C ） A 饱和甘汞电极 B 银—氯化银电极 C 标准氢电极 D 铜—硫酸铜电极 2. 下述方法中不属于电化学测试方法的有：（A 、C ） A 重量法 B 极化曲线法 C 电阻法 D 电偶法 E 交流阻抗法 3. 某金属工件由异种金属铆钉铆接而成，其工作时处于腐蚀介质中，从安全角度考虑，应选用：（B ） A 小阳极大阴极结构 B 大阳极小阴极结构 C A 、B 都可以 4. 在经典电化学测试中，应通过盐桥与体系相连的是：（B ） A 辅助电极 B 参比电极 C 工作电极 D 全部需要 5. 在测定金属M 的电极电位M ?时，如测得M 与参比电极组成的电池的开路电压V 且连接电极M 导线的极性为负，则M ?可表示为：（A ） A M V ??=-参比 B M V ??=+参比 C M V ?= D M V ??=-参比 6. A 、B 两种金属，令,c A ?＜B ?c ，，在介质中偶合后，如体系属于电化学极化控制体系，则偶合电流I g 可表示为：（A ） A ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??-=- B ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??-=+ C ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??+=- D ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??+=+ 7. 金属腐蚀速率最常用的三种指标是：（A 、B 、C ） A 重量指标 B 深度指标 C 电流指标 D 机械强度指标 8. 一个金属浸在被氢气饱和的溶液中，则金属的有效溶解速度可表示为：（B ） A 1,1,a a k i i i =+ B 1,1,a a k i i i =- C 1,2,a a a i i i =- D 1,2,a a k i i i =- 9. 以下四种测试方法，需要去除腐蚀产物的有：（D ）
腐蚀与防护试题 1化学腐蚀的概念、及特点 答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。 是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。 归纳化学腐蚀的特点 在不电离、不导电的介质环境下 反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应 腐蚀速度与程度与外界电位变化无关 2、金属氧化膜具有保护作用条件，举例说明哪些金属氧化膜有保护作用，那些没有保护作用，为什么？ 答案：氧化膜保护作用条件： ①氧化膜致密完整程度；②氧化膜本身化学与物理稳定性质；③氧化膜与基体结合能力；④氧化膜有足够的强度 氧化膜完整性的必要条件：PB原理：生成的氧化物的体积大于消耗掉的金属的体积，是形成致密氧化膜的前提。 PB原理的数学表示： 反应的金属体积：V M = m/ρ m-摩尔质量 氧化物的体积： V MO = m'/ ρ ' 用? = V MO/ V M = m' ρ /（ m ρ ' ） 当? > 1 金属氧化膜具备完整性条件 部分金属的?值 氧化物?氧化物?氧化物? MoO3 3.4 WO3 3.4 V2O5 3.2 Nb2O5 2.7 Sb2O5 2.4 Bi2O5 2.3 Cr2O3 2.0 TiO2 1.9 MnO 1.8 FeO 1.8 Cu2O 1.7 ZnO 1.6 Ag2O 1.6 NiO 1.5 PbO2 1.4 SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO 1.2 MgO 1.0 CaO 0.7 MoO3 WO3 V2O5这三种氧化物在高温下易挥发，在常温下由于?值太大会使体积膨胀，当超过金属膜的本身强度、塑性时，会发生氧化膜鼓泡、破裂、剥离、脱落。 Cr2O3 TiO2 MnO FeO Cu2O ZnO Ag2O NiO PbO2 SnO2 Al2O3 这些氧化物在一定温度范围内稳定存在，?值适中。这些金属的氧化膜致密、稳定，有较好的保护作用。 MgO CaO ?值较小，氧化膜不致密，不起保护作用。 3、电化学腐蚀的概念，与化学腐蚀的区别 答案：电化学腐蚀：金属与介质发生电化学反应而引起的变质与损坏。 与化学腐蚀比较： ①是“湿”腐蚀 ②氧化还原发生在不同部位 ③有电流产生 ④与环境电位密切相关
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 直升机结构的腐蚀原因及其控制方法分析(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-8481-76 直升机结构的腐蚀原因及其控制方 法分析(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 长期以来，腐蚀问题一直都是影响直升机使用及寿命的主要因素，因此，如何进行有效的腐蚀控制是确保直升机结构完整性、可靠性，降低维护成本，延长寿命的关键。因此，本文分析了我国直升机的结构腐蚀现状，就腐蚀原因进行了探讨，并提出了一系列腐蚀控制方法，以便为更好地解决直升机结构腐蚀方面的问题提供指导和借鉴。 由于直升机往往承担着重要的飞行任务，因此，面对复杂多变自然环境及酸雨、二氧化硫等污染因素的影响，无法避免地加剧直升机结构的腐蚀。调查显示，随着近些年来我国自然环境条件的不断恶化，直升机的腐蚀速度也在迅速加快，有些甚至已经出现了大范围腐蚀等问题，结构腐蚀情况十分严重。因此，
循环水腐蚀在线监测技术的研究与应用 郑立群 杜 鹃 左 晋 林海潮 曹楚南 (中国科学院金属腐蚀与防护研究所 沈阳市110015) 循环水系统是化工企业的重要公用工程。循环水水质的优劣直接影响热交换器等主要生产设备的安全运行。腐蚀作为循环水水质的一项重要指标,对它的准确测量与实时跟踪,及时发现生产中的腐蚀问题,进而采取必要措施排除隐患和控制其发展,对于确保安全生产是非常重要的。目前普遍采用挂片失重法或监测换热器法进行腐蚀监测,这些方法对于循环水水质的腐蚀状态波动存在延时效应。鉴于循环水腐蚀在线测试技术的缺乏,本所以腐蚀电化学弱极化原理为理论基础研制了智能型循环水腐蚀在线监测仪(CMB)。它除具有较高的测量准确度,还利用微机技术实现了信号自动采集和数据运算与存贮,并且小型轻便、交直流两用。测试结果由微型打印机输出或通过RS-232串行接口与计算机联机通讯,并对测量数据存盘或输出腐蚀速度随时间变化曲线。 1 实验方法 1.1 测试探头的设计 探头基体选择尼龙棒,电极材料选择与化工设备相同的金属。用同种材料制成的三电极探针式探头,研究、参比、辅助电极呈三角形分布。它与循环水介质构成腐蚀体系。测量之前将电极表面用砂纸打磨光亮。每个电极面积是4cm2。探头通过屏蔽电缆与仪器信号输入端相连。 1.2 仪器的腐蚀速度计算参数校准实验 为验证该循环水腐蚀监测仪原理设计和数据处理方法的准确性,与美国PAR公司的378测量系统及分光光度法进行对比实验。仪器测量探头的电极材料为A3钢,腐蚀介质为1mol/L NaCl溶液。 1.3 现场实验 测量探头电极材料选择化工设备常用的20#碳钢,将探头浸在循环水中(也可安装在进口管线上或监测换热器进出口箱中),并通过100m长屏蔽电缆引到监测室的循环水腐蚀监测仪输入端(或将仪器放到循环水现场附近用短线与探头连接)。在探头附近悬挂3块同材料金属试片进行腐蚀失重试验。测试周期72h,腐蚀监测仪每隔10min自动测量1次。实验结束后取出挂片,测定平均失重,计算腐蚀率,将仪器的存贮测量结果传输到计算机并绘出瞬时腐蚀速度变化曲线。 2 实验结果与讨论 (1)循环水腐蚀监测仪(CMB)与美国PAR公司378交流阻抗测量系统及分光光度法(CA)在相同条件下几次测得腐蚀电流密度、平均值(X)与标准偏差(S)见表1。从表1可以看出循环水腐蚀仪监测器具有较高的准确度和精度以及可靠的性能。 表1 3种方法测得A3钢在1mol/L NaCl溶液中的腐蚀电流密度 (μA/m2) 项目1234567X S CMB16.3916.7916.7317.6915.6319.8615.4916.94 1.49 PAR14.5612.8113.0114.0220.1717.2216.7115.50 2.67 CA15.4315.8419.6218.0218.0413.2413.2415.46 2.30 (2)采用循环水腐蚀仪在两个循环水场Ⅰ、Ⅱ测得72h腐蚀速度平均值及挂片失重腐蚀率见表2。从表2可以看出,该仪器测得一定时期的平均腐蚀率与挂片失重腐蚀率 61 小氮肥 1998年 第6期
金属腐蚀与防护课后答案 《金属腐蚀理论及腐蚀控制》 习题解答 第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V-和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 解：由题意得： （1）对碳钢在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694g/m?h 又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ铝/st =(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6
=0.3391g/㎡?h d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3 说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。（2）对不锈钢在20%HNO (25℃)有： 3 表面积S=2π×2 .0＋2π×0.015×0.004=0.00179m2 015 Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715g/ m2?h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827cm3 d=W/V=22.3367/2.827=7.901g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y 对铝有：表面积S=2π×2 .0＋2π×0.02×0.005=0.00314m2 02 Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882g/ m2?h 试样体积为：V=π×2 2×0.5=6.28cm3 d=W/V=16.9646/6.28=2.701g/cm3
习题1 1.分离方法在定量分析中有什么重要性？分离时对常量和微量组分的回收率要求如何？（参考答案）答： 在定量分析，对于一些无法通过控制分析条件或采用掩蔽法来消除干扰，以及现有分析方法灵敏度达不到要求的低浓度组分测定，必须采用分离富集方法。换句话说，分离方法在定量分析中可以达到消除干扰和富集效果，保证分析结果的准确性，扩大分析应用范围。 在一般情况下，对常量组分的回收率要求大于99.9%，而对于微量组分的回收率要求大于99%。样品组分含量越低，对回收率要求也降低。 2.在氢氧化物沉淀分离中，常用的有哪些方法？举例说明。（参考答案） 答： 在氢氧化物沉淀分离中，沉淀的形成与溶液中的[OH-]有直接关系。因此，采用控制溶液中酸度可使某些金属离子彼此分离。在实际工作中，通常采用不同的氢氧化物沉淀剂控制氢氧化物沉淀分离方法。常用的沉淀剂有： A.氢氧化钠：NaOH是强碱，用于分离两性元素(如Al3+，Zn2+，Cr3+)与非两性元素，两性元素的含氧酸阴离子形态在溶液中，而其他非两性元素则生成氢氧化物胶状沉淀。 B.氨水法：采用NH4Cl-NH3缓冲溶液(pH8-9)，可使高价金属离子与大部分一、二金属离子分离。 C.有机碱法：可形成不同pH的缓冲体系控制分离，如pH5-6六亚甲基四胺-HCl缓冲液，常用于Mn2，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+，Cd2+与Al3+，Fe3+，Ti(IV)等的分离。 D.ZnO悬浊液法等：这一类悬浊液可控制溶液的pH值，如ZnO悬浊液的pH值约为6，可用于某些氢氧化物沉淀分离。 3.某试样含Fe，A1，Ca，Mg，Ti元素，经碱熔融后，用水浸取，盐酸酸化，加氨水中和至出现红棕色沉淀（pH约为3左右），再加六亚甲基四胺加热过滤，分出沉淀和滤液。试问。为什么溶液中刚出现红棕色沉淀时人们看到红棕色沉淀时，表示pH为3左右？过滤后得到的沉淀是什么？滤液又是什么？试样中若含Zn2+和Mn2+，它们是在沉淀中还是在滤液中？（参考答案）
金属腐蚀与控制 第一章腐蚀概论 一、腐蚀的定义 腐蚀是材料在环境的作用下引起的破坏或变质。金属和合金的腐蚀主要是由于化学或电化学作用引起的破坏，有时还同时伴有机械、物理或生物作用。例如应力腐蚀破裂就是应力和化学物质共同作用的结果。单纯物理作用的破坏，如合金在液态金属中的物理溶解，也属于腐蚀范畴，但这类破坏实例不多。单纯的机械破坏，如金属被切削、研磨，不属于腐蚀范畴非金属的破坏一般是由于化学或物理作用引起，如氧化、溶解、溶胀等。 二、腐蚀的危害 1.经济损失 腐蚀的危害非常巨大，它使珍贵的材料变为废物，如铁变成铁锈、（氧化铁）；使生产和生活设施过早地报废，并因此引起生产停顿，产品或生产流体的流失，环境污染，甚至着火爆炸。据统计，工业发达国家每年由于金属腐蚀的直接损失约占全年国民经济总产值的2～4％。中国1988年国民生产总值约为1万4千亿元，由于金属腐蚀造成的直接损失约为300～600亿元。据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，这还不包括由于停工减产、火灾爆炸等造成的间接损失。例如，发电厂一合锅炉管子腐蚀损坏，其价值不大，但引起一大片工厂停工，则损失要大得多。另外，非金属腐蚀损失还没有详细调查，由于混凝上、木材、塑料等用量庞大，腐蚀损失也是惊人的。材料腐蚀遍及所有的经济和生活领域，由于腐蚀主要是材料与化学介质发生化学反应所引起的，所以，对于大量使用和生产强腐蚀性化学产品的化学工业等，其危害就更大。克服腐蚀危害也是广大科技工作者的迫切任务。 2.对安全和环境的危害 腐蚀不仅造成经济上的损失；也经常构成对安全的威胁。均匀腐蚀，如铁生锈，一般进展缓慢，危险性不大，但一些局部腐蚀如孔蚀（穿孔）和应力腐蚀破裂，常常是突然发生的，可能引起事故，造成意外危险。过去国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁，桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷，油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸等。化工厂的腐蚀事故更多，如贮酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染，液氨贮罐爆炸，造成人员伤亡，管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如氯、硫化氢、氰化氢等的泄漏，则更危及工作人员和附近居民的生命安全。据一些化工厂的统计，化工设备的破坏约有60％是由于腐蚀引起的，而腐蚀破坏中约30％是均匀腐蚀， 70％则属于危险的局部腐蚀，其中以应力腐蚀破裂为最多。可见，除了经济损失以外，腐蚀对安全和环境的威胁决不容忽视。 3.阻碍新技术的发展 一项新技术、新产品、和新工业的产生过程中，往往会遇到需要克服的腐蚀问题，只有解决了这些困难的腐蚀问题，新技术、新产品、新工业才得以发展。工业史上有许多例子，如铅室法硫酸工业是在找到了耐稀硫酸的铅材才得以发展起来的; 发明了不锈钢以后，生产硝酸和应用硝酸的工业才蓬勃兴起。近代还有一个有趣的例子，美国人在实施登月计划的过程中，遇到一个严重的腐蚀问题：盛四氧化二氮（氧化剂）的容器是用钛合金（6％A1，4％V）制成的，试验中几小时内就破裂，经查是应力腐蚀所致。后来科学家找到了防止破裂的方法：在氧化剂中加入少量水（＞1.5％）或加0.6％NO，作为缓蚀剂，控制了应力腐蚀，克服了这道障碍，人类终于登上了月球。现在和未来在发展新技术、新产品的过程中，还会不断遇到各种新的腐蚀问题，而且是越来越困难的问题，例如化学、能源（包括核能）、航天工业等都有向高温、高压方向发展的趋势，这样可获得更高的生产率，更快的速度和更低的生产成本。但高温高压会造成更加苛刻的腐蚀环境。早期的喷气机油泵温度约为790℃，现在已达到约1100℃，这就需要适应高温、高速的新材料。由于石油和天然气的短缺，特别是我国，利用蕴藏量巨大的煤转化为气或液体燃料，是有重大意义的，但这就会遇到一连串的腐蚀问题：高温（超过1650℃）、高压、庞大的容器、粉尘的磨损腐蚀，硫化氢以及加氢引起的氢腐蚀，适应高温、高速、高磨蚀的泵和阀等。解决了这一系列问题，将可能获得廉价的煤的液化、气化燃料，将使我国以至世界的经济面貌大为改观。 4.促进自然资源的耗损 地球只有薄薄的一层外壳贮藏着可用的矿藏，而金属矿的贮量是有限的，现在已越来越减少。人类从矿石中提炼出金属，腐蚀又使金属变为无用的、不能回收的散碎的氧化物等，因而加速了自然资源的耗损。从延缓自然资源耗竭的观点看，防止腐蚀的工作也是十分重要的。 三、腐蚀的分类 根据腐蚀的形态，可分为均匀（全面）腐蚀和局部腐蚀两类，局部腐蚀还可分为若干小类。 根据腐蚀的作用原理，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。两者的区别是当电化学腐蚀发生时，金属表面存在隔离的阴极与阳极，有微小的电流存在于两极之间，单纯的化学腐蚀则不形成微电池。过去认为，高温气体腐蚀（如高温氧化）属于化学腐蚀，但近代概念指出在高温腐蚀中也存在隔离的阳极和阴极区，也有电子和离子的流动。据此，出现了另一种分类：干腐蚀和湿腐蚀。湿腐蚀是指金属在水溶液中的腐蚀，是典型的电化学腐蚀，干腐蚀则是指在干气体（通常是在高温）或非水溶液中的腐蚀。单纯的物理腐蚀，对于金属很少见，对于非金属，则多半产生单纯的化学或物理腐蚀，有时两种作用同时发生。 金属腐蚀与控制
第一章电化学腐蚀 1、何为腐蚀原电池？（外电路短路，画图） 腐蚀原电池：外电路短路原电池。 2、何为次生腐蚀反应？举例说明（Fe） 次生腐蚀反应：阳极、阴极腐蚀产物之间发生反应。 如：Fe，Cu，3%NaCl溶液中； 阳极：Fe - 2e = Fe2+ 阴极：O2 + 2H2O + 4e ＝4OH－次生腐蚀过程：Fe2++ 2OH- = Fe(OH)2 Fe(OH)2 沉积阳、极阴交界处形成致密膜起保护作用，若Fe(OH)2 进一步反应：Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝4Fe(OH)3，脱水成铁锈xFeO.yFe2O3.2H2O 疏松不起保护作用。 3、微电池的种类有哪些？ 定义：人眼不可辨，指阳极区和阴极区尺寸小，很难区分。 （1）成分不均匀钢或铸铁中的Fe、Fe3C或石墨，Fe为阳极，Fe3C或石墨为阴极；（2）组织不均匀晶界与晶粒内部，一般晶界为阳极，晶粒内部为阴极； （3）物理状态不均匀应力大晶格畸变为阳极，应力小为阴极。 4、双电层有哪几种？ （1）金属+ H2O Mn +.ne + mH2O = Mn+ .mH2O + ne （2）金属+ 金属盐溶液
CuSO4溶液中的Cu2+由于被Cu吸引沉积到Cu上。Cu2 + + 2e = Cu （3）非金属+ 电解质溶液 氧电极：Pt吸附O2或O，得到Pt上的e。Pt =Pt + + e 氢电极：Pt吸附H2或H，得到Pt上的e。Pt =Pt + + e 5、简述阴极和阳极化学极化、浓差极化、电阻极化的原因。 （1）阳极极化原因 A.化学极化（活化极化）：金属溶解速度＜电子迁移速度，电子迁移到阴极，失电子Mn+还未迁移到溶液中，导致阳极带正电荷，电位升高，ηa＞0; B.浓差极化：阳极周围Mn+向外扩散速度较慢，使阳极附近Mn+活度升高，ηc＞0; M - ne ＝Mn+；ε↑=ε0+RT/nF ln（a Mn↑/1） C. 电阻极化：阳极形成保护膜，使M→Mn+过程受阻，ηr＞0; （2）阴极极化原因
设备防腐蚀管理 1.范围 1.1为加强我公司设备设施防腐工作，延长设备设施使用寿命，保证生产装置安全、稳定、长周期运行，依据国家相关法律、法规和中国天然气总公司《炼油(化工)厂设备管理制度》的有关规定，特制定本管理办法。 1.2 本管理办法适用于辽河石化公司生产及辅助生产装置接触腐蚀介质的各类设备、管道、建（构）筑物等（以下统称“设备设施”)；凡受到生产工艺中腐蚀介质或工业大气、冷却水腐蚀的设备设施，都必须采取相应的防腐措施。 2.引用标准 2.1 HGJ229-91《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》 2.2 SHS01034—2004《设备及管道涂层检修规程》 3.术语和定义 4.职责 4.1 机动设备处职责： 4.1.1 本公司设备设施防腐蚀工作统一由机动设备处归口管理，机动设备处设置专职防腐蚀管理人员。 4.1.2 负责贯彻执行国家和上级部门有关设备设施防腐规范、规程和规定，并结合公司情况制定设备设施防腐管理规定，推行全过程管理。 4.1.3负责编制防腐蚀长远规划和年度防腐计划，做好日常防腐蚀管理并督促实施，开展技术交流培训工作，组织基层单位、设备研究部门进行腐蚀调查，针对设备腐蚀问题进行研究、攻关，编写设备腐蚀分析报告，提出防腐蚀措施，推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料，不断提高设备防腐技术水平。 4.1.4负责设备设施防腐施工队伍的统一安排。
4.2 科技信息处职责： 4.2.1 负责工艺防腐的技术管理，制订和完善工艺防腐措施的技术指标及考核。 4.2.2 组织工艺防腐技术方案的审定和药剂的筛选。 4.2.3 针对生产工艺过程中出现的腐蚀问题，积极组织有关部门、使用单位和科研单位进行研究、攻关，不断提高工艺防腐管理工作的水平。 4.3 设备防腐研究室职责： 4.3.1负责公司范围内设备腐蚀机理研究、防腐分析与试验，开展工艺防腐蚀监测与评价、设备定点测厚、无损检测、?金相分析、机械性能等工作。 4.3.2负责推广、试验、研究适用于我公司的新技术、新材料、新经验．新成果。 4.4 电子商务部职责： 4.4.1 负责防腐材料、药剂的采购供应。 4.4.2 防腐材料、药剂质量必须达到国家标准、相关行业标准或企业标准的要求。 4.5 生产车间职责： 4.5.1 负责本单位设备设施防腐计划的制订、实施和日常管理工作。 4.5.2 负责组织建立和完善本单位设备设施的腐蚀档案、台帐，健全腐蚀基础资料，掌握设备设施腐蚀状态。并将相关信息录入设备管理系统中。 4.5.3 负责本单位防腐设备设施的日常维护保养和防腐设备设施检维修工作。 4.5.4 认真抓好工艺防腐操作管理，严格执行工艺防腐的控制指标。 4.5.5 负责本单位防腐新技术、新工艺、新设备、新材料的推广及应用，并进行总结、评价。 5.管理内容及要求 5.1
ADSS光缆电腐蚀故障的在线监测方法 【摘要】针对全介质自承式（ADSS）光缆架设在输电线路上会产生电腐蚀，阻碍通信系统的安全运行的问题。本文基于Sagnac光纤干涉仪，提出一种光缆电腐蚀故障的在线监测方法，通过对对干涉信号进行解调来获取干扰位置信息，实现对电腐蚀故障的在线监测。 【关键词】电力通信；ADSS光缆；电腐蚀；光纤光栅传感器 ADSS光缆是在电力通信中广泛应用于35kV及以上电压等级的架空线路杆塔上的全介质自承式的架空光缆，凭借其外径尺寸小、质量轻的优点，经常在通信线路改造时被安装在原有的输电杆塔上。但当杆塔强度、空间电位强度、与地面或交越物的间距关系失配，ADSS光缆就很容易出现各类故障，其中最主要的是电腐蚀故障，不仅阻碍着电力通信网的正常运行，同时也威胁着电力系统的安全与稳定。 1、电腐蚀故障的常见形式 电腐蚀故障主要三种常见形式为击穿、电痕和腐蚀。击穿指ADSS光缆表面发生巨能电弧并伴随大量热量，熔化护套边缘并造成穿孔，烧断纺纶使光缆强度急剧下降。电痕是指电弧在护套表面形成放射状碳化通道，然后不断加深，在张力的作用下开裂并露出纺纶。腐蚀故障指护套表面泄漏
电流所产生的热量，减弱聚合物的结合力，从而使护套表面粗糙、减薄。当电腐蚀故障发生时，护套的聚合力会随之减弱，一旦当减弱至不足以维张力时便会发生严重的断缆事故，阻碍通信网络的安全稳定运行。 2、光纤Sagnac环的应变效应 Sagnac干涉效应的原理为将光源发出的光经分光器变成两束，使其分别沿顺、逆时针在干涉仪中传播，并汇聚至耦合器处发生干涉。光缆受到应力后会影响护套内的光纤，使其发生细微的变化，从而改变受干扰位置处纤芯的折射率、长度、散射效应等物理特性。造成传播在其中的光波相位差发生变化，并改变干涉后的接收光波功率，通过监测相位、功率的变化可以实现对外部应力的监测。Sagnac干涉仪的结构示意图为： 耦合器的两个端口分别连接一段ADSS光缆的其中两芯，并在远端将这两芯环接起来就构成了一个Sagnac环。L1和L2为干涉仪的两个传感臂，耦合器负责聚合及分解光束。激光器发出的光源经耦合器被分解后，分别沿顺时针及逆时针方向传播至耦合器处，再次汇合发生干涉。当ADSS 光缆未受到应力干扰时，沿着顺、逆时针传播的光波干涉后相差恒定。 当ADSS光缆处发生电腐蚀故障时，伴随而来的应力以及高温灼烧作为一种干扰源，会透过护套改变光纤的长
文章编号:1000-2634(2002)02-0068-03 管道内腐蚀监测系统的设计与实现 郑利锋1,杨小雪1,张平2 (1.西南交通大学计算机与通信工程学院,四川成都610031;2.西南石油学院机电工程学院) 摘要:腐蚀监测技术是指测试设备正常运行时的内部腐蚀或破坏情况,以避免重大事故发生,延长设备寿命,使生产设备能更有效的运行。以通用微型计算机、调制解调器、可编程逻辑控制器(F X-2N)、信号变送器、腐蚀探针为硬件核心,以虚拟仪器编程环境LabVI EW为软件平台,开发设计了管道内腐蚀监测系统。该系统通过电阻(ER)腐蚀探针、线性极化电阻(L PR)腐蚀探针监测设备内部的电化学腐蚀程度、氢脆趋势,评价缓蚀剂效果。应用该系统对川西北矿区部分管道进行了腐蚀监测,现场监测结果表明,该系统能对管道内腐蚀情况进行高效、可靠的在线监测。 关键词:虚拟仪器;管道腐蚀;远程监测 中图分类号:T E973.6 文献标识码:A 引 言 在石油、化工、动力、食品等工业中,广泛使用的各种管道,经常受到有腐蚀性液体或气体的侵蚀。当管体被腐蚀,其壁厚减薄到一定程度后,会产生泄漏或破裂,造成极大的危害和损失。因此,监测它们被腐蚀的情况,是非常必要的。通过腐蚀监测,获得腐蚀过程和操作参数之间相互关联的信息,以便对问题进行判断,改善腐蚀控制,从而达到改善生产能力,延长设备寿命,减少投资和操作费用的目的[1]。 管道内腐蚀监测系统用于监测设备内部腐蚀状况,系统通过电阻(ER)腐蚀探针、线性极化电阻(LPR)腐蚀探针监测设备内部的电化学腐蚀程度、氢脆趋势、评价缓蚀效果,并分析介质压力、流速、温度等工艺参数对腐蚀的影响。目前的腐蚀监测系统大都存在腐蚀数据精度不够、抗干扰能力差、操作烦琐和人机界面不友好等问题,本研究在总结前人工作的基础上,设计出了以计算机、可编程逻辑控制器、信号变送器、腐蚀探针为核心的硬件核心,以虚拟仪器编程环境LabVIEW为软件平台的计算机监测系统,解决了现有监测系统中存在的问题,提高了监测系统的性能指标。 1 系统硬件组成 管道内腐蚀监测系统硬件结构(如图1)。该硬件系统由腐蚀探针、信号变送器、可编程逻辑控制器(PLC)、调制解调器(MODEM)、微型计算机等部分组成。腐蚀探针包括电阻(ER)探针、线性极化(LPR)探针和氢探针,分别用来测量不同的腐蚀量。各种腐蚀探针都有相应型号的信号变送器和它相连接。信号变送器将检测到的信号变化量转化为4～20mA的电流,传送到可编程逻辑控制器中。可编程逻辑控制器用于采集数据[2],存储由信号变送器传送的数据,等待计算机提取。计算机具有强大的分析处理能力,用于对采集的数据进行分析、处理、显示和存储,并且负责与PLC通信和对PLC进行控制 。 图1 系统硬件结构 2 系统软件结构 2.1 开发平台及软件功能介绍 操作系统选用中文Window s98,系统开发软件 第24卷 第2期 西南石油学院学报 V ol.24 No.2 2002年 4月 Journal of Southwest Petroleum Institute A pr 2002 收稿日期:2001-11-26 作者简介:郑利锋(1977-),女(汉族),四川内江人,在读研究生,从事虚拟仪器、数字信号处理等方面的研究。
第五章腐蚀的控制方法 在不同情况下引起金属腐蚀的原因是不尽相同的，因此根据不同情况采用的防腐技术也是多种多样的。 在生产实践中用的最多的防腐技术大致可分为如下几类： 1、合理选材，根据不同介质和使用件选用合适的金属材料和非金属材料； 2、阴极保护：利用金属电化学腐蚀原理，将被保护金属设备进行外加阴极化以降低或防止金属腐蚀； 3、阳极保护，对于钝化溶液和易钝化金属组成的腐蚀体系，可以采用外加阳极电流的方法使被保护金属设备进行阳极钝化以降低金属腐蚀； 4、介质处理，包括去除介质中促进腐蚀的有害成分（例如锅炉给水的除氧）调节介质的PH 值及改变介质的湿度等； 5、添加缓蚀剂。往体系中添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的物质以保护金属； 6、金属表面覆盖层。 在金属表面喷、射、渗、镀、涂上一层耐蚀性好的金属或非金属物质以及将金属进行氧化处理。使被保护金属表面与介质机械隔离而降低金属腐蚀； 7.合理的防腐蚀设计及改进生产工艺流程以减轻或防止金属的腐蚀。 每一种防腐蚀措施都有其应有范围和条件。使用时要注意。对一种情况有效的措施，在另一种情况下就可能是无效的；有时甚至是有害的。例如：阳极保护只适用于金属在介质中易于阳极钝化的体系，如果不能造成钝态，则阳极极化不仅不能减缓腐蚀，反而会加速金属的阳极溶解。另外，在某些情况下，采取单一的防腐蚀措施其效果并不明显，但如果采用两种或多种防腐蚀措施进行联合保护，就比单一种方法效果好得多。 对于一个具体的腐蚀体系究竟采用哪种措施的防腐蚀，应根据腐蚀原因，环境条件各种措施的防腐蚀效果，施工难易以及经济效益综合考虑。 第一节合理选用耐腐蚀材料 一、设备的工作条件(介质，温度和压力)对材料的要求 设备的工作介质的情况是选材时首先要分析考虑的。例如工作介质是硝酸，其为氧化性酸，应选用在氧化性介质中易形成氧化膜的材料，如不锈钢，铝，钛等金属材料，稀硝酸用不锈钢，浓硝酸用纯铝；如果工作介质是盐酸，其为还原性酸，应选用非金属材料。 其次要考虑设备所处的温度。通常温度升高腐蚀速度加快，例如在浓度大于70%的硫酸中，常温下碳钢是耐蚀的，温度高于70C时就不耐蚀了；低温时还要考虑材料的冷脆问题，例如在深度冷冻装置中一般选用铜、铝、不锈钢，而不能用碳钢。 另外要考虑设备的压力。通常是压力越高对材料的耐蚀性能要求越高，所需材料的强度要求越高，非金属材料、铝、铸铁等，往往难于在有压力的条件下工作，这时需考虑选用强度高的其它材料或衬里结构等防护方法。 2、设备的类型和结构 选材时要考虑设备的用途，工艺过程、结构设计特点，例如泵是流体输送机械，要求材料具有良好的抗磨蚀性能，良好的铸造性能，高温炉要求材料具有耐热性能，换热器除要求材料有良好的耐蚀性外还要求有良好导热性以及表面光滑不易生成坚实的垢层。 3、环境对材料的腐蚀 除均匀腐蚀外特别要注意晶间腐蚀，电偶腐蚀，缝隙腐蚀，孔蚀，应力腐蚀破裂及腐蚀疲劳等局部腐蚀，例如不锈钢，铝在海水中可能产生孔蚀，选材时应注意。