管道阴极保护:设计、安装和运营
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第1章 概述

1.1 防腐蚀的意义

自然界中,大多数金属是以化合状态存在的;化合态金属元素通过炼制,被赋予能量,才从离子状态转变成原子状态。然而,回归化合状态是金属的固有本性。金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程就是腐蚀。

金属腐蚀广泛地存在于我们的生活中,以至于我们对其发生、发展熟视无睹,习以为常。国外统计表明,每年由于腐蚀而报废的金属材料,相当于金属年产量的20%~40%,全世界每年因腐蚀而损耗的金属达1亿吨以上。金属腐蚀直接和间接地造成巨大的经济损失。据有关部门统计,每年由于腐蚀而造成的经济损失:中国约5000亿元人民币;美国约2760亿美元;英国为国民经济总产值的3.5%;日本为国民经济总值的1.8%。金属的腐蚀不但会造成经经济上的损失,还会引发火灾、爆炸等事故,造成人员伤亡、环境污染(图1-1)。2013年11月22日,位于山东省青岛经济技术开发区的输油管道泄漏,原油进入市政排水暗渠,在形成密闭空间的暗渠内油气积聚遇火花发生爆炸,造成62人死亡、136人受伤,直接经济损失7.5亿元。全世界约有输气管道200万千米,几乎每天都有一起腐蚀事故发生,因此,必须积极面对并防范腐蚀所带来的危害。

图1-1 金属腐蚀的危害

多数油气资源处于偏远荒凉、人迹罕至的地区,为了把这些能源输送到繁华的消费区,需要修建成百上千公里的管道(图1-2)。大多数长输管道是埋地的,土壤中含有水分、空气、酸、碱、水溶性矿物盐以及微生物,这些因素都会使金属管道发生腐蚀。因此,必须采取防腐措施,以保证管道的使用寿命,减少由于腐蚀造成的经济损失及环境破坏。利用目前已知的防腐技术,可以挽回约30%的腐蚀损失,因此,积极地进行腐蚀防护具有很大的经济及社会意义。

图1-2 长输管道施工