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第1章 绪论1

1.1 阴极保护和阳极保护技术的任务1

1.1.1 目的1

1.1.2 任务2

1.2 腐蚀与防腐蚀工程技术的定义和分类3

1.2.1 定义3

1.2.2 腐蚀类型3

1.2.3 防腐蚀工程技术分类6

参考文献7

第2章 腐蚀电化学基础8

2.1 金属腐蚀的电化学电池8

2.1.1 电化学腐蚀反应的特征8

2.1.2 腐蚀原电池8

2.1.3 双电层与电极电位10

2.1.4 平衡电位与非平衡电位11

2.1.5 可逆电极的类型13

2.1.6 标准电极电位表与电偶序15

2.2 电位-pH图18

2.2.1 电位-pH图原理18

2.2.2 金属的电位-pH图18

2.2.3 电位-pH图应用及其局限性21

2.3 极化与腐蚀速度25

2.3.1 电极过程的控制性步骤与极化25

2.3.2 电化学极化方程式26

2.3.3 浓差极化方程式27

2.3.4 腐蚀极化图28

2.3.5 极化曲线与电极反应29

2.4 析氢腐蚀与耗氧腐蚀33

2.4.1 金属腐蚀的阳极过程和阴极过程33

2.4.2 析氢腐蚀34

2.4.3 耗氧腐蚀37

2.5 金属的钝化39

2.5.1 钝化现象39

2.5.2 具有活化-钝化转变特征的阳极极化曲线40

2.5.3 金属钝化理论41

参考文献43

第3章 阴极保护原理与主要参数44

3.1 阴极保护原理44

3.1.1 阴极保护技术发展简史44

3.1.2 阴极保护原理46

3.2 阴极保护方法及主要参数50

3.2.1 两种主要的阴极保护方法50

3.2.2 阴极保护的主要参数52

3.2.3 影响因素60

3.3 阴极保护判据和有效性67

3.3.1 阴极保护判据67

3.3.2 保护电位判据应用的有效性69

参考文献74

第4章 牺牲阳极法阴极保护技术76

4.1 牺牲阳极法阴极保护系统76

4.1.1 电偶序与牺牲阳极法阴极保护76

4.1.2 牺牲阳极法阴极保护系统构成78

4.2 牺牲阳极材料79

4.2.1 牺牲阳极材料的作用与要求79

4.2.2 牺牲阳极的种类与规格80

4.2.3 牺牲阳极材料的性能85

4.3 牺牲阳极环境与填包料107

4.3.1 牺牲阳极工作的环境介质107

4.3.2 牺牲阳极填包料109

4.4 牺牲阳极法阴极保护设计111

4.4.1 牺牲阳极种类的选择112

4.4.2 牺牲阳极法阴极保护的设计计算112

4.5 牺牲阳极安装和保护效果检测117

4.5.1 阳极分布与安装117

4.5.2 检测站（测试桩）119

4.5.3 保护效果检测121

4.6 牺牲阳极的其他用途126

4.6.1 牺牲阳极用作接地极126

4.6.2 牺牲阳极用作参比电极127

4.6.3 牺牲阳极用作接地电池128

4.6.4 牺牲阳极用于接地排流和安全防范128

参考文献129

第5章 外加电流法阴极保护技术131

5.1 外加电流法阴极保护系统131

5.1.1 外加电流法阴极保护技术特点131

5.1.2 外加电流法阴极保护系统构成132

5.2 外加电流法阴极保护的电源设备134

5.2.1 整流器134

5.2.2 恒电位仪135

5.2.3 恒电流式整流器137

5.2.4 其他形式的电源137

5.3 外加电流法阴极保护的辅助阳极141

5.3.1 辅助阳极的作用与性能141

5.3.2 辅助阳极材料143

5.3.3 阳极床与填充料155

5.4 外加电流法阴极保护设计163

5.4.1 外加电流法阴极保护设计的原则要求163

5.4.2 保护参数选择与判据166

5.4.3 工艺计算167

5.4.4 管道沿线的电位分布和电流分布172

5.5 安装与施工176

5.5.1 阳极地床处理176

5.5.2 检测站（测试桩）177

5.5.3 参比电极178

5.5.4 导线敷设与接头处理179

参考文献181

第6章 直流杂散电流腐蚀及其防护183

6.1 引言183

6.2 直流杂散电流腐蚀的起因和机制184

6.3 直流杂散电流干扰源186

6.3.1 源于直流电气化铁路的直流杂散电流186

6.3.2 源于阴极保护系统的直流杂散电流193

6.3.3 源于高压直流电力线的直流杂散电流194

6.3.4 源于地电流的直流杂散电流196

6.4 直流杂散电流腐蚀的防护197

6.4.1 直流杂散电流腐蚀的判定197

6.4.2 直流杂散电流干扰的调查与测定199

6.4.3 直流杂散电流腐蚀的防护措施201

6.4.4 直流杂散电流的排流方法202

6.5 海洋结构物的直流杂散电流腐蚀及其防护209

6.5.1 海水中金属结构物的直流杂散电流腐蚀209

6.5.2 海水中直流杂散电流腐蚀的防护210

参考文献211

第7章 交流干扰及其防护212

7.1 引言212

7.2 交流干扰的影响机制213

7.2.1 电阻耦合干扰213

7.2.2 电容耦合干扰214

7.2.3 电感耦合干扰215

7.2.4 电弧、雷电、开关冲击和其他瞬变电流222

7.3 交流腐蚀作用223

7.3.1 交流电对金属腐蚀的影响作用223

7.3.2 交流电对金属阳极溶解过程的作用机理224

7.4 交流干扰影响与对策226

7.4.1 电阻耦合的交流干扰影响与对策226

7.4.2 电容耦合的交流干扰影响与对策226

7.4.3 电感耦合的交流干扰影响与对策226

7.4.4 交流电气化铁路产生的交流干扰影响与对策227

7.5 交流干扰的防护措施和保护装置228

7.5.1 防止交流干扰的接地措施和直流去耦器228

7.5.2 接地极和阴极保护230

7.5.3 实施阴极保护的埋地金属管道上的排流保护232

7.5.4 防止交流干扰的其他保护装置234

7.6 对交流干扰的人员安全防护237

7.6.1 结构物上交流干扰影响对人员电击危险的判别237

7.6.2 结构物施工期间的安全防护238

7.6.3 结构物和阴极保护系统运行维护期间的安全防护239

7.7 交流干扰的检测和判定240

7.7.1 交流干扰的检测240

7.7.2 交流干扰的工业防范要求247

7.7.3 在交、直流干扰下的埋地管道阴极保护判据247

参考文献253

第8章 阴极保护检测技术255

8.1 概述255

8.1.1 阴极保护检测技术的基本要求255

8.1.2 阴极保护检测的任务256

8.2 电位测试方法256

8.2.1 直接参比法256

8.2.2 地表参比法257

8.2.3 近参比法258

8.2.4 远参比法259

8.2.5 断电法259

8.2.6 近间距电位测量法266

8.2.7 在杂散电流影响下的无IR降电位测量274

8.2.8 极化试片法278

8.3 电流测试方法279

8.3.1 牺牲阳极输出电流测量279

8.3.2 管内电流测量282

8.4 电阻测试方法283

8.4.1 绝缘连接器的绝缘性能测试283

8.4.2 接地电阻测试286

8.4.3 土壤电阻率测试288

8.5 管道外防腐层绝缘电阻测试及故障点检测295

8.5.1 管道外防腐层绝缘电阻测试295

8.5.2 防腐层漏点（缺陷）检测技术299

8.5.3 故障点检测306

8.6 交流干扰和直流干扰的测试方法312

8.6.1 交流干扰的检测技术312

8.6.2 直流干扰的检测技术318

参考文献323

第9章 阳极保护原理与主要参数325

9.1 引言325

9.2 金属钝性与阳极保护327

9.2.1 可施加阳极保护体系的阳极极化曲线327

9.2.2 钝化及表面膜330

9.2.3 钝性的破坏与建立334

9.3 阳极保护原理336

9.3.1 阳极保护原理336

9.3.2 钝化过程341

9.3.3 钝化膜结构342

9.4 实现阳极保护的方法343

9.4.1 在溶液中添加氧化剂（钝化剂）344

9.4.2 合金的阳极改性345

9.4.3 保护器法346

9.4.4 外电源法347

9.5 阳极保护的主要参数348

9.5.1 致钝电流密度ier和致钝电位Eer348

9.5.2 维钝电流密度ip351

9.5.3 稳定钝态区电位范围351

9.5.4 自活化时间Ta355

9.5.5 分散能力与保护距离356

参考文献357

第10章 阳极保护设计与应用技术359

10.1 阳极保护系统359

10.1.1 辅助阴极359

10.1.2 参比电极363

10.1.3 阳极保护电源367

10.2 阳极保护系统的设计与安装369

10.2.1 阳极保护系统的设计369

10.2.2 阳极保护系统的构型配置与安装375

10.3 阳极保护致钝、维钝及运行管理378

10.3.1 阳极保护致钝方法378

10.3.2 阳极保护维钝方法381

10.3.3 阳极保护的运行管理387

10.4 阳极保护技术的工业应用389

10.4.1 阳极保护技术的适用范围389

10.4.2 硫酸体系中的阳极保护390

10.4.3 氨水及铵盐溶液中的阳极保护401

10.4.4 纸浆及造纸工业中的阳极保护405

10.4.5 其他材料／介质体系的阳极保护应用414

参考文献415