腐蚀监测精选(九篇)

第1篇：腐蚀监测范文

引言

随着我国航运和海洋工程事业的迅速发展，船舶、海洋平台及港口设施等海洋工程结构使用了大量的金属材料，而且投入量逐年增加。这些海洋结构材料的大量使用和海洋构筑物的建设，要求人们对钢铁等海洋结构材料在海洋环境下的腐蚀行为有正确的认识。金属材料在海洋中的腐蚀相当严重。目前全世界每年因腐蚀造成的经济损失高达数万亿美元。[1-5]研究腐蚀的目的是为了防腐，本文综述了海洋工程材料监测技术和腐蚀监测的基本要求，介绍了腐蚀防护的基本方法。

1腐蚀监测技术

1.1 腐蚀监测技术简介

腐蚀监测技术，就是对设备的腐蚀速度和某些与腐蚀速度密切相关的参数进行连续或断续测量，同时根据这测量对生产过程的有关条件进行控制的一种技术。可以了解腐蚀控制的效果，迅速、准确的判断设备的腐蚀情况和存在隐患，以便研究制定出恰当的防腐措施。[6]

腐蚀监测是腐蚀防护的基础工作，对材料的防腐起到非常重要的作用，但长期以来发展比较慢。从20世纪80年代起，国际上对腐蚀监测有了更清楚的认识，逐步发展起来了可用于工业生产的监测技术。它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，从时间上可分为传统监测技术和现代监测技术。 传统的腐蚀监测方法从原理上可分为物理测试（失重挂片法、电阻法、氢监测）、电化学测试（线性极化电阻法）、化学分析（分析铁离子、氯离子、硫化氢、二氧化碳、ph值、细菌等）。现代监测技术如：超声波法、声发射法、电位法、电阻法、电偶法、热象法、射线技术及各种探针技术[7]。近年来又出现了许多新的监测技术，如交流阻抗技术、恒电量技术、电化学噪声技术，并在这些技术基础上相应的研制了各类的腐蚀监测仪器。[8-13]

1.2 腐蚀监测方法的要求

由于腐蚀监测的目的是实现腐蚀检测，并进而实现对腐蚀的控制，所以腐蚀监测的方法应满足一下几项要求。

（1）使用可靠，可以长期进行测量，有适当的精度和测量重现性，以便确切的判定腐蚀速率。

（2）应当是无损检测，测量不需要停车。这对于高温、高压和具有放射性等工艺特别重要。

（3）具有足够高的灵敏度和反应速率，测量过程要尽可能短，以满足自动报警和自动控制的要求。

（4）操作维护简单

1.3 腐蚀监测方法的选择

选择腐蚀监测方法时，首先要明确需要获得的信息，其中包括设备管理方面需要的信息。根据这些要求，可以按下述几种情况来进行选择。表1为几种常见检测方法的比较。

（1）如果是对一种新的腐蚀情况进行判断，在腐蚀过程的本质和控制因素未知或不完全清楚的情况下，可以通过实验室模拟实验来确定某项最重要的影响因素，以确定选择某一种监测技术，解释由设备监测获得的结果。

（2）如果是监测已知系统的腐蚀行为，对于腐蚀过程的本质和控制因素已经通过相似装置成功监测明确。基于成功经验，可直接移植使用。

2 腐蚀控制技术

研究腐蚀的目的是为了防腐。实践证明，如果充分利用现有的防腐技术，广泛开展防腐教育，并采用严格的防腐设计与科学的管理，因腐蚀造成的经济损失中有20%—40%是可以避免的。[14] 大的方向来说，腐蚀控制技术应从五个方面入手：

（1）材料本身方面，合理选材，提高金属纯度，添加合金元素或进行热处理。

（2）改变环境介质的腐蚀性，如从系统腐蚀介质中除去h、溶解o2等去极化剂；

（3）采用防腐层，如涂料、塑料、橡胶等有机材料覆盖层或玻璃、陶瓷等无机材料，隔绝金属与腐蚀介质的接触；

（4）电化学保护，包括阴极保护和阳极保护；

（5）工艺控制，包括除砂除杂、调节温度、压力、流速、流动状态、金属结构尺寸、增大腐蚀余量等措施。

2.1 合理选材

（1）钢铁材料

常用的钢铁材料根据组成可分为三种：铸铁、碳钢和不锈钢。普通铸铁在碱性环境中具有相当好的耐腐蚀性能，在工程上得到广泛的应用，尤其是各类海水泵、阀门等部件。在铸铁中加入不同的合金元素，可生产出各类耐腐蚀合金铸铁，主要有低合金铸铁、高镍铸铁、高铬铸铁、高硅铸铁等。碳钢和普通低合金钢在海洋工程用金属材料中占80%以上，价格低廉、使用方便、加工性能好、使用经验丰富、可靠性高。不锈钢的耐腐蚀性在海洋大气、飞溅带、潮差带较好，在海水全浸区不锈钢的主要腐蚀特征是局部腐蚀。目前不锈钢主要应用于在海水淡化工程中的容器、管道、海水泵；海水养殖工业中的网箱、海水潜水泵等，不锈钢配件如阀门、螺栓、网等在海洋工程中也广泛使用。

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（2）铜与铜合金

铜与铜合金具有良好的力学性能、可成型性、导热性，同时在海洋环境中具有优良的耐腐蚀性。在海洋环境中，铜和铜合金常见的腐蚀类型有均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和成分选择性腐蚀等，此外还有应力腐蚀和疲劳腐蚀发生。白铜是耐腐蚀性能最好的一类铜合金，广泛应用于海水冷凝管、换热器和仪器仪表部件；铝青铜和锰青铜适宜于作螺旋桨；锡青铜适用于制作泵体、阀门、叶轮等。其应用领域主要集中在舰船工业、滨海电厂。

（3）铝与铝合金

铝合金有较高的强度/质量比，良好的塑性和海洋大气腐蚀性能。许多铝合金在海水中也有较好的腐蚀性，近年来在海洋环境中的应用不断增加。经改性后的铝合金，目前在海水淡化冷凝管、海洋化工和船舶中用着海水换热器材料。

（4）钛与钛合金

钛与钛合金目前是所知材料中抗常温海水腐蚀性能最好的材料，即使在污染海水、热海水、流动海水、海泥中均具有良好的耐腐蚀性。在海洋工程中得到广泛应用，主要有海水淡化装置中的冷凝管、输运管道、海水换热器、海水蒸发器、海水恒温器、海水泵、耐海水船舶用管件工具。

在海洋工程中应用的其它金属材料还有很多，如锌，在海水环境中多用作牺牲阳极或者表面喷涂做防腐涂料使用；镍合金可应用于电热偶、涡轮发动机涡、燃烧室和涡轮叶片等；铅，可用于海底通信电缆保护套。[15-20]

2.2 改变环境介质

改变起腐蚀作用的介质的性质，以防止或减轻介质对金属制品或设备的腐蚀。这种方法只能在有腐蚀性的介质的体积有限的条件下使用。环境处理可分为两类：

除去或减少介质中的有害组分 常见的方法有：①去湿、防尘，以消除空气中所含的水蒸气、二氧化硫、尘土等有害组分；②除氧，是锅炉用水处理的主要技术，可有效地控制锅炉系统的水腐蚀；③脱盐，炼制前将原油中所含的各种盐类（如氯化镁）降到合理水平，以减轻对炼油设备的腐蚀，这是原油处理的重本文由收集整理要工序。④调节水系统ph，在船用锅炉水处理过程中经常使用。

添加缓蚀剂，在腐蚀介质中加入少量能显著降低腐蚀速度的物质[21]。缓蚀剂分为无机和有机两类。无机缓蚀剂有硝酸盐、亚硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐等氧化性缓蚀剂；有磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐等非氧化性缓蚀剂。有机缓蚀剂有胺类、醛类、杂环化合物、咪唑啉类和有机硫化物类等。这些缓蚀剂虽然化学结构不同，但在酸性介质中的缓蚀率都相当大。缓蚀剂的使用效果同腐蚀介质的各种参数和条件有密切的关系，使用时应严格选择。土耳其cukurova大学的学者研究了罗丹宁乙酸的缓蚀作用[22]，在不同的盐酸浓度下做耐腐蚀实验，结果发现，罗丹宁乙酸对低碳钢在0.1m hcl中的腐蚀有良好的抑制作用。一些缓蚀剂有毒，不能用于与制备食品的有关的介质中。此外，气相缓蚀剂（如防锈纸等）也广泛用来防止大气对金属制品的腐蚀。

2.3 表面防护

金属材料及其制品表面经处理后形成防护层，可以使金属表面与外界介质隔开，阻止两者发生作用，同时还能取得装饰性外观。表面防护是防止或减轻基体金属腐蚀应用最普遍的方法。表面防护层常见的有两类：金属镀层和非金属涂层。[23-25]

在金属表面镀层有下列方法：

⑴扩散渗镀，又称表面合金化处理。用热扩散的方法，使耐腐蚀的金属或合金渗入基体金属表面，与基体金属形成固溶体或金属间化合物，这层耐蚀的表面称为渗镀层。渗镀时把待镀件埋置在由惰性填料、渗镀金属元素和卤化物活化剂组成的包渗箱中，在氢气或惰性气氛中，于规定温度条件下保持一定的时间，使渗入的金属与基体金属互相扩散，直到基体金属表面形成合金覆盖层。具有耐蚀性能的渗入元素通常为锌、铝、铬、硅等，选择哪一种取决于基体材料和耐蚀要求。如钢渗铝可形成表面含铝25～30%的铁铝合金层，有很好的抗氧化和抗硫化性能。

⑵喷镀，借助于压缩空气或惰性气体流用喷枪把熔融金属喷射到金属制品表面，形成防护性覆盖层。这种方法常用于喷镀高熔点金属或难熔材料，或喷镀大面积工件以及用于修复工件等。喷镀的缺点是覆盖层与基体金属结合较差，覆盖层疏松。常用的喷镀方法有火焰喷镀法、等离子喷镀法等。

⑶电镀，利用直流电从电镀液中电解析出金属，并在作为阴极的工件表面沉积结晶，形成电镀层。电镀技术应用广泛，主要用于耐蚀、耐磨和装饰的器件。

此外，还有热浸镀层、金属包覆、真空镀膜、气相沉积和阴极溅射等表面防护技术。近来离子注入和激光非晶态表面处理等新技术也在迅速发展。

非金属涂层方面处理方法主要有：

①有机涂层有涂料（包括油漆）、塑料、橡胶等。无机涂层有搪瓷、玻璃等。

②化学转化膜也是非金属涂层的一种，方法是把工件放入特定的化学溶液中通过电解或浸渍处理，使工件的金属表面产生一种镀膜。化学转化膜的主要类型有磷酸盐膜、铬酸盐膜、氧化物膜和阳极氧化膜。

③暂时性防护剂是在金属制品运输和贮存时使用的。覆盖层要能防锈而且能在使用前容易除去。常用的有油膜、可剥性塑料薄膜和挥发性缓蚀剂等。

2.4 电化学防护

根据电化学原理来控制金属在电解质溶液中的腐蚀称为电化学保护，包括阴极保护和阳极保护。

阴极保护有牺牲阳极和外加电流两种方法。①牺牲阳极法是在被保护的金属设备上联接一种电极电位比它更负的金属或合金，以防止或减轻腐蚀。此法的优点是设备简单，安装方便，不需要外加电源，不会造成杂散电流的干扰，保护效果良好，应用广泛。对牺牲阳极材料的要求是：它的电极电位必须足够负，阳极极化率小；每单位消耗量所发生的电量要很大；自腐蚀很小，电流效率很高；材料来源充足，价格便宜，加工容易，安装方便而不污染环境。目前国内外常用的牺牲阳极材料有三类：镁及其合金，锌及其合金，铝及其合金。②外加电流阴极保护法是利用外加阴极电流，使被保护金属阴极极化，阻止腐蚀微电池工作，达到保护的目的。外加电流阴极保护系统包括可控直流电源、辅助阳极和参比电极三个组成部分。由于电子工业的迅速发展，外加电流阴极保护技术获得很大的进展，并且在许多领域取代了牺牲阳极法。在保护船舰和地下管道的腐蚀方面，外加电流阴极保护法已占绝对优势。特别是利用恒电位仪自动调整和控制输出电位，使被保护的设备经常处于最佳保护电位，效果更为显著。转贴于

阳极保护是将被保护的金属设备联接到直流电源的正极上，通过电流进行阳极极化，电极电位向正方向移动，增大到一定数值后，金属便发生钝化，从而大大降低腐蚀速度。阳极保护只能用于具有活化钝化性能的金属。这种新技术已应用于接触硫酸、磷酸、有机酸、液体肥料等介质的生产设备。

3结论

（1）挂片法测量的是整个试验周期内的平均腐蚀速度，但由于测量周期长且不能发现腐蚀的突然变化所以只能定性地判断，不能看出腐蚀的程度。要测量介质瞬时腐蚀速率，还要用线性极化法。

（2）电化学方法在测量局部腐蚀、点蚀时应用最广，而且通过仪器可以准确的测出数据。

第2篇：腐蚀监测范文

关键词:管道防腐;腐蚀监测;定点测厚

在炼化企业中，管道作为原油、半成品、成品等的输入输出和存运的主要通道，其运行安全的重要性日益凸显，甚至影响着整个企业的安全生产。然而，影响管道安全运行的主要隐患是管道的腐蚀及由此造成的泄漏问题。因此，炼化企业都需要采取有效防腐措施，检查管道的腐蚀情况，定期进行管道安全检测与评价，提高管道使用寿命周期，从而防止管道泄漏及安全事故的发生，避免管道腐蚀泄露或突然爆破等情况发生。作为拥有处理量为1000万吨/年的常减压和80万吨/年乙烯装置的某炼化综合性企业，在在役管道腐蚀监测方面，通过管道腐蚀测厚与在线监测技术的配合运用，结合腐蚀管理平台，在管道日常运行中，不需停工，就可对管道进行腐蚀监测，从而可以合理地安排管道生产维护，提高管道运行的安全性，经济性。

1管道定点测厚

定点测厚［1－3］是炼化企业监测管道腐蚀的主要手段之一。根据超声波脉冲反射原理对管道进行厚度测量，测厚数据经处理后，可定量地分析判断管线的腐蚀状态，进行剩余寿命评估，通过评估结果指导安全生产、准确合理地安排检修。

1.1测厚点选取原则

重点测厚的管线:温度小于120℃含有水份的物料管线;温度区域在240～340℃的物料管线;温度区域在340～400℃，历史上产生过明显减薄或发生过腐蚀失效的物料管线;温度大于400℃的所有物料管线。易腐蚀和冲刷部位应优先考虑:①管线腐蚀冲刷严重的部位;②流速大(大于30m/s)的部位;③流体的下游端(包括焊缝、直管)容易引起严重冲刷的部位;④同一管线的热端;⑤流速小于1m/s的管线(包括水冷却器管束)，有沉积物存在易发生垢下腐蚀的部位;⑥盲肠、死角部位;⑦支吊架损坏部位附近的管道组成件以及焊接接头;⑧曾经出现过影响管道安全运行的问题的部位。

1.2减小误差，提高准确性的措施

根据被测管道的温度选择适当的探头和耦合剂，对100℃以上的测厚部位采用高温探头和高温耦合剂;每次测厚前，对测厚仪器进行常温标定，同时对被测对象表面涂层、氧化皮、铁锈、污物或严重的点蚀、坑蚀等影响测量结果因素进行处理;采用二次测厚法，探头分隔面与轴线垂直或平行测定两次，取最小值;对中高温条件下(100～500℃)的测厚，根据现场温度调整声速，进行测厚。

1.3定点测厚的实际应用

通过数据的分析，可进行腐蚀速率的计算、剩余寿命的估算和腐蚀趋势的绘制等，从而采取相应措施，例如对管线腐蚀部位进行工艺调整、贴板补强或管线更换等，以保证在役管线的安全运行。脱戊烷塔管线在2015年8月、2016年2月、2016年5月、2016年8月4次定点测厚中，均发现部分弯头减薄超过0.5mm，腐蚀速率超过1mm/a，并有弯头最小厚度小于1.5mm。针对这一情况，及时对厚度小于1.5mm的弯头进行了更换或贴板补强，对工艺进行调整，同时继续加强对该系统进行腐蚀监测。

2腐蚀在线监测系统

相对于传统定点测厚、挂片法监测取得监测数据的滞后性，某炼化企业的腐蚀在线监测［4－5］系统将通过电感监测探针、电阻监测探针、pH监测探针获取重要管道、设备腐蚀监测布置点数据实时传送到计算机监测系统前端，能及时对管道腐蚀状态进行分析，弥补了定点测厚监测周期长、误差大、效率低的缺陷。

2.1腐蚀在线监测的优势

获取数据实时、准确，不需要现场操作。在线监测是将监测探针直接放入被监测的设备、管道内，其所处的介质与环境与被监测体是一样，且能实时传输数据到计算机前端，监测人员不需要到现场、执行任何操作，就能通过计算机获取实时、准确的数据，为做出防腐决策提供依据。

2.2腐蚀在线监测的实际应用

目前，腐蚀在线监测主要应用在三个方面:①通过实时数据的分析，指导工艺防腐;②结合测厚数据，分析关键腐蚀监控部位的腐蚀趋势;③通过实时数据的分析，合理的调整工艺操作，也是我们正在摸索的一个应用。常减压常顶换热器出口腐蚀速率呈上升趋势，工程师进行腐蚀原因，认为腐蚀的主要原因由于装置加工轻质高油原油引起，造成塔顶气相负荷加大、冲刷腐蚀加剧，通过对缓蚀剂配方的调整，将设备腐蚀速率较好控制。常减压减顶油气出口腐蚀速率呈上升趋势，实时监测到腐蚀速率约0.5mm/a，对比理想值偏大，调整工艺增加注水后，腐蚀速率下降，保持腐蚀速率小于0.2mm/a。

3腐蚀平台的建设

定点测厚操作简单、成本低，但工作量数据量大、时间滞后。在线腐蚀监测及时灵敏，但成本高、会出现假数据。综合定点测厚、在线监测的优缺点，某炼化企业在腐蚀管理方面建立了腐蚀管理平台［6］，专门用来保存、处理定点测厚和在线监测数据，并将二者进行结合分析，大大提高了结论的准确性。

3.1腐蚀平台的主要功能

目前，该平台主要包括9大功能:①系统主界面;②实时报警及管理;③在线腐蚀监测;④腐蚀性介质分析;⑤定点测厚及分析;⑥阴极保护监测分析;⑦大修腐蚀检查;⑧报告管理;⑨档案管理。

3.2腐蚀平台的主要特点

该平台能保存和处理大量数据，同一部位的所有数据如在线腐蚀监测、腐蚀性介质分析、定点测厚分析和档案等，能相互切换，共同同时分析，为问题的解决提供多角度准确的数据。工作模式见图1～图4．图1模式下可清晰观察到在线腐蚀探针的腐蚀速率、变化趋势、探针所在部位的介质、工艺参数等，直接生动;图2模式下可随时调取一定时间内limis化验分析数据，可清楚看到某一化验分析数据的变化趋势，为腐蚀分析，特别是工艺防腐提供很好的参考;图3模式下可直接观察到全厂分布的定点测厚中各测点的壁厚数据，并了解各定点壁厚的变化;图4模式下可轻松的查到各设备管线规格、材质、服役介质、温度等基础资料，可为腐蚀分析和设备的系统管理提供很好的参考。

4结论

某炼化企业将定点测厚和在线监测系统相结合，并建立腐蚀管理平台来综合分析腐蚀问题的方法，很好的管理了测厚数据并形成数据库，同时在线和离线相结合，两者相互补充，相互完善，取得了很好的效果，但也存在一些问题:(1)定点测厚的定点部位应根据各装置的腐蚀情况动态变化，以致腐蚀平台的完善需要较大的工作量;(2)在线监测系统主要是以在线探针的形式，随着生产运行的变化，装置腐蚀部位也会有所不同，故固定的探针不能很好的反应装置腐蚀严重的所有部位，然而更换探针的监测部位，工作较为繁琐。

参考文献

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［5］王冲，张舒展，谢鹏.油气管道腐蚀监测技术［A］．专论(全面腐蚀控制)，2013(09):37－40.

第3篇：腐蚀监测范文

【关键词】杂散电流燃气管道腐蚀监测

中图分类号：TU996.7 文献标识码： A 文章编号：

随着供电设施（高压线、电气化铁路等）的大量兴建和用电场所（施工工地、地下采矿设施等）的与日俱增，电气化设施会对其附近管道产生动态杂散电流干扰，使管道的交、直流电压产生一定程度的波动。管道的交流干扰源主要来自高压线与电气化铁路。高压线对管道的交流干扰主要是持续性的干扰，干扰形式为感性耦合，干扰值在一定区间内波动。电气化铁路对管道的干扰主要为间歇性的干扰，干扰形式亦为感性耦合。列车在两个供电区间通过时，供电线路会对管道产生一定的干扰，当列车加速时，由于用电量增加，供电线路对管道的干扰影响增大。

一、杂散电流干扰腐蚀原理

杂散电流的主要来源是直流电气化铁路、直流电解设备接地极、阴极保护系统中的阳极地床等。其中以直流电气化铁路引起的杂散电流干扰腐蚀最为严重。当直流电流沿地面敷设的铁轨流动时，直流电流除了在铁轨上流动，还会从铁轨绝缘不良处泄漏到大地，在大地的金属管道上流动，然后返回电源。这部分泄漏的电流称为杂散电流。

杂散电流的流动过程形成了2个由外加电位差建立的腐蚀电池，一个是电流流出铁轨进入管道处，铁轨是腐蚀电池的阳极，管道为阴极，不腐蚀；另一个是电流流出管道返回铁轨处，这时管道是腐蚀电池的阳极，铁轨则是阴极，不腐蚀。图1给出了管道电位的变化图。由图1可判断出管道腐蚀电池的阳极区和阴极区以及杂散电流最强的部位。通常没有杂散电流时腐蚀电池两极电位差仅0.65 V左右，杂散电流存在时管道电位可达8~9 V。因此，杂散电流干扰对金属管道的腐蚀比一般的土壤腐蚀要强烈得多。

图1为杂散电流对管道的干扰示意图，杂散电流必须在某一部位从外部流到受影响的管道上，再流到受影响管道的某些特定部位，并在这些特定部位离开受影响的管道进入大地，返回到原来的直流电源；其它直流干扰源产生的杂散电流腐蚀也具有同样的回路特点。

在杂散电流流出的部位，管体将发生快速腐蚀。腐蚀的严重程度遵循法拉第定律(与流出的杂散电流量成正比，与金属材料的电化学当量成正比)，即：

式中：ΔW——杂散电流造成的管体腐蚀量，g；

N——管体金属的原子量；

I——杂散电流强度，A；

T——杂散电流对受影响管道的作用时间(流出的时间)，s；

n——管体金属的化合价；

F——法拉第常数。

杂散电流在单位面积的管体上产生腐蚀的速度表示为：

杂散电流造成管道腐蚀时，其管体(杂散电流流出处)的阳极反应为：

FeFe+2+2e-

已知：N=55.84 g，n=2，F=26.8 A·h。假设杂散电流的强度为1 mA，杂散电流流出处的管体面积(防腐层破损面积)为1 cm2，于是：

VSC=10.4 g/(m2·h)

取钢质管体的密度为7.80 g/cm3，于是，杂散电流在上述假定条件下引起管体腐蚀的速度为：

VSC=11.68 mm/a≈1 mm/月

当受干扰的管体上有1 cm2的防腐层破损，且在该处有1 mA的杂散电流流出时，杂散电流对管体的腐蚀速率为1 mm/月。当杂散电流的强度比1 mA更大，或流出的面积比1 cm2更小时，管体的腐蚀速率会更高。

图1杂散电流对管道的干扰

二、杂散电流对燃气管道的影响

1、直流杂散电流对燃气管道的影响

(1)腐蚀强度危害大。埋地金属燃气管道无杂散电流时，只有自然腐蚀，大部分为原电池型，驱动电位差只几百毫伏，腐蚀电流只几十毫安；而杂散电流干扰腐蚀时是电解电池原理，电位可达几伏，电流最大可能上百安。根据法拉第电解定律，1A的电流通过钢管表面流向土壤溶液一年可溶解约10 kg，由此可看出直流杂散电流干扰腐蚀相对其它原因引起的腐蚀严重得多。

(2)范围广，随机性强。杂散电流干扰腐蚀范围大，特别是地铁的杂散电流几乎影响整个城区的地下金属管网；轨道与地的绝缘电阻，管道的防腐绝缘层电阻，土壤电阻率、电流大小等都是变化的，因此杂散电流流向也是随机的，给防护带来一定难度。

2、交流杂散电流对燃气管道的影响

电气化铁路在运行状态下对相邻的地下金属管道会产生交流干扰。国内外对交流干扰研究结果均表明，交流干扰对地下金属管道的危害很大，在故障状态下瞬间感应电压可能击穿管道的绝缘层、绝缘法兰，甚至击毁阴极保护设备并对生产操作人员人身安全造成威胁；此外交流电的存在可引起电极表面的去极化作用，加剧管道腐蚀，交流干扰可加速防腐层的老化，引起防腐层的剥离，干扰阴极保护系统的正常运行，使牺牲阳极系统发生极性逆转，降低牺牲阳极的电流效率，致使管道得不到有效的防腐保护。

二、埋地燃气管道的杂散电流监测

1、管道电位波动检测

埋地燃气管道受到的杂散电流干扰多为动态干扰，表现为管地电位和干扰电流连续动态波动、随机突变等特征，可以采用管地电位波动检测方法，对管地电位进行监测。当电位变化幅度超过50 mV时，确定存在杂散电流干扰，且监测时间不少于30 min.图2是某单位利用DATA-LOGGER数据记录仪，追踪某个测试桩处管地电位随时间的波动情况。每3 s采集1个数据。阴保通电电位波动范围为-1 764~-1 445 mV，电位波动幅度319 mV，评估报告中评定该处有较强连续性杂散电流。

图2 管地电位连续动态监测

2、基于SCM的动态杂散电流检测

短时间的管地电位监测不能判断在役城镇埋地钢质燃气管道是否存在破损点，因此，可以利用2~4个智能感应器进行测量，能够判断杂散电流的方向以及杂散电流在管道上的流进点、流出点，为管道的运行维护、排流改造以及阴极保护提供依据。图3所示为利用SCM测试的杂散电流时变图，其中，圆形罗盘处粗箭头指示管道方向(正上为北向)，细箭头指示杂散电流的方向，移动智能感应器，根据杂散电流大小、方向的改变，可以判断杂散电流在管道上的流进、流出点。

图3 SCM杂散电流测试

三、杂散电流腐蚀防护措施

管道沿线与高压输电线路近距离平行敷设时，高压输电线、电气化铁路会对管道造成干扰，加剧管道的腐蚀，因此管道应尽量远离交流、直流干扰源，并采取相应的保护措施。

1、尽量避开干扰源

根据线路杂散电流源的勘察结果，管道布线时在符合安全要求的前提下，合理选择走向，避开地铁、电气化铁路、输变线路等杂散电流干扰源。对于受杂散电流干扰管道增设绝缘法兰，将扰的管道与主干线分隔开，目前国内外没有对管道与电气化铁路的安全间距的专门规定，参照目前相关的标准GB50251－200《3输气管道工程设计规范》。

2、排流保护措施

排流保护措施不同于管道的防腐设计，需按《SY/T 0017-2006 埋地钢质管道直流排流保护技术标准》进行干扰源侧及管道侧测定，根据具体情况进行方案确定。排流保护措施通常采用直接排流、极性排流、强制排流、接地排流四种方案：

a)管/地电位偏移稳定在正方向时，可采用直接排流保护措施。通过导线将管道和干扰源测的负极直接连通，使管道中的干扰电源引入干扰源的负极。此法适用于牵引变电所附近，简单经济、效果好，但范围有限。

b)管/地电位正、负极变时，可采用极性排流保护措施。它是通过一极性排流器(一般为二极管)将管道和回流轨道连通，当管道上出现正电位时可把管道中的杂散电流排出，出现负电位时排流器不导通，可防杂散电流的进入。此法安装方便、应用广，但管道距轨道远时效果不好。

c)强制排流主要用于管/地电位正、负极变，电位差小，且环境腐蚀较强的情况下使用。通过强制排流器将管道和轨道连通，杂散电流通过强制排流器的整流环排放到轨道上，当无杂散电流时，强制排流器给管道提供一阴极保护电流，使管道处于阴极保护状态。此法保护范围大，地铁停运时可对管道提供阴极保护，但对轨道电位分布有影响，需要外加电源。

d)排流保护系统的管理和监测是保证管道排流保护系统正常运行的关键。管道的排流保护系统管理采取日常管理和重点监测相结合的方式，对管道排流和阴极保护系统运行的技术参数进行及时的记录和分析，对重点管段的排流保护状况进行重点监测，并针对杂散电流干扰状况的变化及时调整排流保护系统的运行情况。

3、阴极保护

杂散电流是随时间不断变化的，多数情况下杂散电流表现得不十分明显，因而管道的自然腐蚀仍会占据主导地位，因此排流保护必须与阴极保护相结合才能有效遏制管道的腐蚀。

4、管道均压

在相邻管道间加设管道均压装置。这些装置有助于平衡相邻管道间的电位，缓解管道间的相互干扰。

5、加强日常维护

为改善管道防腐层绝缘状况，采取检修、补漏与大修相结合的方式，每年均进行管道防腐层的检漏修补工作，以提高管道防腐层质量，为有效地进行排流保护打下较好的基础。同时开展智能清管作业，对重点地段管道的腐蚀风险评估，确保油气管道安全运行。

结束语

杂散电流会对管道本体造成严重的腐蚀，对管道的安全运行具有极大的危害，如果不及时修补，将会发生泄漏事故。通过检验及论证，杂散电流检测仪(SCM)能够有效地检测并发现杂散电流，因此在规定时间内，对燃气管道进行专业性检验，发现隐患，及时修补整改，是燃气管道安全运行的重要保障。

参考文献

[1] 唐永祥，宋生奎，朱坤锋.油气管道的杂散电流腐蚀防护措施[J].石油化工建设. 2007(04)

第4篇：腐蚀监测范文

关键词：DCC分馏装置；腐蚀监测；定点测厚

中图分类号：N39 文献标识码：A

随着我国国民经济的持续高速发展，加大了对能源的需求，促进了石化工业的快速发展，但同时也对石化工业提出了更高的要求。从石油资源的来源、原油性质的变化以及提高经济效益等方面考虑，面临加工高酸值原油的形势。加工高酸值原油会带来设备腐蚀问题，如电脱盐装置会因原油乳化而影响脱盐效果，从而造成分馏塔顶腐蚀，还会造成分馏塔、加热炉等设备高温部位的腐蚀。大庆中蓝石化有限公司是具有50万吨／年原油加工能力的炼厂，以加工外购进口燃料油为主，含酸含硫较高。自2006年10月25日开工以来分馏装置腐蚀问题一直较为严重。

定点测厚技术是目前国内外炼化企业普遍采用的腐蚀监测技术。它采用超声波测厚方法，通过测量壁厚的减薄来反映设备管线的腐蚀速度。测厚通常包括普查测厚和定点测厚。定点测厚分为在线定点、定期测厚和检修期间定点测厚。管道的普查测厚应结合压力容器和工业管道的检验工作进行。普查测厚点应包括全部定点测厚点。

1 大庆中蓝石化有限公司腐蚀监测采用在线分析、定点测厚、化学分析相结合，但应用最为广泛的还是定点测厚。就国外一些炼油厂的经验来看，定期定点对主要设备及管道进行大量测厚也是其主要手段，测厚数据经处理后，可定量地分析判断设备、管线的腐蚀状态，进行剩余寿命评估，评估结果既能指导安全生产，又能准确合理地安排检修。

2 定点测厚布点原则

2．1 测厚点选取原则

2.1.1 a.管线腐蚀冲刷严重的部位：弯头、大小头、三通及喷嘴、阀门、调节阀、减压阀、孔板附近的管段等；b.流速大(大于30m/s)的部位，如：加热炉炉管出口处、机泵出口阀后等；c.环烷酸腐蚀环境下的气液相交界处和液相部位；d.硫腐蚀环境下气相和气液相交界处；e.流体的下游端(包括焊缝、直管)容易引起严重冲刷的部位；f.同一管线的热端；g.换热器、空冷器的流体入口管端；h.塔、容器和重沸器、蒸发器的气液相交界处；i.换热器、冷凝器壳程的入口处；j.流速小于1m/s的管线(包括水冷却器管束)，有沉积物存在易发生垢下腐蚀的部位；k.盲肠、死角部位，如：排凝管、采样口、调节阀副线、开停工旁路、扫线头等。

2.1.2 输送腐蚀性较强介质的管道，直管段长度大于20m时，一般纵向安排三处测厚点，长度为10-20m时，一般安排两处，小于10m可安排一处。介质腐蚀较轻的管道一般在直管段(两个弯头间的连接管)安排一处测厚点，在弯头处安排一处测厚点。

2.1.3 考虑现场实际，一般不要将测厚点选在测厚人员不易操作的位置(腐蚀特别严重，需要特别重视的部位除外)。

2.2 分馏应重点关注的监测部位包括分馏塔壁及塔顶出口管线，塔顶冷换设备，分馏塔底塔壁及高温管线，油浆换热器等，对这些部位应布置定点测厚。

2．3 现场测厚点保温盒的制作

定点测厚点必须有明显的标示和编号。在裸管上的测厚点，可用耐候耐温漆涂一个直径为3cm的圆作标记；有保温层的设备及管道上的测厚点，应安装可拆卸式保温罩(盒)并标上编号。

3　大庆中蓝石化有限公司外购原油包括

国外进口燃料油、国内调和减压渣油（含盐较高）、散户油油品更是不固定，使得装置油品密度大、粘度大、含硫含盐高。测厚使用德国KK生产的DMS2超声波测厚仪，采用配套的高低温探头及耦合剂。

4　定点测厚方法

定点测厚仪器采用超声波测厚仪，要求精度不低于0.1mm，测量误差应在土（H%+0.1）mm范围内（H－壁厚，mm）。

应根据被测设备及管道的温度选择适当的探头和耦合剂，探头和耦合剂选用不当会造成较大的测量误差。不同规格的探头其厚度检测范围和适用温度不同，应根据现场实际情况加以选择。常用耦合剂的使用温度见表3-1。

5　测厚数据的处理

定点测厚数据可以用于预测腐蚀速度、评估设备管线剩余寿命。腐蚀速度的计算采取以下公式：测厚腐蚀速率（mm/a）=某两次所测得的常温厚度差（mm）/对应两次测厚间隔时间（a）。剩余寿命估算用所测得的剩余壁厚常温值减去按照GBl50-1998和SH3059-1994所确定的最小壁厚，所得差值除以平均腐蚀速率即为钢制炼油设备及管道的剩余寿命。该剩余寿命的可靠程度取决于测厚数据的可靠程度，且只能用于均匀腐蚀，可指导确定检测频率，不宜作判废依据。对腐蚀减薄量超过设计腐蚀裕度的数据及时核对数据的准确性，如确认无误，应分析原因，提出处理建议。

结论

分馏系统的腐蚀主要是分馏塔底的高温硫腐蚀，分馏塔顶的冷凝冷却系统、顶循环回流系统腐蚀，以及在油浆系统中，还有催化剂的磨蚀。腐蚀部位主要集中于分馏塔240℃以上的高温部位，及高温侧线和分馏塔进料段，人字挡板，油浆抽出线等，腐蚀形貌表现为均匀腐蚀，坑蚀等。因此腐蚀监测对防腐工作至关重要，定点测厚是炼油厂腐蚀监测中常用手段，在实际生产中通过定点测厚可以对监测点的腐蚀状况做到有效跟踪，根据腐蚀趋势对管线进行防护。除此之外炼油企业还应与科研机构合作，共同研发更科学有效的防护、监测手段，为炼油企业实现安稳长满优生产保驾护航。

参考文献

[1]胡轶．含酸原油蒸馏加工过程中的腐蚀与防护研究[D]．天津：天津大学，2008．

[2]胡洋，薛光亭．加工高酸值原油设备腐蚀与防护技术进展[J]．石油化工腐蚀与防护，2004，21(4)：5-8．

第5篇：腐蚀监测范文

(1)普遍腐蚀普遍腐蚀通常是指发生在没有涂层或是涂层失效的油船船体构件的表层。该腐蚀类型最显著的特点就是腐蚀的厚度尺寸比较大，分布较其他类型更均匀、更持久，但又不便从外观上对腐蚀程度做出定量判断。(2)点状腐蚀点状腐蚀即为局部化的腐蚀，多发生于油船舱室底板或相关构件相对更容易积水和潮湿的部位。通常情况下，发生在涂层部位的点状腐蚀锈坑直径小但比较深，而发生在非涂层部位的点状腐蚀直接较大但锈坑较浅。(3)槽状腐蚀该腐蚀类型属于局部线状腐蚀，主要发生在构件交接的水流不畅或水流过快处，也容易发生在挠曲变形的舱壁板的平面或垂直构件上。(4)焊接腐蚀属于金属电化腐蚀，多发生于手工焊接的焊缝及热影响区附近，尤其是焊接存在缺陷的部位。

二、对油船腐蚀产生影响之因素分析

防止腐蚀是维护和保养油船结构的重点内容之一，因此应当重视对其腐蚀规律性的分析研究工作，笔者经过一定归纳总结，认为对油船腐蚀产生影响的因素主要表现在以下几方面。(1)洗舱频率经过一定时间的持续作用，原油能在油船舱内部件表层形成保护油膜，但高频率的清洗油舱往往能在一定程度对这些油膜造成破坏，以至使部件暴露而加快腐蚀进程。(2)洗舱介质常用的洗舱介质包括常温或高温的海水，当然还有原油，而几乎所有的洗舱介质都会对保护油膜造成不同程度的破坏，其破坏力的强弱又以原油最小，而高温海水破坏力最强。(3)油货成分一般来说，具有更强黏结特性的油货更有利于油船的防腐，而黏结特性较差或甚至是含硫含水含氧较高，则往往产生相对较强的酸腐蚀作用，尤其在原油卸载之后会表现的更为明显。(4)压载情况通常认为，油船的腐蚀程度和舱室的压载时间是成正相关的，同时，如果压载水如果发生污染繁衍有大量微生物的时候，会加快腐蚀的速度。(5)舱温湿度邻舱温度越高、空舱湿度越大，腐蚀的速度也相应更快，另外，在无水的条件下，阳极保护装置不会发挥防腐的作用。(6)阴极保护和阳极保护一样，只有在有水存在的情况下，阴极保护装置才能正常发挥功能，因此，不能对舱室的上部区域起到很好的保护作用。(7)涂层脱落如果舱室的涂层发生区域性的脱落，那么该区域的腐蚀程度会加速，甚至比相同条件下的完全无涂层舱室表面的腐蚀速度还要快很多。(8)结构设计在结构设计方面，如果未能对流水或积水区域做到很好的处理，或是因构件的刚性问题产生屈曲的现象，都能导致腐蚀的发生。(9)离港到港正常情况下，货油到港后都要进行频繁的洗舱，基于前文的分析，明显油船到港的腐蚀概率要比离港时高。

三、油船防腐技术探讨

油船的腐蚀防护的优良与否直接关系到油船的寿命和运输安全。其防护措施包括从材料的选择、结构的设计到表面和阴极保护等多个环节。针对船体受腐蚀的影响，其防护系统有两个大的组成部分，分别为防腐蚀涂漆系统以及阴极保护系统。

(一)防腐蚀涂漆系统

船舶的防腐蚀涂漆系统即是指通过合理选择船舶涂料，确立科学的涂漆工艺，最终在船舶各个部位的钢铁表面形成完整而致密的涂层，并以此来隔断与腐蚀环境的接触，从而对船体起到防腐保护的系统。当前常见的传播涂料包括水线涂料、甲板涂料、船壳涂料、饮水舱涂料、油舱涂料、压载水舱涂料、防污涂料等多个品种。其中，用于水线以下的防腐蚀涂料又分作三个大类：⑴油性和沥青类的传统型防腐涂料；⑵高性能有机防腐涂料；⑶出现于上世纪80年代之后的以改性环氧树脂涂料、玻璃鳞片涂料、无溶剂环氧涂料、氟树脂涂料等为典型代表的高性能水下船底防腐涂料，这些材料目前已普遍进入了工业化的生产应用。另外，水线以上的防腐蚀涂料通常表现出更好的耐久耐候性，而且其保光保色效果也不错。

(二)阴极保护系统

通过采用一定的措施，可使船舶与海水直接接触的整体部位变成阴极，以此保护钢铁船体减少或免除受腐蚀侵害的效果，该方法即为船舶的阴极保护。阴极保护系统主要有牺牲阳极和外加电流两种保护策略。(1)牺牲阳极保护技术。牺牲阳极保护技术是指通过采用具有更低电极点位的金属或合金材料与船体钢铁部位进行连接安装，并以牺牲安装材料为代价保护船体构件钢材不被腐蚀的技术。该技术对于船舶浸水部位的保护效果最为明显，所以应用比较广泛。该技术对船舶腐蚀的保护效果取决于所用阳极材料电化学性能的优良，就当前来看，锌铝镉三元合金、高效铝合金阳极以及铁合金阳极是最为常见的阳极材料。在阳极材料型号和数量的选择方面，视船舶的船型而定，但都应充分考虑各部位的形状、面积和环境情况等因素。牺牲阳极保护技术因为毋须外加电流，所以不会对临近的设备造成任何干扰，其施工过程也非常简单易行。以新型的铝合金阳极替代传统锌合金阳极是该技术既定的发展趋势，技术的实现，不仅更有利于保护寿命的延长，而且可大大降低保护费用的支出。(1)外加电流防腐技术。外加电流阴极保护防腐技术是用只起导电作用的辅助阳极替代牺牲型阳极材料，该辅助材料不会在使用的过程中被逐渐溶解，具体的做法是在它与船体钢材构件之间外加一直流电流，并利用海水形成电流回路，通过保护电流的输入而实现对阴极的保护。该系统由施加外加电流的恒电位仪、参比电极以及不溶辅助阳极构成，可较好地实现将船体的电位始终维系在合适的保护电位范围。该技术最显著的优点就是具有较长的保护寿命以及较强的电位电流可调节性，因此愈发得以广泛地应用与船舶的腐蚀防护。但目前在可靠性、稳定性和经济性两方面有所欠缺，这些也是未来此项技术需要着手改进的地方。

第6篇：腐蚀监测范文

常减压装置，2018年7月停工检修，运行周期6年，检修周期为1个月。根据停工计划，对常减压装置进行腐蚀检查，检查重点包括常压汽提塔、初顶回流罐及高温换热器等设备，特别是水冷器系统，采取宏观检查、测厚以及腐蚀产物分析等检查方法。

从本次腐蚀检查情况看，由于操作得当，工艺合理，常减压装置整体腐蚀轻微。

从常压汽提塔检查情况来看，一段汽提段腐蚀轻微，没有明显H2S-HCl-H2O类型的腐蚀，塔壁塔盘均腐蚀较轻，内构件完好。装置新建开工1年左右，本次检修期间未对常压塔和减压塔进行首检，建议下次检修对常压塔及减压塔进行全面检查和消缺。

本次检查，初顶回流罐V101腐蚀轻微。

本次检查，高温油换热器腐蚀轻微。建议下次检修对轻油换热器，尤其是三顶水冷器做检修计划。

从检修时的现象来看，虽然腐蚀轻微，但是管理经验少，对工艺情况了解程度不够，是本装置设备专业急于解决的问题。有一下几点急于需要突破和学习。

一、对以后装置出现的问题由于工艺运行导致的腐蚀问题，分析能力要加强，要对整个常减压系统的腐蚀机理要弄懂，要对不同的介质如：在炼俄油时，整体的高硫腐蚀会对现在的设备腐蚀更加的严重，目前由于大庆原油品质好，硫含量低，所以设备的运行比较平稳，但以后大庆原油越来越枯竭，炼俄油时早晚的事，所以要有忧患意识，要对以后做长远打算。

二、要制定详细的设备腐蚀调查计划，要根据工艺的特性，编制更为全面的定点测厚计划，无论是设备还是管线，在选择测厚部位时要根据现场的实际走向确定，不能一一带过，麻痹疏忽。

三、要配合工艺制定防护措施，说到底，一定要对工艺要了解透彻，要对初顶、常顶、减顶、电脱盐脱水的PH值，铁离子，氯离子，加强监控，并通过腐蚀在线分析系统的分析数据，来判断各塔顶的腐蚀情况。

四、在设备防腐管理工作开展规划

1、加强水冷器的防腐工作，对部分水冷器采取防腐措施，一是通过在芯子上涂防腐层的办法来防腐，另一个是加防护块，通过牺牲阳极的办法来对换热器进行防腐，对水冷器的流速要加强监测和检查，发现流速不达标的，积极想办法整改。

2、认真开展腐蚀监测工作，对初顶、常顶及减顶脱水进行检测，分析腐蚀情况，然后通过加注氨水及缓蚀剂以便达到对初顶、常顶冷凝系统的防腐目的，同时定时采样，以保证样品准确性。

第7篇：腐蚀监测范文

关键词 3D TRASAR；自动控制；循环冷却水；低磷；高浓缩倍数

中图分类号：TQ085 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）21-0100-03

随着经济发展，工业用水日见增加，但目前水资源日益匮乏，因此节水减排越来越重要。而循环冷却水约占工业用水总量的70%，循环冷却水节水减排成为节水工作的重中之重。提高浓缩倍数运行是目前公认的循环冷却水有效节水方法，浓缩倍数的大小决定节水的水平和水的重复利用率的高低。随着浓缩倍数的提高，循环水系统结垢因子和腐蚀因子也随之成倍上升，同时随着浓缩倍数提高排污量减少，污垢粘泥微生物的控制愈加困难，因此高浓缩倍数条件下的循环水控制难度也大大增加了。

影响水处理效果的应力种类多，而且随时发生变化，难以预测，高浓缩倍数下离子浓度高，应力变化的力度作用放大、更强烈；处理效果好的关键是预防为主，及时发现问题，防患于未然，这就需要严密全面的分析检测项目和高的频率，因此人工操作无法满足要求，只有先进的自动检测和加药装置才能应对，达到加药平稳准确，药剂浓度、水质指标控制良好；而Nalco公司采用3D TRASAR专利技术对系统进行监控，它具有精确、连续、在线以及实时监测及控制等特性，其先进的荧光跟踪技术及Tagged Polymer技术，对高浓缩倍数系统提供了有利的保证；同时，采用3D TRASAR荧光示踪加药系统能够更好地保证加药的精度和发挥方案的效果，从而保证系统稳定运行。纳尔科的实时控制3D TRASAR技术可在补水、排污和其它的系统参数出现较大变化时，有效控制系统药剂量，从而在达到良好的水处理效果的同时优化水处理成本，实现节能降耗减排的目标。

1 中原石化MTO循环水系统情况

该系统循环水量12500 m3/hr，保有水量5500 m3，温差10℃左右，系统主要材质为碳钢和不锈钢，有少量铜换热器。系统保有水量大，药剂半衰期长，并且设备材质具有多样性，因此对药剂性能要求较高。

MTO循环冷却水系统采用黄河水和脱碱水（其中黄河水：脱碱水=1：1～1.5：1）作为补充用水，补水存在硬度高，硫酸根，氯离子含量较高的问题。

MTO循环水补水属高硬水质且其中硫酸根平均200 mg/L，氯离子平均100 mg/L，若将浓缩倍数控制在5.5倍以上时，循环水钙硬度将接近750 mg/L，硫酸根接近1200 mg/L，氯离子加硫酸根接近1800 mg/L；而中石化原来限制硫酸根离子浓度小于1000 mg/L，硫酸根+氯离子不能超过1500 mg/L，这就直接限制了浓缩倍数的提高。经过Nalco公司技术人员多次与我厂技术交流最新水处理技术并确保放宽硫酸根浓度限制无工艺风险后，我厂在2013年1月批准将硫酸根控制上限放宽至1100 mg/L，7月再次将硫酸根控制上限放宽至1200 mg/L。

针对我厂MTO循环冷却水补水特点，2012年8月前Nalco公司应用低磷的3DTRASAR技术水处理方案（分散剂3DT120+缓蚀阻垢剂3DT179+缓蚀剂7384）对MTO循环冷却水进行处理，效果良好，但受限于硫酸根离子限制，平均浓缩倍数在4-5倍；2012年8月底Nalco公司将方案进一步优化提出新低磷3D TRASAR方案（缓蚀阻垢剂3DT150+缓蚀剂7384），在硫酸根离子放宽限制后，浓缩倍数逐步提高至5.5倍以上，目前MTO循环水系统硫酸根接近1200 mg/L（最高1199.57 mg/L），氯离子平均在600 mg/L左右（有时高达650 mg/L-660 mg/L）突破中石化原来硫酸根

2 3D TRASAR方案

3D-TRASAR 独创性地将特有的化学品、自动监测与控制相结合，能够预防局部腐蚀的发生、防止磷酸钙结垢。该方案的关键组成部分如下。

1）PSO——纳尔科已获专利的具有双重功效的缓蚀阻垢剂，能预防阴极腐蚀，同时抑制碳酸钙结垢。与多数磷酸盐不同，PSO在苛刻条件下也不会发生分解，并能够显著降低系统中总无机磷酸盐的含量。

2）复配示踪剂的磷酸盐缓蚀剂——纳尔科研发出了“在线控制”磷酸盐用量的专利技术。采用此技术，在半衰期和浓缩倍数发生变化时也能精确控制系统中的磷酸盐含量。

3）在线腐蚀率监测——在线监测碳钢和不锈钢的腐蚀速率，便于优化控制方案。

4）标记示踪剂的分散剂——纳尔科专利的高效分散剂，结合3D TRASAR控制器，维持分散剂活性浓度设定值。3D TRASAR能自动监测到系统条件的变化而引起的分散剂活性组分的消耗，并自动进行补偿，确保最佳的结垢预防。

3 与传统控制方式相比3D TRASAR自动控制技术 具有的优点

1）目前，传统的水处理药剂投加控制方式一般是根据排放量大小用计量泵或转子流量计向系统定量投加水处理药剂，并人工调整计量泵或转子流量计的投加量，以使循环水系统中药剂含量保持稳定。传统控制方式存在的缺点：①循环水中药剂浓度不稳定。由于无法实时监测得知因循环水系统的负荷高低、排放量大小、气候变化等所引起的药剂浓度的改变，也无法依循环水系统的状况做及时的调整，造成循环水中药剂浓度不稳定；②过量投加造成药剂浪费。由于无法实时在线监测循环水中药剂浓度，因此无法准确确定系统对药剂的需求量，要保证药剂剂量不低于最低控制值，就必须过量投加水处理药剂，因此造成了药剂浪费且降低了系统的安全性。③分析频率需求过高，人力操作难以满足。由于冷却水中药剂浓度不稳定，需要极高的分析频率来确认冷却水中的药剂浓度是否符合要求，人力操作难以满足，同时人力资源成本过高。

2）3D-TRASAR自动控制技术的优点：①准确控制加药精度，稳定发挥方案效果。3D-TRASAR技术可以实时在线监测系统中水处理药剂的浓度，并严格地控制系统中水处理药剂的剂量，提高了水处理运行效果和稳定性；②节省药剂用量。3D-TRASAR技术根据实时在线监测循环水中药剂浓度来确定系统对药剂的需求，并根据系统需求严格控制系统中水处理药剂添加量，相比于传统控制方式减少了药剂使用量，避免浪费；③系统自动记录监测数据。3D-TRASAR控制其可以自动地记录系统运行监测数据；④降低人工控制比重，节约人力。使用3D-TRASAR技术可以大量减少人为的分析检测工作及水处理药剂投加工作量，降低操作人员的劳动强度；⑤3D-Trasar可以通过电话线或无线网进行远程的监控和诊断。公司相关的管理人员以及Nalco公司服务工程师和技术专家可以通过网路随时观察系统的情况。如果系统出现异常，也可以通过手机向我们发出报警，便于我们及时处理系统异常，保证系统运行稳定。

4 3D-Trasar方案在解决实际问题方面的优异表现

4.1 在线监测腐蚀率和ORP监测到余氯对腐蚀影响，帮助改进加氯方式和加氯点位置

2012年2月，MTO循环水水质钙硬度：750 mg/L，碱度：190 mg/L，硫酸根：1050 mg/L，锌离子：1.5 mg/L，总磷：3.3 mg/L，PH：8.35计算得出 ：Langelier：1.84，Ryznar：4.67，Puckorius：5.14，由此可知水质是偏结垢倾向；但是现场实际运行中监测换热器监测结果显示系统水质呈较强腐蚀性；同时挂在循环水池挂片无腐蚀现象，监测换热器进水挂片腐蚀严重。

根据ORP在线监测曲线和碳钢腐蚀率对比曲线（见图1）发现：腐蚀速率有较大幅度的波动，凡是ORP较高即加氯浓度高时，腐蚀速率都会上升，说明余氯高腐蚀速率会增加。

图1

而当时在线监测ORP较多数据偏高，监测换热器取样水临近加氯点；余氯分析取样水在回水，余氯分析数值较低，说明出水和回水余氯浓度存在很大梯度，由此初步判断腐蚀是由局部高余氯造成。然后我们通过分别在临近加氯点的吸水池和远离加氯点的循环水池进行挂片腐蚀实验，实验结果再次验证了我们的判断。

总结以上现象，局部的高余氯对碳钢腐蚀有明显影响，当时的加氯点设计在循环水泵前，极容易对循环水泵叶片及前端管线和换热器造成局部高余氯腐蚀，因此为了有效控制系统因加氯造成腐蚀及加氯杀菌效果最优化，我们将加氯管线改为布置在冷却塔的向阳一侧（远离泵吸入口侧），设置多点投入塔池内，并将冲击性加氯方式改为连续低浓度加氯并用ORP监测的方式。由此为MTO循环水系统带来了巨大的好处：

1）更为有效地从源头上控制整个系统内微生物。将加氯管线从泵前改至循环水向阳一侧（远离泵吸入口侧），一举将微生物滋生的“大本营”—冷却塔池内水的余氯由全系统最低变为最高，并随着水的流动，由南至北地毯式绞杀微生物，是从源头上解决问题的方法，极大地提高杀菌效果。

2）避免局部余氯过高对泵体、管线的腐蚀。原来加氯点在泵前，而余氯分析取样在回水，要维持回水余氯在0.1 mg/L-0.3 mg/L，则出水余氯将远高于此几倍，极易造成循环泵叶片和离的最近的换热器的腐蚀。加氯点改至冷却塔的南侧之后，既能将最高余氯用在最需要杀菌的水池，控制好微生物，又能减小对金属的腐蚀。

3）能减少氯气用量，降低氯离子浓度。加氯点设置在冷却塔南侧（远离泵吸入口侧），可有效杀灭了此处的微生物，将冷却塔池内的微生物含量控制于很低的水平，相比待微生物在塔池内肆意繁殖之后再来杀灭，这种方式将节省大量氯气，并大大减少因加氯引起的氯离子浓度升高对金属的防腐。

4）改冲击性加氯为连续低浓度加氯，可长期稳定维持杀菌效果，使微生物控制更稳定，同时避免因短时过量加氯引起的系统腐蚀。

4.2 在线监测和自动控制加药系统带来良好的腐蚀控制

3D TRASAR系统通过使用专利的腐蚀抑制剂、药品添加及配合在线腐蚀率侦测仪连续监测腐蚀趋势，针对任何反常的腐蚀情况，系统自动及时调整加药，保持腐蚀率稳定。

4.3 3DTRASAR荧光示踪加药系统，更好地保证加药的精度和发挥方案的效果

普通TRASAR方案HSP（聚合物分散剂）依靠TRASAR指示总加入量，但TRASAR与聚合物之间只有数值联系，没有化学联系，系统应力变化时致使聚合物消耗量增加，活性残余量下降，系统效率降低；3DTRASAR方案中的聚合物分散剂THSP（打标聚合物）的荧光基团在聚合物上，标记聚合物反映活性残余量，标记聚合物正常工作，活性残余量稳定，系统效率得以保持。

3DTRASAR荧光示踪加药系统，应用先进的荧光示踪技术及Tagged Polymer（标记分散剂）技术，能够更好地保证加药的精度和发挥方案的效果，从而保证系统稳定运行。由图2可见，在线监测药剂浓度维持稳定。

图2

4.4 自动排污系统，使得系统电导控制维持平稳

3D-Trasar系统电导自动控制排污，电导维持稳定。例如：从2013年6月循环水系统电导曲线图可以发现循环水系统电导维持稳定，未出现大幅波动。

图3

4.5 在线监测pH，PH异常报警机制，保证系统水质稳定

3D TRASAR控制器不间断在线监测pH为保证系统的稳定性提供了良好的保障，如2013年4月2号夜间硫酸泵故障事件，导致系统水质PH上升，当时就是Nalco公司的360服务及时发送系统pH警报，现场及时处理，很好的保护系统的稳定运行。

4.6 在线监测ORP，0RP异常报警机制保证系统加氯平稳，减小余氯波动

3D TRASAR控制器不间断在线监测ORP为保证系统氯气平稳添加提供了良好的保障，如2013年9月22号氯气添加过量，3D TRASAR控制器及时发送高ORP警报，现场及时调整氯气添加量，保证系统加氯平稳。

5 优化后低磷3D TRASAR方案现场应用效果

水质情况：

1）钙离子的控制：2012年8月底优化方案并逐步放宽硫酸根控制上限限制后，浓缩倍数由原来的平均4-5倍提高到平均5.5倍以上，钙离子浓度由原来的550 m/L-600 m/L逐步提高到650 mg/L左右，最高达到了749 mg/L。

2）浓缩倍数的控制：循环水系统在硫酸根限制在1000 mg/L时，浓缩倍数在4-5倍；优化方案并放宽硫酸根控制限制后浓缩倍数平均在5.5倍以上，单月浓缩倍数平均值最高达到6.54，单日浓缩倍数最高达到7.76。

3）总铁离子控制：在水质腐蚀性离子成倍增加的情况下，总铁离子由原来的0.3 mg/L-0.6 mg/L下降为0.2 mg/L-0.3 mg/L，说明总铁离子呈下降趋势，药剂对腐蚀的控制非常好。

4）总磷控制：在电导控制上限两次提高，浓缩倍数提高之后，总磷非但未上涨反而成下降趋势，说明低磷3D TRASAR方案确实在总磷的控制方面表现很好。

5）电导控制：应用Nalco公司3D TRASAR方案以来，得益于3D TRASAR系统在线监测电导，自动控制排污，使得循环水在高电导控制下平稳运行。即使2013年1月电导控制上限由3500 us/cm上调至3800 us/cm，7月再上调至4000 us/cm，从日常应用效果上来看，电导控制依旧很好。

6）细菌粘泥情况：从理论上说浓缩倍数提高后而排污量应相对减少，水中污垢的增加同时会带来细菌粘泥的增长。但是在排除系统泄漏的影响之后我们发现优化方案后一年内绝大部分时间生物粘泥量仅为0.5 mL/m3，异养菌也基本控制在不超过104个/mL的水平。

7）监测换热器数据：

挂片监测数据：MTO循环水系统腐蚀控制一直很好，碳钢挂片腐蚀速率远远低于中石化标准0.075 mm/a，不锈钢和铜挂片远远低于0.05 mm/a。试片腐蚀数据见表1。

表1

挂片种类 月份 平均腐蚀速率

碳钢 2013年5月 0.0019

2013年8月 0.0016

2013年9月 0.0020

铜 2013年5月 0.0009

2013年8月 0.0011

2013年9月 0.0020

不锈钢 2013年5月 0.0005

2013年8月 0.0001

2013年9月 0.0001

试管监测结果：采用Nalco公司优化低磷3D TRASAR方案以来，碳钢，不锈钢和铜检测管的腐蚀速率远低于0.05 mm/a，污垢沉积速率远低于15 mcm；检测管数据见表2。

表2

试管种类 月份 腐蚀速率 污垢沉积速率

碳钢 2013年5月 0.0219 2.4321

2013年8月 0.0221 1.9453

2013年9月 0.0322 3.9378

铜 2013年5月 0.0004 0.5905

2013年8月 0.0014 0.1651

2013年9月 0.0014 0.1430

不锈钢 2013年5月 0.0000 0.5759

2013年8月 0.0020 0.7250

2013年9月 0.0006 0.5941

8）浓缩倍数提高后带来的节水效益：硫酸根放宽限制后，浓缩倍数得以提高，补水量减少，节水方面带来了一定的经济效益。比如：2013年9月浓缩倍数平均5.86倍，2012年浓缩倍数4.97倍，在2013年供回水温差高于2012年且2013年气温也高于2012年等诸多不利节水的条件下，2013年9月补水量仍比2012年9月节省了3.81KT。

6 结论

随着水资源管理和环境保护要求的日益严格，性能优异，既能适应高浓缩倍数又能满足环保要求的低磷的3D TRASAR方案必然成为未来高浓缩倍数循环水处理的优先选择，为高碱高硬度水质循环水系统提高浓缩倍数提供了一套有效可行的方案。

低磷的3D TRASAR方案适宜于高硬度高浓缩倍数运行的循环水系统，且在高浓缩倍数下运行的循环水系统中表现出优异的缓释阻垢性能，该方案可以有效地解决金属（碳钢、铜合金、不锈钢等）腐蚀和换热器结垢等问题，满足环保要求符合低磷排放标准；监测换热器试片的腐蚀速率检测管的腐蚀速率和沉降速率均满足中国石油化工集团公司标准，可显著减低补水用量。同时，浓缩倍数提高，相应的减少了排污量，低磷方案应用以来循环水系统中总磷含量的降低，具有一定的环保效益。

参考文献

[1]金熙.工业水处理技术问答（第四版）[M].化学工业出版社，2010.

第8篇：腐蚀监测范文

关键词：轨道交通、杂散电流、腐蚀控制

1.引言

在城市地铁和轻轨等轨道交通运输系统中，一般采用直流牵引，走行轨回流，因此，不可避免会有电流从走行轨泄入大地，对地下或地面的金属构件如结构钢筋、地下管线等产生严重的腐蚀。国内外都有大量这方面的报道。腐蚀不仅造成大量的金属损失，更为严重的是，由于腐蚀的隐蔽性和突发性，一旦发生事故，往往会造成灾难性的后果，如煤气或石油管道的腐蚀穿孔；结构钢筋的腐蚀，会破坏混凝土的整体性，降低其强度和耐久性，给安全运营带来严重威胁。因此，对杂散电流腐蚀必须给予足够的重视。国外对地铁杂散电流的腐蚀都做了较为深入的研究，但国内对这方面的研究还很欠缺。轨道交通系统中机车是一个运动变化的负荷，地铁杂散电流腐蚀的介质一般为土壤，情况千差万别，影响腐蚀过程的因素太多，并随时间变化，在理论分析的基础上结合大量调查研究和试验，才能提出有针对性的治理杂散电流的技术和方法。在分析清楚杂散电流分布的情况下，对新建的轨道交通系统，要在设计、施工各个阶段，从实际出发，根据不同的线路施工方法、线路方案、地质状况、不同的供电方案，相关的专业都要采取相应的技术措施，尽量减少杂散电流。WwW.133229.CoM对已建成的线路或因某些原因绝缘下降而产生杂散电流后，应对杂散电流腐蚀的状况进行实时监测，采取有针对性的措施减少杂散电流对金属结构和管线的腐蚀。

2. 历史背景

世界上第一条电气化轨道交通系统1835年在美国建设(brandon, vermont),该系统运行在一个环形轨道上，由一个蓄电池提供动力，由于蓄电池需要不断充电，不适合于商业运行。直到十九世纪末由于发电机的发展，它能够提供持续的电力，电气化的轨道交通系统在商业上才变得可行。

1888年在维吉尼亚州美国第一条商业运行的电气化铁道投入运行(richmond, virginia)，在十年内，在美国有数千公里的电气化铁路投入运行，几乎同时，人们在发现在电气化铁道的附近的地下管线和电缆遭到严重腐蚀，此外铁路当局也注意到铁轨和道钉遭到腐蚀的情况。起初，人们认为腐蚀是由土壤的化学成分造成的，很快人们就得出结论，土壤的化学组成不可能造成如此严重的腐蚀，此后的一些调查发现，从电气化铁路运行轨道泄漏的电流是造成腐蚀的主要原因。

许多早期的研究提出了一些切实可行的在当时的技术条件下可能最好的消除杂散电流影响的工程解决方案。但大多数方案都会对附近的设施造成灾难性的影响，一个常见的做法是将轨道连接到附近的与之平行的水管或其它管线上，想法是给电流提供一个金属通路，减少通过铁轨和其它铁路结构的电流。这种方法虽然减轻了杂散电流对铁路结构本身的腐蚀，但由于将轨道连接到附近的设施上，必然有电流通过临近的设施，在电流离开返回轨道时，将会对临近的结构造成腐蚀。直到1910年，美国国家标准局开始了长达11年的关于杂散电流腐蚀的研究。1921年推荐采用下列方法在轨道交通公司一方减少杂散电流的泄漏：

1. 足够的双轨间的连接。

2. 在考虑系统经济的情况下，尽量减小变电所之间的距离。

3. 隔离负馈线（钢轨）。

4. 使用四轨牵引供电系统。

前三项措施被应用在许多轨道交通系统中，使杂散电流下降。第四项措施没有被广泛采用，可能是因为建设第四轨需要增加投资。不久就意识到杂散电流腐蚀依然发生，仍然需要采取进一步的措施控制杂散电流的泄漏，特别是地下的结构。美国国家标准局的报告推荐了几条对地下结构适用的措施，它们是：

1. 在轨道附近的新建结构要仔细选择位置。

2. 避免电缆与管线和其它结构接触。

3. 管线和电缆的金属铠装要绝缘。

4. 对结构使用绝缘涂层。

5. 使受腐蚀影响的结构相互连接并与地铁的回流电路相连

这些措施代表了当时最好的减少杂散电流和腐蚀方法。其基本原理到目前为止仍然有效，并且形成了当今杂散电流控制设计的基础。然而对上述第5项措施需进一步说明，地铁结构和回流电路之间的连接只能作为其它措施的补充或一个临时措施。因为它降低了回流的电阻增加了杂散电流的数量，排流不应作为高轨地电阻的替代。现代的排流也不是简单的直接排流，而往往是将排流和轨道电位的限制与接地结合等综合考虑的智能排流。

1920年以后，电气化轨道交通系统的建设数量大幅下降，杂散电流腐蚀问题没有能够进一步的深入研究。直到二十世纪50年代和60年代，大量新建的快速轨道交通系统，大大增加了杂散电流的腐蚀，使杂散电流腐蚀和控制又成为一个重要的课题。

3.杂散电流腐蚀机理

金属材料与其环境介质发生化学的和电化学的反应而引起材料的退化和破坏称为金属的腐蚀。与机械磨损不同，多数情况下，金属材料的腐蚀破坏是由于它逐渐丧失了金属特性，由单质转变为热力学上更为稳定的化合态。腐蚀过程中金属原子丢失电子，发生了氧化反应，金属腐蚀的必要条件是存在氧化剂。金属腐蚀有不同的分类方法，按照反应的化学属性可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

化学腐蚀是金属表面与环境介质发生直接的化学反应而引起的破坏，其特点是反应过程中没有电流产生。电化学腐蚀是金属在电解质溶液或潮湿金属表面发生的破坏。与化学腐蚀相比电化学腐蚀在进行过程中有电流产生。

电化学腐蚀的发生一般应具备以下四个缺一不可条件：

1. 必须有阴极和阳极。

2. 阴极和阳极之间必须有电位差。

3. 阴极和阳极之间必须有金属的电流通道。

4. 阴极和阳极必须浸在电解质中，该电解质中有流动的自由离子。

一旦具备以上条件，腐蚀电池即形成。换言之，金属开始发生电化学腐蚀。然而，上述四项条件中，我们只要阻止其中一项，即可阻止金属的电化学腐蚀。而电化学腐蚀是轨道交通系统金属腐蚀的主要腐蚀形式。杂散电流又称迷流，杂散电流引起的腐蚀比自然腐蚀要剧烈得多。杂散电流一旦流入埋地金属体，再从金属体流出，进入大地或水中，则在电流流出的部位（阳极区）发生腐蚀。在阳极，金属被氧化形成离子进入电解质，同时释放电子，对铁来说，一般反应如下：

2 fe ? 2 fe2+ + 4 e–

在充气的电解质中，在阴极发生如下反应：

o2 + h2o + 4 e– ? 4 oh–.

在缺氧或酸性环境中，将发生如下反应，有氢气析出：

4 h2o+4 e– ? 4 oh–+2 h2

铁离子和氢氧根离子生成氢氧化亚铁，或进一步生成我们经常看到的铁锈。

由杂散电流引起的腐蚀简称电蚀，有如下特点：

腐蚀激烈

腐蚀集中于局部位置

当有防腐层时，往往集中于防腐层的缺陷部位

4. 杂散电流的控制

现代杂散电流控制技术基本遵从和美国国家标准局1921年报告相同的基本原则和要点,但应用了一些现代的先进技术,如采用新的道床材料和电力电子技术等。通常,这些控制措施被分为两类:

(1)改进轨道交通系统

(2)改进轨道交通系统附近的地下结构

主要通过以下一项或多项措施来实现:

减小回流轨的电阻

增加泄漏路径对地电阻

增加大地和地下金属结构之间的电阻

增加地下金属结构的电阻

前两项措施和改进轨道交通系统有关,将在下面进一步讨论。后两项措施和改进地下金属结构有关,将不展开讨论。

1）减小回流轨的电阻

如果回流轨电阻高，将导致轨道压降增加，在一定的轨-地回路电阻下，将导致杂散电流泄漏增加。减少沿回流轨的压降的方法如下：

增加回流轨的截面积

足够轨道之间的连接

减少两个牵引变电所之间的距离

历史上，在国外轨道的截面积是一个问题，因为国外早期电气化的轨道交通系统经常是建在已有的用马拉的有轨车的轨道上。而这些轨道截面积较小，没有提供为回流提供足够的低阻通路。目前，国内外所有的轨道交通系统都使用了较大截面积的轨道，它能够为回流提供足够低的回流电阻，因此，轨道的截面积不是现代轨道交通系统设计的一个问题。第二项减小运行轨的电阻的重要措施是为回流提供一个连续的电气通路。这是通过使用连续焊接的钢轨来实现，这已成为新建轨道交通系统的标准做法。或者使用电缆将不连续的轨道连接起来，这种做法常用在旧的轨道交通系统和特殊的轨道段如渡线和岔线。此外，每隔一定的距离将两条轨道并联起来，进一步减小轨道电阻，这是一项有效的措施。第三项用来减少回流电阻的措施是减小变电所之间的距离。减小变电所之间的距离这就减低了轨道压降，当然杂散电流就减少了。当今电力牵引的轨道交通系统，变电所之间的距离大多在1-3公里左右。国外一些旧的轨道交通系统也按照这个标准进行改造。同时，牵引变电所一般都在车站内，这在减少杂散电流方面也是有好处的，因为在车站附近为了给机车加速，机车需要的电流是很大的，而回流轨的长度很短，从而回流轨的压降是最小的。

2）增加泄漏路径对地电阻

增加泄漏路径对地电阻是减小杂散电流非常有效的措施。常用的四项增加泄漏路径电阻的措施是：（1）增加轨道对地电阻，（2）使用不接地或二极管接地的回流电路，（3）车辆段的轨道的绝缘隔离，（4）正线轨道的分段处理。由于用于轨道和绝缘材料的进展，使得设计高的轨道对地电阻变得容易了，主要是通过使用绝缘轨道扣件和绝缘垫。第二项增加泄漏路径对地电阻的措施是使用不接地或二极管接地的供电系统。一般来说，轨道交通得供电系统可以设计成直接接地、二极管接地或不接地，每一种系统都有优点和缺点。

直接接地系统，历史上曾经用于老式的轨道交通系统，它是19世纪末期“将所有的物体连接到一起，让电流通过”哲学的应用。直接接地系统在现代轨道交通系统中已经没有使用，主要是用于它引起的问题比它解决的问题多。直接接地系统的主要特性是将变电所的地线和整流柜的负母线通过金属相连，不存在轨道和大地的绝缘。这样的设计允许杂散电流在整流柜的负母线和任何地下金属通路之间流通。

结果导致杂散电流腐蚀经常发生在轨道、轨道扣件、隧道、桥梁和其它轨道交通系统的结构等处。直接接地的唯一好处是整流柜负极的电压和大地的电压一样。这样就消除了车站站台和大地之间有电压的危险。这个电压处理不好对乘客是有危险的。不接地系统代表了牵引供电系统设计的另一个极端。不接地系统在大地和变电所的整流柜的母线之间没有直接得金属相连。轨道扣件的绝缘对维持高的轨道对地电阻同样重要。从理论上讲，不接地系统的杂散电流应该足够低，只要沿轨道没有发生轨道对地短路。实际上，由于系统有成千上万得扣件，短路确实存在。另外，一些特殊的线路通常是很难做到完全绝缘的。不接地系统的一个缺点是在站台和大地之间可能形成足够高的电压。然而，目前由于高速断路器、过压保护设备和站台绝缘措施的进展，大大的减小了危险。

二极管接地系统是直接接地系统和不接地系统的折中。它常用来消除由直接接地系统引起的杂散电流腐蚀问题，但电压可保持在安全水平上。二极管接地系统通过二极管电路使整流柜的母线与变电所的地线相连。二极管电路达到一定的门槛电压允许电流从地线流向整流柜的负母线。门槛电压根据变电所的具体情况可调。二极管接地系统同样要求遵从上面推荐的方法，如维持高的轨道对地电阻等。对二极管接地系统杂散电流腐蚀仍然可能发生，特别是轨道和轨道扣件处，其处的高的轨道对地电阻很难保持，此外，对于二极管接地系统，当回流轨的电压达到门槛电压以后，就会有电流流过。国外曾有设计寿命为35年的轨道，由于杂散电流腐蚀和轨道裂缝不得不7年就更换。其它两项增加泄漏路径电阻的措施是对车辆段的轨道进行绝缘隔离和对正线上杂散电流泄漏集中的区域的轨道进行绝缘隔离。对轨道的绝缘隔离导致这一段轨道对地电阻的增加。将车辆段和正线隔离避免了正线运行轨较高的电压施加在车辆段的轨道上，而车辆段的轨道电压一般较低，这对降低车辆段的杂散电流是有效的。

5.杂散电流的监测

轨道交通部门利用杂散电流监测数据来决定采用什么样的控制措施。杂散电流的监测可是简单的目测连接电缆的状况，以保持回流轨的低电阻，也可请专业人员对特殊的地段进行杂散电流腐蚀状况的调查。但现代新建的轨道交通系统都要求预留测防端子和预装参考电极，在需要时可配备杂散电流的检测系统，对杂散电流腐蚀的可能性进行实时监测。杂散电流的调查一般是指轨道交通系统的结构如车站处的的轨道对地电阻和腐蚀电势。其它杂散电流的监测包括对轨道对地电压、泄漏电流、指定的金属结构对负母线的电压和从牵引变电所馈出的总电流等的测量。这些测量用于对当前杂散电流和杂散电流腐蚀的评估。中华人民共和国行业标准－地铁杂散电流防护技术规程cjj 49-92的规定：隧道结构的外表面，受杂散电流腐蚀危害控制指标是由泄漏电流引起的结构电压偏离自然电位数值。对于钢筋混凝土地铁主体结构的钢筋，上述极化电压的正向偏移平均值不应超过0.5v。一般轨道交通系统的杂散电流监测系统主要是监测杂散电流对结构钢筋的腐蚀可能，因此主要监测结构钢筋的极化电压。

6.结束语

鉴于杂散电流对地下金属结构、管线设施的腐蚀极为严重，如每安培电流每年可使钢铁腐蚀约 9.1 kg因而，它所造成的危害将是极为严重的，轨道交通系统中机车是一个运动变化的负荷，地铁杂散电流腐蚀的介质一般为土壤，情况千差万别，影响腐蚀过程的因素太多，并随时间变化，但只要我们在理论分析的基础上结合现场调查研究和试验，采取有针对性的治理杂散电流的技术和方法。在分析清楚杂散电流分布的情况下，在轨道交通系统的设计、施工各个阶段，从实际出发，根据不同的线路施工方法、线路方案、地质状况、不同的供电方案，分别对相关的专业采取不同的技术措施，尽量减少杂散电流。总之，对杂散电流的腐蚀及其可能造成的严重后果必须给予足够的重视，贯彻“以堵为主，以排为辅”的原则，同时结合科学的监测，将杂散电流的腐蚀防护和系统的接地、人身和设备安全、结构的耐久性等统一考虑。 参考文献

[1] dr. thomas j. barlo and dr. alan d. zdunek，stray current corrosion in electrified rail systems -- final report, may 1995

第9篇：腐蚀监测范文

关键词：循环冷却水 缓蚀阻垢剂 腐蚀性水质 动模试验

前言

浓缩倍数是循环水运行管理的一项重要指标，提高浓缩倍数能够节省药剂和水量，但首先必须解决高浓度离子对换热设备造成的腐蚀和结垢问题。中原乙烯循环冷却水装置的设计能力2×104m3/h，而实际运行能力为14000m3/h，系统保有水量6100m3，自1995年开车以来，浓缩倍数N值平均为2.5，且在水质较差时发生腐蚀现象，碳钢挂片腐蚀率达到0.1128mm/a，铜挂片腐蚀率0.009mm/a，均达不到碳钢腐蚀速率0.075mm/a，铜腐蚀速率0.005mm/a，不锈钢腐蚀速率0.005mm/a的要求[1]。为提高循环水装置运行的经济性，并严格控制腐蚀和结垢，经过旋转挂片试验、静态阻垢试验及动态模拟试验，筛选出的缓蚀阻垢剂配方，较好地满足了循环水的各项要求。

1 补水水质和设备情况

1.1 补水水质

1998年以前，中原乙烯循环水系统补水全部来自黄河水。为解决黄河水断流问题，开始使用脱碱后的地下水作补充水。补充水中黄河水占60％，脱碱地下水占40％，补充水的水质见表1。

表1　补充水水质分析结果 项目 脱碱地下水 黄河水 Ca2+/(mg·L-1) 40 135 总碱度/(mmol·L-1) 2.1 3.18 pH 8.12 8.34 Cl-/(mg·L-1) 48 90 SO42-/(mg·L-1) 44.7 112.5 总固体/(mg·L-1) 278 560

通过计算在浓缩倍数N=4.5倍时，经混合后的循环水pH值为9.13，饱和pH为6.2，Ryzner稳定指数为3.27[2]，水质属严重结垢型。但是浓缩4.5倍后Cl-已超过300mg/L，SO42-达387mg/L。这些腐蚀性强的离子又给系统带来严重腐蚀。因此，要求循环冷却水的药剂配方既要能解决结垢问题，也要能解决腐蚀问题。

1.2 设备情况

全厂共有换热器约120台，铜（T2）换热器32台，不锈钢（1Cr18Ni9Ti）换热器24台，其余为碳钢（20＃钢）换热器。换热器设计进水温度≤32℃，总回水温度≤42℃。

2 缓蚀阻垢配方的筛选

试验共选了6种缓蚀阻垢剂，其中BC-605系列4种：BC-605H1、BC-605H2、BC-605H3、BC-605H4。该系列缓蚀阻垢剂主要成分是磺化丙烯酸、有机磷竣酸、BPTA、丙烯酸酯多元共聚物等。配方中各组份配比含量不同；S－113；系统原使用药剂（其主要成分为磷酸盐、EDP、BPTA等）。试验用水水质按表1所示，浓缩倍数4.5。试验药剂浓度分别为50mg/L、60mg/L和70mg/L3种。

2.1 静态阻垢试验

用配水的方法使试液的Ca2+及碱度达到250mg/L，P042-为5mg/L，然后加药剂，浓缩1.5倍，80℃下恒温10h，再分别测出水中钙离子的含量、计算出碳酸钙、磷酸钙的阻垢率。结果如表2、表3所示。

表2　碳酸钙阻垢率 药剂浓度/(mg·L-1) 阻垢率/％ BC-605H1 BC-605H2 BC-605H3 BC-605H4 原使用药剂 S-113 50 79.2 63.8 88.8 90.3 86.8 87.6 60 80.0 68.1 91.0 96.1 86.0 89.3 70 83.4 75.7 89.5 90.3 73.8 85.2

表3　磷酸钙阻垢率 药剂浓度/(mg·L-1) 阻垢率/％ BC-605H1 BC-605H2 BC-605H3 BC-605H4 原使用药剂 S-113 50 23.9 21.4 26.8 30.4 15.2 18.6 60 26.6 25.7 30.4 33.6 17.8 24.5 70 29.8 25.4 33.9 35.1 19.6 25.2

2.2 旋转挂片腐蚀试验

根据阻垢试验结果，选取BC－605系列中阻垢效果最好的BC-605H3，BC-605H4两种与原使用药剂以及S－113作对比。采用3种材质挂片（20＃碳钢、不锈钢和铜）进行旋转挂片试验。结果如表4所示。由表4可知以BC-605H4的腐蚀率最低。

表4　不同药剂浓度的腐蚀速率 药剂浓度/(mg·L-1) 试片材质 腐蚀率/(mm·a-1) BC-605H3 BC-605H4 原使用药剂 S-113 50 碳钢挂片 0.0219 0.0146 0.0165 0.0157 不锈钢挂片 0.0001 0 0.0002 0.0002 铜挂片 0.0002 0 0.0001 0.0002 60 碳钢挂片 0.0170 0.0123 0.0170 0.0148 不锈钢挂片 0.0001 0 0.0001 0 铜挂片 0.0001 0 0.0001 0.0001 70 碳钢挂片 0.0142 0.0116 0.0136 0.0150 不锈钢挂片 0 0 0.0001 0.0001 铜挂片 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001

2.3 动态模拟试验

根据上述试验结果，同时考虑到经济性，选S－113和BC－605H。两种药剂进行动态模拟试验。药剂浓度60mg/L，试片为20＃碳钢、不锈钢和铜3种材质洞时用φ10×1的碳钢试管2支。动模12d后投加有机溴杀菌剂30mg/L。结果如表5所示，从表中看出，BC-605H4的腐蚀率均低于S－113，同时前者的成膜厚度较后者厚，试管粘附速率前者也较后者低（S－113粘附速率已超标）。

表5　动态模拟试验结果 药剂名称 项目 碳钢挂片 不锈钢挂片 铜挂片 碳钢管 BC-605H4 外观 有色晕干净 有色晕无腐蚀 少色晕无点蚀 膜厚/μm 48 16 14 腐蚀率/(mm·a-1) 0.025 0.0031 0.0004 0.015 粘附速率/m.c.m 9.8 S-113 外观 有色晕少腐蚀 有色晕无点蚀 少色晕无点蚀 膜厚/μm 32 15 12 腐蚀率/(mm·a-1) 0.037 0.0045 0.0007 0.023 粘附速率/m.c.m 17.6

以上试验结果表明，BC-605H4更适合于中原乙烯的特殊水质，可以作进一步的工业应用试验。

3 现场应用

3.1 浓缩倍数及药剂浓度

系统浓缩倍数初步控制在3.5－4.0之间，后来又逐步提高到4.0以上。表6给出了试用期间的月均浓缩倍数。

根据上述试验结果并考虑用药的经济性，试验药剂浓度控制在60mg/L左右。

3.2 细菌和浊度控制

为控制细菌数量，减少因生物粘泥带来的腐蚀，日常杀菌是每天冲击性投加液氯l－2次。加氯机出现故障时用氯锭（主要成分是次氯酸钠）代替。另外，每20d左右交叉投加非氧化性杀菌剂1次，以剥离管壁上沉积的生物粘泥。异氧菌量严格控制在小于1×105个/mL（正常运行时为103－104左右）。

浊度的控制主要通过旁滤地进行，旁滤量为5％－6％，正常运行情况下浊度小于5.0mg/L。

3.3 监测挂片和监测换热器

表6给出了试用8个月来监测挂片和监测换热器的腐蚀和结垢情况。其中3月份因运行水温过低（平均为20℃）和循环水系统有物料泄漏，造成碳钢监测挂片腐蚀率偏高，经采取措施后恢复正常。氯离子在320－350mg/L情况下运行，不锈钢挂片腐蚀率为0。

表6　现场试用结果

mm·a-1 项目 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 平均浓缩倍数 4.01 3.88 3.95 4.05 3.97 4.20 4.08 碳钢挂片腐蚀率 0.0027 0.133 0.027 0.0014 0.0013 0.0012 0.0013 不锈钢挂片腐蚀率 0 0 0 0 0 0 0 铜挂片腐蚀率 0 0 0.0004 0.0025 0.0023 0.00051 0.0003 碳钢试管腐蚀率 0.0873 0.001 0.01164 不锈钢使馆腐蚀率 0.0010 0.0009485 0.00093

其中4月份小修期间，为检验药剂配方的实际运行效果，打开部分换热器进行了检查。经过将近4个月的运行，设备状况良好，换热器内部无粘泥，无点蚀，无锈瘤和结垢，换热器不需任何清洗。其中检查两台不锈钢换热器无点蚀，无应力腐蚀。

4 结论

4.1 BC-605H4缓蚀阻垢剂比较适合中原乙烯的水质特点，平均N值由2.5提高到4.0。而且因黄河水质恶化导致的腐蚀和结垢倾向得到了控制，水质状况良好。

4.2 腐蚀速度的降低使设备的大修周期由1a提高到2－3a，每年节省的全厂设备检修费就达上千万元。

4.3 N值由25提高到4.0用F污量由121m3/h降为69m3/h，每年可节水41×104t，折合人民币50多万元。另外，因排污量的减少，每年少交排污费80多万元，具有良好的环境效益。

参考文献：