锌基准固态电解质在阴极联合保护装置的应用研究
发布时间：2021-04-08 16:04
针对传统的阴极保护在长输管道方面存在的不足,研发出新型牺牲阳极和外加电流联合阴极保护埋地管道的装置及方法。通过牺牲阳极和外加电流单独的优化实验,找到最佳的牺牲阳极材料及规格和外加电流的电压,制备优良的准固态电解质,给装置提供稳定的运行环境,搭建出联合保护装置,将其应用在埋地管道中实现有效的保护。牺牲阳极实验部分,通过对管道保护效果的对比,选择出最佳条件为5×5cm2的镁材料,其管道的腐蚀速率2.936×1 0-3mg·min-1·cm-3、阳极的消耗速率0.135×1010-3mg·min-1·cm-3,所产生的电流最大可达0.113A,稳定时电流趋于0.07A;外加电流实验部分,通过对管道保护效果的对比,选择出最佳条件为1V的电源电压,其管道的腐蚀速率2.150×10-3mg·min-1·cm-3,并且其电能的消耗是最少的;准固态电解质实验部分,通过对溶剂、溶质、凝胶剂和金属电解质的优化,制备出电导率稳定在5.83mS·cm-1左右,挥发度小于0.2%显碱性的准固态电解质。在最佳条件搭建出联合保护装置,通过与单独的传统阴极保护法对比,阳极材料镁阳极消耗量为1.875g,阳极消耗速率为...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３水饱和度影响腐蚀速率曲线图??１．１．３．４含盐量的影响??
第１章绪论??外加电流法的原理：阳极为辅助阳极，阴极为被保护金属，再通过外加直流??电源提供电能，促使土壤中的电子发生迁移现象，使被保护金属结构电位高于周??围环境，从而达到保护金属的目的。如图１－４。??（１）优点：设计的电压和电流幅度宽，适用于电阻率较高的土壤或防腐涂??层不良的金属；对于金属的延伸部分也可以得到保护；可随土壤环境的变化调整??电压和电流；在整流器上可方便观察电流电压，监视保护过程［５Ｍ２］。??（２）缺点：设计需小心避免阴极千扰；外部电源有可能停电或受到干扰；??要求定期检查和维护；系统保护期间需要稳定的电源，成本较高＾５４］。??输电电缆：???阴极??站?ｐ??ｌｅａｌＬ?极??埋地管线?）＊－告??图１－４牺牲阳极和外加电流原理示意图??１．１．５新型阴极联合保护系统??为了解决牺牲阳极和外加电流阴极保护法的各自缺点，目前研究更多的是将??阴极保护方法联合起来。该装置包括太阳能供电系统、外加电流系统和牺牲阳极??系统。以外加电流为主，牺牲阳极为辅，太阳能电池板作为电源，利用恒电位仪??给联合保护装置提供恒电位。如图１－５。??—?￣?地上??‘：?Ｉ．?弋地下??ｔｋ?＿？?Ｌ：Ｋ?＿．．．．＋１丨、－＊??埋地ｉ线?Ｗｇ??＼Ｌ?／?ｕ??图１－５新型阴极联合保护装置示意图??用镁基阳极作为牺牲阳极，氢氧化锌作为保护装置中准固态电解质的主要成??分。该装置对长输埋地管道保护期间，在管道负极表面不断的有电子聚集，从而??７??
第１章绪论??外加电流法的原理：阳极为辅助阳极，阴极为被保护金属，再通过外加直流??电源提供电能，促使土壤中的电子发生迁移现象，使被保护金属结构电位高于周??围环境，从而达到保护金属的目的。如图１－４。??（１）优点：设计的电压和电流幅度宽，适用于电阻率较高的土壤或防腐涂??层不良的金属；对于金属的延伸部分也可以得到保护；可随土壤环境的变化调整??电压和电流；在整流器上可方便观察电流电压，监视保护过程［５Ｍ２］。??（２）缺点：设计需小心避免阴极千扰；外部电源有可能停电或受到干扰；??要求定期检查和维护；系统保护期间需要稳定的电源，成本较高＾５４］。??输电电缆：???阴极??站?ｐ??ｌｅａｌＬ?极??埋地管线?）＊－告??图１－４牺牲阳极和外加电流原理示意图??１．１．５新型阴极联合保护系统??为了解决牺牲阳极和外加电流阴极保护法的各自缺点，目前研究更多的是将??阴极保护方法联合起来。该装置包括太阳能供电系统、外加电流系统和牺牲阳极??系统。以外加电流为主，牺牲阳极为辅，太阳能电池板作为电源，利用恒电位仪??给联合保护装置提供恒电位。如图１－５。??—?￣?地上??‘：?Ｉ．?弋地下??ｔｋ?＿？?Ｌ：Ｋ?＿．．．．＋１丨、－＊??埋地ｉ线?Ｗｇ??＼Ｌ?／?ｕ??图１－５新型阴极联合保护装置示意图??用镁基阳极作为牺牲阳极，氢氧化锌作为保护装置中准固态电解质的主要成??分。该装置对长输埋地管道保护期间，在管道负极表面不断的有电子聚集，从而??７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]局部强化外加电流阴极保护对长输管道防腐效果的研究[J]. 闫家鹏. 山东化工. 2020(01)
[2]海洋环境腐蚀与防护[J]. 卢小鹏. 科技导报. 2019(24)
[3]电厂重要厂系统腐蚀现状与防护策略[J]. 卢裕夫,王丽娜,刘聪,吴多荣. 产业与科技论坛. 2019(23)
[4]有机防腐蚀涂层加速试验方法和评价技术进展[J]. 边美华,彭家宁,尹立群,梁庆国,张兴森. 材料保护. 2019(07)
[5]浅谈水工金属结构的腐蚀与防护[J]. 全志杰,黄金根,李航宇. 中国设备工程. 2019(12)
[6]基于陶瓷/聚合物的准固态复合电解质的制备及电化学性能[J]. 孙秋实,朱崇佳,谢健,曹高劭,赵新兵,郑东,金源,王康彦,郭永斌,屠芳芳. 无机化学学报. 2019(05)
[7]天然气输送管道腐蚀与防腐措施现状分析[J]. 党唐超,戚恒慎,张鹏. 云南化工. 2019(02)
[8]外加电流与牺牲阳极阴极保护技术在原油储罐的应用[J]. 王金福,陈志强. 全面腐蚀控制. 2019(04)
[9]不同Sn含量对Al-Zn-Ga-Si-Sn阳极性能的影响[J]. 胡崇巍,张海兵,郭建章,马力. 材料保护. 2019(04)
[10]高强度油气长输管道腐蚀与防护研究进展[J]. 李敏瑞. 化工管理. 2018(36)
博士论文
[1]硫化物固态电解质的设计及其在全固态电池中的应用[D]. 张卓然.华中科技大学 2019
[2]金属有机骨架材料在海洋腐蚀检测与防护中的应用研究[D]. 陈怀银.中国科学院大学(中国科学院海洋研究所) 2019
[3]钢基材表面冷涂锌涂层的防腐蚀性能和机理研究[D]. 徐龙.中国科学技术大学 2019
[4]海洋管道内壁局部腐蚀的监测关键技术研究[D]. 徐云泽.大连理工大学 2019
硕士论文
[1]长输管道区域阴极保护参数的数值模拟研究[D]. 倪梦.西安石油大学 2019
[2]防腐蚀仿生弹性梯度功能表面制备及防护机制[D]. 张吉祥.吉林大学 2019
[3]全固态电池聚合物基复合电解质的制备和界面结构演化的研究[D]. 翟喜民.哈尔滨工业大学 2019
[4]基于PEO基固态聚合物复合电解质的制备及其在锂离子电池中的应用[D]. 朱朋辉.江苏大学 2019
[5]海底管道腐蚀防护状态检测和评估技术研究[D]. 孙宇.大连理工大学 2019
[6]T91钢表面AlSi扩散涂层的制备及高温氧化腐蚀性能研究[D]. 司瑞雪.沈阳师范大学 2019
[7]温度对镁合金牺牲阳极电化学行为影响与耐高温铝合金牺牲阳极的研究[D]. 刘婷.华中科技大学 2019
[8]PPC/P（VDF-HFP）基准固态电解质的合成及在锂电池中的应用研究[D]. 朱崇佳.浙江大学 2019
[9]固定式外加电流阴极保护系统在导管架平台上的工程应用[D]. 张馨予.大连理工大学 2018
[10]气溶胶准固态电解质的制备及光电性能的研究[D]. 张东坡.哈尔滨理工大学 2018
本文编号：3125849
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３水饱和度影响腐蚀速率曲线图??１．１．３．４含盐量的影响??
第１章绪论??外加电流法的原理：阳极为辅助阳极，阴极为被保护金属，再通过外加直流??电源提供电能，促使土壤中的电子发生迁移现象，使被保护金属结构电位高于周??围环境，从而达到保护金属的目的。如图１－４。??（１）优点：设计的电压和电流幅度宽，适用于电阻率较高的土壤或防腐涂??层不良的金属；对于金属的延伸部分也可以得到保护；可随土壤环境的变化调整??电压和电流；在整流器上可方便观察电流电压，监视保护过程［５Ｍ２］。??（２）缺点：设计需小心避免阴极千扰；外部电源有可能停电或受到干扰；??要求定期检查和维护；系统保护期间需要稳定的电源，成本较高＾５４］。??输电电缆：???阴极??站?ｐ??ｌｅａｌＬ?极??埋地管线?）＊－告??图１－４牺牲阳极和外加电流原理示意图??１．１．５新型阴极联合保护系统??为了解决牺牲阳极和外加电流阴极保护法的各自缺点，目前研究更多的是将??阴极保护方法联合起来。该装置包括太阳能供电系统、外加电流系统和牺牲阳极??系统。以外加电流为主，牺牲阳极为辅，太阳能电池板作为电源，利用恒电位仪??给联合保护装置提供恒电位。如图１－５。??—?￣?地上??‘：?Ｉ．?弋地下??ｔｋ?＿？?Ｌ：Ｋ?＿．．．．＋１丨、－＊??埋地ｉ线?Ｗｇ??＼Ｌ?／?ｕ??图１－５新型阴极联合保护装置示意图??用镁基阳极作为牺牲阳极，氢氧化锌作为保护装置中准固态电解质的主要成??分。该装置对长输埋地管道保护期间，在管道负极表面不断的有电子聚集，从而??７??
第１章绪论??外加电流法的原理：阳极为辅助阳极，阴极为被保护金属，再通过外加直流??电源提供电能，促使土壤中的电子发生迁移现象，使被保护金属结构电位高于周??围环境，从而达到保护金属的目的。如图１－４。??（１）优点：设计的电压和电流幅度宽，适用于电阻率较高的土壤或防腐涂??层不良的金属；对于金属的延伸部分也可以得到保护；可随土壤环境的变化调整??电压和电流；在整流器上可方便观察电流电压，监视保护过程［５Ｍ２］。??（２）缺点：设计需小心避免阴极千扰；外部电源有可能停电或受到干扰；??要求定期检查和维护；系统保护期间需要稳定的电源，成本较高＾５４］。??输电电缆：???阴极??站?ｐ??ｌｅａｌＬ?极??埋地管线?）＊－告??图１－４牺牲阳极和外加电流原理示意图??１．１．５新型阴极联合保护系统??为了解决牺牲阳极和外加电流阴极保护法的各自缺点，目前研究更多的是将??阴极保护方法联合起来。该装置包括太阳能供电系统、外加电流系统和牺牲阳极??系统。以外加电流为主，牺牲阳极为辅，太阳能电池板作为电源，利用恒电位仪??给联合保护装置提供恒电位。如图１－５。??—?￣?地上??‘：?Ｉ．?弋地下??ｔｋ?＿？?Ｌ：Ｋ?＿．．．．＋１丨、－＊??埋地ｉ线?Ｗｇ??＼Ｌ?／?ｕ??图１－５新型阴极联合保护装置示意图??用镁基阳极作为牺牲阳极，氢氧化锌作为保护装置中准固态电解质的主要成??分。该装置对长输埋地管道保护期间，在管道负极表面不断的有电子聚集，从而??７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]局部强化外加电流阴极保护对长输管道防腐效果的研究[J]. 闫家鹏. 山东化工. 2020(01)
[2]海洋环境腐蚀与防护[J]. 卢小鹏. 科技导报. 2019(24)
[3]电厂重要厂系统腐蚀现状与防护策略[J]. 卢裕夫,王丽娜,刘聪,吴多荣. 产业与科技论坛. 2019(23)
[4]有机防腐蚀涂层加速试验方法和评价技术进展[J]. 边美华,彭家宁,尹立群,梁庆国,张兴森. 材料保护. 2019(07)
[5]浅谈水工金属结构的腐蚀与防护[J]. 全志杰,黄金根,李航宇. 中国设备工程. 2019(12)
[6]基于陶瓷/聚合物的准固态复合电解质的制备及电化学性能[J]. 孙秋实,朱崇佳,谢健,曹高劭,赵新兵,郑东,金源,王康彦,郭永斌,屠芳芳. 无机化学学报. 2019(05)
[7]天然气输送管道腐蚀与防腐措施现状分析[J]. 党唐超,戚恒慎,张鹏. 云南化工. 2019(02)
[8]外加电流与牺牲阳极阴极保护技术在原油储罐的应用[J]. 王金福,陈志强. 全面腐蚀控制. 2019(04)
[9]不同Sn含量对Al-Zn-Ga-Si-Sn阳极性能的影响[J]. 胡崇巍,张海兵,郭建章,马力. 材料保护. 2019(04)
[10]高强度油气长输管道腐蚀与防护研究进展[J]. 李敏瑞. 化工管理. 2018(36)
博士论文
[1]硫化物固态电解质的设计及其在全固态电池中的应用[D]. 张卓然.华中科技大学 2019
[2]金属有机骨架材料在海洋腐蚀检测与防护中的应用研究[D]. 陈怀银.中国科学院大学(中国科学院海洋研究所) 2019
[3]钢基材表面冷涂锌涂层的防腐蚀性能和机理研究[D]. 徐龙.中国科学技术大学 2019
[4]海洋管道内壁局部腐蚀的监测关键技术研究[D]. 徐云泽.大连理工大学 2019
硕士论文
[1]长输管道区域阴极保护参数的数值模拟研究[D]. 倪梦.西安石油大学 2019
[2]防腐蚀仿生弹性梯度功能表面制备及防护机制[D]. 张吉祥.吉林大学 2019
[3]全固态电池聚合物基复合电解质的制备和界面结构演化的研究[D]. 翟喜民.哈尔滨工业大学 2019
[4]基于PEO基固态聚合物复合电解质的制备及其在锂离子电池中的应用[D]. 朱朋辉.江苏大学 2019
[5]海底管道腐蚀防护状态检测和评估技术研究[D]. 孙宇.大连理工大学 2019
[6]T91钢表面AlSi扩散涂层的制备及高温氧化腐蚀性能研究[D]. 司瑞雪.沈阳师范大学 2019
[7]温度对镁合金牺牲阳极电化学行为影响与耐高温铝合金牺牲阳极的研究[D]. 刘婷.华中科技大学 2019
[8]PPC/P（VDF-HFP）基准固态电解质的合成及在锂电池中的应用研究[D]. 朱崇佳.浙江大学 2019
[9]固定式外加电流阴极保护系统在导管架平台上的工程应用[D]. 张馨予.大连理工大学 2018
[10]气溶胶准固态电解质的制备及光电性能的研究[D]. 张东坡.哈尔滨理工大学 2018
本文编号：3125849
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