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第1章　绪论1

1.1　腐蚀与防护的意义1

1.2　腐蚀的定义及类型5

1.2.1　腐蚀的定义5

1.2.2　腐蚀的分类5

1.3　腐蚀程度的评定8

1.3.1　全面腐蚀的评定8

1.3.2　局部腐蚀的评定9

1.4　控制腐蚀的方法10

1.4.1　控制腐蚀的关键环节10

1.4.2　腐蚀的控制技术10

1.5　管道防腐层发展史12

1.6　天然气管道的减阻内涂技术19

参考文献20

第2章　金属腐蚀的电化学原理22

2.1　概述22

2.2　腐蚀反应的热力学24

2.3　电位-pH平衡图27

2.3.1　E-pH图的构成27

2.3.2　E-pH图中各区的意义28

2.3.3　E-pH图的优点和局限性30

2.4　腐蚀的电化学机理33

2.4.1　原电池和电解池33

2.4.2　浓差电池35

2.4.3 阴极分反应和阳极分反应35

2.4.4　金属腐蚀中电极的面积和电流密度36

2.5　原电池和腐蚀电池37

2.5.1 电池构成37

2.5.2　过电位39

2.6　腐蚀速率的图解分析法41

2.7　腐蚀过程的阴极反应43

2.7.1　概述43

2.7.2　析氢反应43

2.7.3　氧的还原反应45

2.7.4　多个阴极反应的并存47

2.8　阳极E-i曲线47

2.9　土壤中的腐蚀问题48

参考文献49

第3章　防腐层防蚀基础知识50

3.1　防腐层的保护机理50

3.1.1 隔离50

3.1.2　钝化、磷化与缓蚀保护51

3.1.3　牺牲保护53

3.2　防腐层的缺陷、老化与失效53

3.2.1　防腐层缺陷53

3.2.2　防腐层老化54

3.2.3　防腐层的使用寿命55

3.3　防腐层的种类56

3.3.1　有机防腐层56

3.3.2　无机非金属防腐层58

3.3.3　金属防腐层60

3.4　常用管道防腐层62

3.4.1　沥青基涂料62

3.4.2　环氧粉末涂料64

3.4.3　聚烯烃基防腐材料66

3.4.4　防腐带与防腐胶带68

3.4.5　收缩套（带）防腐材料69

3.4.6　液体涂料70

3.4.7　管道防腐层技术的最新进展73

参考文献74

第4章　管道阴极保护技术76

4.1 国内外的阴极保护技术史76

4.2　阴极保护原理79

4.3　阴极保护参数81

4.3.1　保护电位81

4.3.2　保护电位准则81

4.3.3　保护电流密度84

4.3.4　最佳保护状态86

4.4　阴极保护的方法87

4.4.1　牺牲阳极法87

4.4.2　强制电流法88

4.4.3　排流保护88

4.4.4　阴极保护方法的选择88

4.5　阴极保护条件89

4.5.1　适用范围89

4.5.2　阴极保护条件90

4.6　阴极保护现状及展望90

4.6.1 国内阴极保护现状90

4.6.2　国外阴极保护现状91

参考文献93

第5章　防腐层基本要求95

5.1　防腐层的基本要求95

5.1.1　地下管道防腐层使用性能要求95

5.1.2　防腐层的涂装性能99

5.2　防腐层性能试验与性能测试101

5.2.1 常用有机防腐层性能的研究评价方法101

5.2.2　常用管道防腐层性能测试方法及相关标准103

5.2.3　常用防腐层性能测试项目110

5.3　防腐层选用的基本原则115

参考文献116

第6章　管道防腐层应用问题与技术发展118

6.1　管道防腐层应用的问题118

6.1.1　管道防腐层的失效118

6.1.2　防腐管涂装质量问题120

6.1.3　防腐补口、补伤等现场防腐层质量问题123

6.1.4　阴极保护屏蔽125

6.1.5　应力腐蚀开裂与防腐层失效126

6.2　管道防腐层的设计选择128

6.2.1　设计选择128

6.2.2　防腐层标准问题132

6.3　管道防腐层技术发展与新技术开发134

6.3.1　管道防腐层技术沿革134

6.3.2　表面处理技术136

6.3.3　耐高温防腐层技术137

6.3.4　防腐保温技术的进展141

6.3.5　提高防腐层整体性144

6.3.6　FBE防腐层技术进展148

6.3.7　液体涂料技术进展149

参考文献152

第7章　已建管道防腐层的统计154

7.1 概述154

7.2 国内已建管道防腐层统计154

7.2.1　石油沥青防腐层应用统计154

7.2.2　FBE类防腐层应用统计155

7.2.3　煤焦油瓷漆防腐层应用统计155

7.2.4　聚乙烯类防腐层应用统计155

7.2.5　各类防腐层应用所占比例155

7.3　国外管道防腐层调查159

7.3.1　选用防腐层的原则159

7.3.2　防腐层失效模式160

7.3.3　防腐层与阴极保护相互影响161

7.3.4 3LPE防腐层162

7.3.5　FBE防腐层164

7.3.6　防腐层的运行成本166

7.3.7　结论167

参考文献167

第8章　管道表面处理168

8.1　表面处理的重要性168

8.2　表面处理的影响因素169

8.2.1　氧化皮的影响169

8.2.2　表面污物的影响169

8.2.3　可溶性盐的影响169

8.2.4　粗糙度的影响169

8.3　表面处理方法170

8.3.1　概述170

8.3.2　清洗171

8.3.3　除锈172

8.4　表面处理质量检测方法及评定176

8.4.1　表面清洁度的评定176

8.4.2　表面除油效果的评定177

8.4.3　表面除锈等级的评定178

8.4.4　表面粗糙度的评定180

8.4.5　表面可溶性盐分的评定182

8.4.6　表面凝露的评定183

8.5　国内外表面处理标准节选183

8.5.1 GB/T 13312—91 钢铁件涂装前除油程度检验方法（验油试纸法）183

8.5.2　瑞典标准SIS 055900—1967　涂装前钢材表面除锈标准185

8.5.3　GB 8923—88　涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级187

8.5.4　DIN 4763 表面粗糙度参数的分级189

8.5.5 DIN 4768第1部分 用触针式电子仪器测定表面粗糙度参数Ra、Rz、Rmax（1974年8月）191

8.5.6 DIN 4768第1部分增补1 用触针式电子仪器测定表面粗糙度参数Ra、Rz、Rmax（1978年10月）195

8.5.7 DIN 4769第1篇 表面粗糙度比较样块 供应技术条件（1972年5月）197

8.5.8 DIN 4769第4篇 表面粗糙度比较样块 喷射金属表面（1974年7月）200

参考文献201

第9章　常用管道防腐层性能、施工与验收202

9.1　管道防腐层涂装简介202

9.1.1　车间涂装202

9.1.2　现场涂装212

9.2　石油沥青防腐层213

9.2.1　材料及性能要求213

9.2.2　涂装215

9.2.3　质量检查216

9.3　煤焦油瓷漆防腐层218

9.3.1　材料及性能要求218

9.3.2　涂装220

9.3.3　质量检查222

9.4　熔结环氧防腐层223

9.4.1　单层熔结环氧防腐层材料及防腐层性能要求223

9.4.2　双层粉末结构防腐层材料及防腐层性能要求224

9.4.3　FBE与DPS防腐层的涂装225

9.4.4　FBE及DPS防腐层的检验227

9.5　聚烯烃防腐层229

9.5.1　材料及性能要求229

9.5.2　聚乙烯防腐层涂装231

9.5.3　聚乙烯防腐层质量检验232

9.6　塑料胶黏带防腐层233

9.6.1　胶黏带材料和胶黏带防腐层的性能要求233

9.6.2　胶黏带防腐层的涂装235

9.6.3　胶黏带防腐层质量检查236

9.7　液体环氧防腐层236

9.7.1 液体环氧涂料和液体环氧防腐层性能要求236

9.7.2　液体环氧（煤沥青）防腐层涂装240

9.7.3　液体环氧（煤沥青）防腐层质量检验243

9.8　硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保温层245

9.8.1 硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保温材料和防腐保温层性能要求245

9.8.2　硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保温层涂装247

9.8.3　防腐保温管质量检验248

参考文献249

第10章　防腐层的选用251

10.1 防腐层的选用原则和因素251

10.1.1　防腐层选择的基本原则251

10.1.2　影响防腐层选用的基本因素251

10.2　环境因素252

10.3　材料性能因素253

10.4　工程性质因素256

10.5　输送介质因素257

10.6　其他因素258

10.7　经济性258

10.8　防腐层选择新观点259

参考文献260

第11章　补口技术261

11.1　概述261

11.2　主要补口技术262

11.2.1　热收缩套／带补口技术262

11.2.2　熔结环氧粉末补口技术266

11.2.3　液体环氧补口技术268

11.2.4　3LPE防腐层的液体环氧补口技术269

11.2.5　聚氨酯涂料补口技术273

11.2.6　3LPE防腐层的3PE粉末补口技术274

11.2.7　三层复合结构补口技术276

11.2.8　煤焦油瓷漆补口技术276

11.2.9　石油沥青补口技术277

11.2.10　多层聚丙烯防腐层补口技术277

11.3　补口质量检测技术278

11.3.1　外观检测278

11.3.2　厚度检测278

11.3.3　检漏278

11.3.4　附着力检测278

11.3.5　剥离强度检测279

11.3.6　热收缩套／带类补口的密封性279

11.3.7　绝缘电阻试验280

11.3.8　黏结相容性281

11.3.9　耐水渗漏性282

11.3.10　阴极剥离试验282

11.4　补口技术的优选法283

11.4.1　优选方案的确定283

11.4.2　各因素及权重系数的确定283

11.4.3　补口技术优选实例284

11.5　补口技术新动态286

参考文献287

第12章　聚脲防腐层技术289

12.1　概述289

12.2　聚脲材料的定义289

12.3　聚脲化学反应原理290

12.4　聚脲涂料的主要原材料291

12.4.1　异氰酸酯291

12.4.2　端氨基聚醚和胺类扩链剂291

12.4.3　其他助剂292

12.5　喷涂设备292

12.5.1 喷涂设备的基本构成292

12.5.2　喷涂聚脲设备工作参数294

12.6　聚脲涂料特点及优势295

12.6.1　聚脲涂料的特点295

12.6.2　聚脲防腐层技术优势295

12.7　聚脲防腐层标准、施工及检验296

12.7.1　聚脲防腐层技术标准296

12.7.2　聚脲防腐层等级与厚度297

12.7.3　聚脲防腐层技术指标297

12.7.4　聚脲防腐层施工298

12.7.5　聚脲防腐质量检验300

12.8　聚脲涂料的应用301

12.8.1　聚脲防腐层应用概况301

12.8.2　聚脲防腐层在我国油气行业应用展望302

12.8.3　聚脲防腐层应用应注意的问题304

参考文献305

第13章　聚氨酯防腐层技术306

13.1 概述306

13.1.1　聚氨酯涂料的定义306

13.1.2　聚氨酯反应原理306

13.1.3　聚氨酯涂料的发展历程306

13.2　聚氨酯涂料的分类307

13.2.1　按照涂料的包装分类307

13.2.2　按异氰酸酯的种类分类307

13.2.3　按涂料的分散介质分类308

13.3　聚氨酯涂料特性308

13.4　无溶剂聚氨酯涂料309

13.4.1　执行标准309

13.4.2　技术指标309

13.4.3　防腐层的厚度310

13.4.4　防腐层涂敷施工310

13.4.5　无溶剂聚氨酯涂料的优势313

13.4.6　无溶剂聚氨酯涂料在油气领域中的应用313

13.5　丙烯酸聚氨酯耐候涂料315

13.5.1　丙烯酸聚氨酯耐候涂料组分及技术指标315

13.5.2　丙烯酸聚氨酯防腐层结构、厚度及性能指标316

13.5.3　涂敷施工316

13.5.4 质量检验317

13.6　管道聚氨酯防腐涂料技术发展现状318

13.6.1　手涂型聚氨酯管道涂料318

13.6.2　喷涂型聚氨酯管道涂料320

13.6.3　环氧聚氨酯管道防腐涂料320

参考文献322

第14章　氟碳涂料防护技术323

14.1　概述323

14.1.1　定义323

14.1.2　氟碳涂料的发展历程323

14.1.3　氟碳涂料的分类324

14.2　氟碳涂料特性324

14.3　氟碳防腐涂料技术标准和指标326

14.3.1 技术标准326

14.3.2　技术指标327

14.3.3　氟碳防腐层的等级、结构与厚度328

14.4　氟碳涂料在油气工业领域中的应用328

14.5　氟碳防腐层施工指南331

14.5.1　基材表面预处理331

14.5.2　氟碳涂料准备331

14.5.3　涂装施工331

14.5.4　质量检查332

14.5.5　漆膜养护332

14.5.6　记录332

参考文献332

第15章　输气管道减阻内涂技术333

15.1　国内外概况333

15.2　减阻原理及计算334

15.2.1 概述334

15.2.2　输气量与输送压力的计算公式334

15.3　西气东输工程采用减阻内涂技术的理论分析340

15.3.1　概述340

15.3.2　管道设计基础参数340

15.3.3　工艺计算342

15.3.4　经济比较343

15.3.5　结论345

15.4　减阻内涂技术的应用345

15.4.1　减阻内涂涂料的选择345

15.4.2　减阻内涂涂料国产化的研究346

15.4.3　减阻内涂的设计349

15.4.4　减阻内覆盖的涂敷350

15.5　减阻内涂技术标准351

15.6　技术展望352

参考文献352

第16章　腐蚀经济学353

16.1 引言353

16.2　概述353

16.3　经济学基础354

16.3.1　资金的时间价值354

16.3.2　资金等价与等值354

16.3.3　符号和术语355

16.3.4　资金等价计算公式355

16.4　经济学的主要参数358

16.4.1　利息与利率358

16.4.2　费用和成本358

16.4.3　折旧与残值358

16.4.4　税金360

16.5　经济分析方法360

16.5.1　净现值360

16.5.2　内部收益率361

16.5.3　投资回收期（Pt）361

16.6　腐蚀经济分析方法362

16.6.1　腐蚀经济学中的主要参数362

16.6.2　费用现值法363

16.6.3　费用年值法365

16.7　尤立格（H.Uhlig）公式计算法367

16.8　Verink通用方程369

16.9　结论373

参考文献373

第17章　防腐层检测与风险评价374

17.1 检测的目的374

17.2　防腐层在线检测方法375

17.2.1　管道内电流的测量376

17.2.2 阴极保护电流密度和防腐层电阻率的测试378

17.2.3　管道密间隔电位测量（CIPS）380

17.2.4　管内交变电流衰减法（PCM）382

17.2.5 直流和交流电位梯度的测量（DCVG和ACVG）383

17.2.6　管道防腐层皮尔逊检漏法385

17.2.7　管道防腐层电化学检测法386

17.3　外腐蚀直接评价法（ECDA）389

17.3.1　概述389

17.3.2 外腐蚀的直接评价（ECDA）390

17.4　管道的风险评价392

17.4.1　油气管道风险评价法简介392

17.4.2　管道危害因素及评分指标392

17.4.3　相对风险值的计算395

17.4.4　风险评分与风险等级395

17.5　风险评价中的防腐层检测396

17.6　评价防腐层和阴极保护的例子398

17.7　防腐层质量的评定399

参考文献399

第18章　国内外防腐层标准题录400

18.1 国家标准400

18.2　石油行业标准401

18.3　国内企业标准402

18.4　国外标准403

附录406

附录一 美国水工协会标准ANSI/AWWA C203—02钢质水管道煤焦油瓷漆保护覆盖层和衬里——热涂瓷漆和缠带406

附录二 美国腐蚀工程师协会标准NACE RP 0399—99工厂涂敷煤焦油瓷漆管道覆盖层体系：涂敷施工，性能和质量控制426

附录三 加拿大标准CSA Z 245.20—02钢管外壁熔结环氧树脂（FBE）覆盖层432

附录四 美国腐蚀工程师协会标准NACE RP 0394—94工厂涂敷熔结环氧树脂管道外覆盖层体系——涂敷施工，性能和质量控制450

附录五 加拿大标准CSA Z 245.21—02钢管外壁聚乙烯覆盖层469

附录六 德国标准DIN 30671（1992）埋地钢管的热固性塑料覆盖层485

附录七 德国标准DIN 30670（1991）钢管和管件的聚乙烯覆盖层493

附录八 美国腐蚀工程师协会标准NACE RP 0185—96埋地或水下钢管带有软黏结剂的挤出聚烯烃树脂覆盖层体系499

附录九 美国腐蚀工程师协会标准NACE RP 0188—99导电基体上新覆盖层的不连续点（漏点）检测504

附录十 美国腐蚀工程师协会标准NACE TM 0102—2002地下管道覆盖层电导率的测量508