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