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文件名称:腐蚀学 金属腐蚀控制途径.ppt
文件大小:9.81 MB
总页数:51 页
更新时间:2025-05-18
总字数:约5.7千字
文档摘要

*对被保护的金属施加电流,通过阴极极化使其电极电位负移至金属的平衡电位。向金属通入电子,以供去极化剂还原反应所需,从而使金属氧化反应(失电子反应)受到抑制。金属氧化反应速度降低到零,金属表面只发生去极化剂阴极反应*10.2.2阴极保护的主要参数达到最小保护电位所需施加的阴极电流密度。保护电位Epr阴极保护时使金属停止腐蚀所需的电位。使金属的腐蚀速度降低到零,达到“完全保护”,最小保护电位等于金属的平衡电位。最小保护电流密度ipr在两个保护参数中,保护电位是基本的控制指标*1.保护电位的确定铁腐蚀时,溶于溶液中成为两价离子pH>5.5,铁离子同氢氧根离子相互作用,生成难溶的氢氧化亚铁Fe2++2OH-=Fe(OH)2(沉淀反应)Fe=Fe2++2e铁在水溶液介质中的平衡电位*从保护效果来讲,Epr越负越好析氢反应的影响——析氢使极化电流密度迅速增大,保护效益降低;析氢还可能造成对设备金属材料的危害,如氢脆问题,以及对金属表面涂层的破坏确定保护电位时应考虑两个方面的因素注意:上式中的pH值是金属表面扩散层的pH值,而不是本体溶液的pH值。在本体溶液的pH值=4~9.6时,Fe在溶液中与Fe(OH)2处于平衡状态,扩散层的pH值=8.3~9.6钢在土壤中,扩散层的pH值=8.3时,E=-0.541V(SHE)相对于饱和Cu/CuSO4(CSE)电极E=-0.541-0.316=-0.857V(CSE)——最小保护电位*金属或合金参比电极Cu/饱和CuSO4Ag/AgCl/海水Ag/AgCl/饱和KClZn/洁净海水铁与钢含氧环境缺氧环境-0.85-0.80-0.75+0.25-0.95-0.90-0.85+0.15铅-0.6-0.55-0.5+0.5铜合金-0.5~-0.65-0.45~-0.6-0.4~-0.55+0.6~+0.45铝合金上限值下限值-0.95-0.90-0.85+0.15-1.2-1.15-1.1-0.1阴极保护判据:我国建设部标准CJJ95-2003和石油行业标准埋地和水下钢铁构件):施加阴极保护时的负电位至少为-850mV(CSE),测定电位时,必须考虑IR降的影响;存在细菌腐蚀时,管道通电保护电位值负于或等于-950mV;在沙漠地区,管道通电保护电位值负于或等于-750mV。*达到最小保护电位所需施加的阴极电流密度比最小保护电流密度小,则不能达到完全保护过大,耗电量大,不经济;超过一定范围时,保护作用降低,即过保护2.保护电流密度的确定影响因素:最小保护电流密度取决于被保护金属种类、表面状态(有无保护膜、膜的完整程度)、介质条件(组成、浓度、温度、流速)最小保护电流密度由实验测得*3.保护度和保护效率最适宜的阴极保护是既能够达到较高的保护程度又能够获得较高的保护效率(1)保护程度P(2)保护效率Z未加阴极保护时金属的腐蚀电流密度阴极保护时金属的腐蚀电流密度阴极保护时外加的电流密度**10.2.3阴极保护方法(根据外电流供给的方式不同)外加阴极电流法牺牲阳极法被保护金属与直流电源的负极连接,通过外加阴极电流使金属阴极极化的方法被保护金属结构上连接电位更负的金属作为牺牲阳极,所需保护电流是由牺牲阳极的溶解所提供选择——供电条件、介质电阻率、所需保护电流大小、使用寿命等*1、牺牲阳极保护技术ee*牺牲阳极的形式种类*施工现场-阳极和管道通电焊接*阴极保护测试装置*2、外加电流阴极保护系统构成(直流电源、辅助阳极、参比电极、阴极、检测站、阳极屏、电缆和绝缘装置);??电源设备(整流器、恒电位仪、其他如太阳能、热电、蓄电池、直流发动机组)??辅助阳极材料要求:(1)良好导电性,接界电阻低;(2)阳极极化率小,能通大电流(3)自溶解量少;耐腐蚀、寿命长(4)原料价廉;易加工害。辅助阳极材料种类:钢铁;铝、锌;高硅铸铁;石墨;铅合铂及镀铂阳极;柔性阳极。负极正极*地下输油、气管线地下电缆舰船海上采油平台石油化工设备防止某些金属的SCC、腐蚀疲劳、黄铜脱锌等10.2.4阴极保护应用范围腐蚀体系的阴极极化率大,阳极极化率小(即阴极极化曲线陡而阳极极化曲线平),则随着电位负移,金属腐蚀速度减小快,而保护电流密度增加慢,保护效益也就较大阴极保护与涂料联合被公认为最经济有效的保护方法。*阳极保护——使金属建立稳定钝性状态的一种腐蚀控制方法;