管道防腐阴极保护教材.pptVIP

1、金属腐蚀机理 2、阴极保护原理 3、外加电流阴极保护 4、阴极保护的检测 5、阴极保护设备的使用及维护 一、金属腐蚀机理 大多数长输管道是埋地的，由于土壤中含有水分，空气、酸、碱和水溶性矿物盐及微生物，这些因素都会使金属管道发生腐蚀。因此，必须采取防腐措施，以保证管道安全运行及延长管道使用寿命，减少由于腐蚀造成各方面的损失。利用目前已知的防腐技术，减缓或停止腐蚀造成的损失，因此，积极地进行腐蚀防护具有很大的意义！ 2.金属的构成 金属是由原子构成的，原子是由原子核和绕原子核旋转的电子组成。原子核是由质子与中子构成。对给定的原子，质子数等于电子数，原子不带电。将金属放入电解质中，原子核受水中氢氧根离子的吸引，丢掉电子，进入溶液，生成腐蚀产物。而被丢弃的电子被溶液中氢离子俘获，生成氢原子。 当把金属放入电解质中后，其表面各点的电位是不同的，电位的高低取决于金属内部结构及外部环境。电位较低的为阳极、电位较高的为阴极，电子将离开阳极向阴极移动，而位于阳极区的金属原子由于失去电子而成为带正电的离子、进入电解质，与电解质中的负离子发生反应而生成腐蚀产物，金属发生腐蚀。在阴极区，由于存在多余的电子，金属不会发生腐蚀，化学反应在电解质中发生，如：析氢。 1.阳极：在电化学反应中失去电子，发生氧化反应的电极 Fe→Fe+2 +2e 2.阴极：在电化学反应中得到电子，发生还原反应的电极 2H+2e →H2↑ O2+2H2O+4e→4OH― 3.电解液：含有离子的溶液，一般指土壤、水、潮气等。 4.导体：电子迁移的途径（金属导体） 当这四个因素都存在时金属就会发生腐蚀，而除去任意一个因素，腐蚀就会停止。防腐层是将金属与电解液隔离，去掉电解质与金属接触而达到防腐目的。 金属发生腐蚀的四个必要条件 二、阴极保护原理 电化学是化学的一个分支，涉及化学反应中的电荷的移动。这些反应是电化学反应。腐蚀和阴极保护涉及在水或者其它溶液环境的电荷转移 1. 氧化：氧化定义为原子或者分子失去一个或者多个电子，从而形成一个带正电的离子。当原子和分子失去电子时，就会发生氧化反应。原子或者分子的负电荷减少。 例如，当一个中性粒子铁原子（Fe)氧化，将可能失去两个或者三个电子生成铁阳离子（Fe++或者Fe+++)。 Fe→Fe+++2e- Fe→Fe++++3e- 发生氧化的电极或者金属部位称为阳极。 2.还原：还原定义为原子或到一个或者多个电子，从而形成一个阴离子或者中性元素。当原子或者分子得到电子，发生还原反应。原子或者分子的负电荷增加。 例如氢离子（H+）还原，它将得到一个电子，生成一个中性的氢原子（H）。发生还原反应的电极或者金属的部位称为阴极。 3.阳极电化学反应：在阳极上发生化学反应，主要取决于阳极材料、环境条件，主要的化学反应有：1.金属氧化 2.析氢 3.析氯 对于牺牲阳极阴极保护，主要的阳极反应是阳极金属的氧化，在中性土壤中，金属离子又和水中的氢氧根离子结合成氢氧化合物及氢离子 M=M+++e－ M++H2O=MOH+H+ 对外加电流阴极保护，由于阳极材料多选用耐腐蚀材料，主要的化学反应是阳极周围负离子的氧化。当土壤中氯离子含量很低时，阳极反应主要是析氢。 2H2O=O2+4H++4e 当氯离子含量较高时，阳极反应为析氯，氯气和水反应产生次氯酸。所以，析氢将降低溶液的PH值。 2CI-=CI2+2e 当用回填料后，化学反应发生在焦炭回填料上，无论如何，阳极反应都会降低阳极附近的PH值，所以，阳极材料要具有耐酸的特性。 。 阴极反应：发生在阴极的化学反应，为阴极反应，是还原反应。还原是得到电子。发生的阴极反应取决于电解质。以下是在阴极表面发生的两个最常见的还原反应。 氧还原—中性环境比较常见