电化学－6-2金属的保护技术.ppt

Al 绝缘垫 受保护体 固定栓 3. 阳极保护 (1) 阳极保护原理 与阴极保护完全不同, 阳极极化使金属进入钝态, 腐蚀大大减慢而得到保护。 只有具有钝性特征的体系，即钝化区足够宽，维钝电流足够小的体系，才能施行阳极保护。 pH - 电位图 — 当电位正移，金属表面形成Fe2O3(钝化膜), 溶解速率下降, 金属获得保护。 极化曲线— 电位达到一定区域, 阳极电流下降, 保持稳定钝态, 金属受到保护。 维钝电流－决定于材料, 介质条件(组成, 温度, 浓度, pH…), 活性离子Cl－、表面状态, 涂覆状态等 钝化区电位－ 决定于材料, 介质条件(组成, 温度, 浓度, pH…), 活性离子Cl－、表面状态, 涂覆状态等 致钝电流－与金属材料, 介质条件(组成, 温度, 浓度, pH…)有关 最佳保护电位－当维钝电流和双层电容最小, 表面电阻最大, 膜最致密, 保护效果最好，最佳保护电位。 E/V I/mA (2) 阳极保护主要参数及测定 ? 致钝电流 ? 维钝电流 ? 钝化区电位 ? 最佳保护电位 保护参数通过实验或由经验给出。 极化曲线, 阻抗, 失重, 电镜等研究，确定最佳保护电位。 (3) 阳极保护设计要点： ? 辅助电极－耐阴极极化, 强度大, 成本低, 来源广, 加工容易。 ? 电流屏蔽与阴极分布－阴极分布均匀, 阳极表面电阻高(形成钝化膜、盐膜或绝缘涂层等), 溶液电导好, 阴阳极距离大, 分散能力好。 ? 参比电极－电位稳定, 耐蚀, 长寿, 便宜，易制， 使用方便。常用的有： AgCl, 不锈钢, Pb / Td…。 ? 直流电源－恒电位仪。 ? 阳极保护方式 - 连续保护和间歇式保护，在化工中常用, 如不锈钢/ H2SO4体系等。 ? 维护管理 - 重要。 阴极保护与阳极保护比较： 阴极保护普遍采用， 阳极保护适宜体系少； 阴极保护 “安全”，阳极保护 “危险”； 阳极保护适合强氧化性介质； 阴极保护注意氢脆 §8.4 介质处理 去除介质中有害成分, 如O2, Cl—; H+ , SO2, H2O 等 调节 pH; 去水份; 干燥环境等； —— 工业生产复杂, 工艺流程各种各样， 需具体分析, 考虑防护可能性及有效措施。 氧 —— 重要氧化剂 (去极化剂), 普遍存在；使大多数金属发生腐蚀。去除介质中O2，常用方法有： 加热除氧－水温达沸点，水中所有氧和其它气体均被赶出, 有效除氧方法。 化学除氧－联氨(H2N4)可迅速与溶解氧发生反应： H2N4 + O2 ? N2 + 2H2O ? 达到除氧目的。Na2SO3也可与溶解氧发生反应： 2Na2SO3 + O2 ? 2Na2SO4 但体系中可能使 Na2SO4增加，有不利的影响。 Cl— — 腐蚀活性物质，Cl—去除对于腐蚀防护十分重要。常用除Cl—方法有：控制原料中Cl—含量；化学法－沉淀法、离子交换法等。 pH — 提高介质 pH值 (工艺允许), 可降低腐蚀速度。如无机氨的处理： NH3 + H2O ? NH4OH NH4OH + H2CO3 ? NH4HCO3 + H2O pH可调至8.5－9.2，但对铜不能用（SCC） 也可用有机胺处理，但药品价格较贵。 合成氨半水煤气 腐蚀性大为减轻 化工气体水分 降低腐蚀性 湿Cl2腐蚀性强(HCl, HClO, O) 干燥Cl2腐蚀轻微 干燥 除湿 浓H2SO4吸收 H2O—— 降低环境中H2O成份, 可有效减缓腐蚀。常用方法有： 化学干燥法－干燥剂吸收水分 (如硅胶, 活性氧化铝, 生石灰, CaCl2等)； 冷凝法－冷却使H2O冷凝,吸收去除； 提高温度－防止冷凝附在金属表面或加热去除水汽。 综合处理— 如原油中含 HCl－H2S－H2O对炼油设备腐蚀破坏严重。炼油厂采用 “一脱四注” 处理，可有效解决常压系统的腐蚀问题。 脱盐－去除原油中腐蚀性盐类 注碱－减少HCl腐蚀 注氨－使HCl进一步下降： NH3 + HCl ? NH4Cl 注缓蚀剂－防止NH4Cl沉淀引起局部腐蚀 注水(碱性水)－冲稀HCl, 中和, 减轻对空冷器腐蚀破坏。 电脱盐 加 热 炉 常 压 炉 空冷器 回流器 产品罐 去H2S 原油 挥发线 注 碱 注 氨 注 缓 蚀 剂 注 水 碱 水 缓蚀剂定义— 具有抑制金属腐蚀功能的无机或有机物质(复合物质)总称, 少量缓蚀剂可有效阻止或减缓金属腐蚀。 五 缓蚀剂 缓蚀剂特点— 使用方便, 投量少, 见效快, 成本低