[工程科技]牺牲阳极法CP-4.ppt

4 牺牲阳极法阴极保护技术 No.2007-wu-2001 汉弗莱·戴维爵士 （Sir Humphrey Davy） 1778年12月17日生于英国Penzance 1829年5月29日逝于日内瓦 4 牺牲阳极法阴极保护技术 No.2007-wu-2002 从电偶序理解牺牲阳极法阴极保护 具有不同电极电位的两种金属在电解质中，发生电连接，形成电偶电池 这是一种宏观原电池，也称Galvanic电池 4 牺牲阳极法阴极保护技术 No.2007-wu-2003 在电偶电池中，电位相对较负的金属为阳极，发生阳极极化，溶解速率增大，溶解同时释放出电子；而电位相对较正金属为阴极，接受电子实现阴极极化，降低腐蚀速率，实现阴极保护 这是以消耗（牺牲）阳极材料为代价而实现的阴极保护，故称为牺牲阳极法阴极保护，或牺牲阳极保护 该电偶电池系统中的阳极就称之为牺牲阳极 牺牲阳极法阴极保护技术 No.2007-wu-2004 牺牲阳极法阴极保护技术 —系统构成 No.2007-wu-2005 牺牲阳极法阴极保护系统构成： 牺牲阳极-电缆-被保护结构物-环境介质 +参比电极 +检测站（测试桩），含电流测量仪表、电位测量仪表、电阻测量仪表 牺牲阳极法阴极保护技术 —系统构成 No.2007-wu-2006 牺牲阳极法阴极保护技术 —系统构成 No.2007-wu-2007 电流回路： 牺牲阳极-电缆-电流表-电缆-被保护管道-土壤 在此回路中，牺牲阳极向被保护金属输出电流，即阴极保护电流 通过检测站的电流表可测量此回路中的有效输出电流 牺牲阳极法阴极保护技术 —系统构成 No.2007-wu-2008 电位回路： 管道-电缆-电压表-电缆-参比电极-土壤 在环境介质中设置一个永久性参比电极 通过检测站的电压表可测量此回路中被保护金属的保护电位 牺牲阳极法阴极保护技术 —系统构成 No.2007-wu-2009 检测站（测试桩）组成： 保护电流测试系统 +保护电位测试系统 +阳极接地电阻测试系统 +阳极电位测试系统 +管道电流测试系统等 牺牲阳极法阴极保护技术 —牺牲阳极材料 No.2007-wu-2010 牺牲阳极法阴极保护系统中，各组件都很重要 其中最重要的基础组件是牺牲阳极材料 牺牲阳极材料： 决定了阴极保护系统中对被保护金属实施阴极保护的驱动电压、阳极发生电流量 决定了金属的阴极保护电位和阴极保护有效程度 牺牲阳极法阴极保护技术 —牺牲阳极材料 No.2007-wu-2011 牺牲阳极的功能 基本功能是： 通过自身材料的腐蚀溶解而向被保护金属输出稳定的、足够强度的阴极保护电流 牺牲阳极法阴极保护技术 —牺牲阳极材料 No.2007-wu-2012 对牺牲阳极材料的性能要求： ①须有足够负的稳定电位，即它与被保护金属之间应有足够大的开路电位差） ②在工作过程中的阳极极化应相当小，以保证CP系统有足够大的驱动电压） ③牺牲阳极材料的理论电容量要大 牺牲阳极法阴极保护技术 —牺牲阳极材料 No.2007-wu-2013 ④牺牲阳极在工作时的自腐蚀速率要小，即电流效率要高 ⑤工作时阳极表面应呈均匀的活化溶解 ⑥阳极腐蚀产物应无毒无害、不污染环境、无公害之虞 ⑦阳极原材料丰富、生产加工容易、价格低廉 牺牲阳极法阴极保护技术 —牺牲阳极材料 No.2007-wu-2014 驱动电压定义：阴极保护系统运行时被保护金属的保护电位与牺牲阳极工作电位之间的电位差 理论电容量定义：根据库仑定律计算的消耗单位质量金属所产生的电量，单位A·h/kg 实际电容量定义：实际测得的消耗单位质量金属所产生的电量，单位A·h/kg 电流效率定义：实际电容量与理论电容的百分比率，% 牺牲阳极法阴极保护技术 —牺牲阳极材料 No.2007-wu-2015 工程中常用的牺牲阳极材料主要有三类： ▼镁和镁合金 ▼锌和锌合金 ▼铝合金 特殊情况下，铁阳极和锰阳极