材料腐蚀与防护全册课件 .ppt

E Ecor Eea lg icor lg ipr lgi 活化极化控制腐蚀体系 Eec E1 A B C E2 A/ B/ C/ 　　　阴极保护原理 阴极保护 保护效益 Z 保护度η ■保护参数 　　保护电位Epr：阴极保护中所取的极化电位。要使金属的腐蚀速度降低到零，达到“完全保护”(η=100%)，必须取阳极反应平衡电位作为保护电位（Epr= Eea）。 　　(最小)保护电流密度ipr：与保护电位对应的外加极化电流密度叫做保护电流密度。 　 ★保护电位是基本的控制指标（在两个保护参数中）。 ■阴极保护适合的体系 　　理论上，任何体系都可以。但在工程上还要求保护电流密度比较小（在经济上才合算）。阴极保护的经济指标，用保护效益 Z 来衡量。 　　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。 　　 ★阴极保护的腐蚀体系包括：土壤、海水、河水等环境中的碳钢管道、构筑物、设备。 　　 ★确定保护电位时应考虑两个方面的因素： 　　第一，Epr值（越负越好）；第二，析氢反应的影响。 　　 ★腐蚀体系是否适宜采用阴极保护：测量阴极极化曲线，确定保护电位及相应的保护电流密度。再计算保护度，确定是否适宜采用阴极保护。 阴极极化曲线 （碳钢在联碱盐析结晶器溶液中） 电 位 (mv.sce) -1000 -900 -600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 电流密度(A/m2) 1:静态 2:微搅动 溶液成分：Fnh3　56　 滴度 　　　　　CnH3 42.5 滴度 　　　　　Cl- 　 113　滴度 　　　　　Na+ 70.5 滴度 　　　　　 0.318 0.55 保护参数（碳钢在联碱盐析结晶器溶液中） 保护电位（nv/sce) -650 -800 -950 -1000 -1050 保护电流密度(A/m2) 0 0.28 0.318 0.55 1.27 3.2 腐蚀速度(mm/y) 1.084 0.207 0.0404 0.0271 0.0170 0.0165 保护度 (%) 0 80.9 96.3 97.5 98.4 98.5 析氢情况 少量氢气泡 大量析氢 试验时间：144小时 溶液成分：FnH3 64 滴度；CNH3 28.8 滴度；Cl- 100滴度。　 试验温度：常温 引自《电化学保护在化肥生产中的应用》P74 金属或合金 　参 比 电 极 Cu/饱和CuSO4 Ag/AgCl/海水 Ag/AgCl/饱和KCl Zn/洁净海水 铁与钢 含氧环境 缺氧环境 -0.85 -0.95 -0.80 -0.90 -0.75 -0.85 +0.25 +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 正极限值 负极限值 -0.95 -1.2 -0.90 -1.15 -0.85 -1.1 +0.15 -0.1 注：（1）比表数据取自1973年8月英国标准研究所制定的阴极保护规范； （2）海水指洁净，并未稀释的海水； （3）铝的阴极保护,电位不能太负,否则会加速腐蚀,产生负保护效应。 一些金属的保护电位 (单位：V) 环境 条件 Ipr(mA/m2) 环境 条件 Ipr(mA/m2) 稀硫酸 海水 淡水 高温淡水 高温淡水 室温 流动 流动 氧饱和 脱气 120 150 60 180 40 中性土壤 中性土壤 中性土壤混凝土 混凝土 细菌繁殖 通气 不通气 含氯化物 无氯化物 400 40 4 5 1 保护电流密度（钢铁） 《金属防蚀技术便览》 ■两种阴极保护法 　　 外加电流阴极保护：所需保护电流是由直流电源(如蓄电池、直流发电机、整流器等)提供的； 　　 牺牲阳极保护：所需保护电流是由牺牲阳极的溶解所提供的。 　　（牺牲阳极材料都是活泼的有色金属如锌、铝、镁。牺牲阳极的电位要足够负，阳极极化率要小，特别是表面不能生成保护性的腐蚀产物膜，阳极溶解要均匀。） 阴极保护 两种阴极保护示意图 外加电流保护法箭头表示电流方向 牺牲阳极保护法 + - 直流电源 辅助 阳极 腐蚀介质 被保护设备 埋地管道 牺牲阳极 地面 接线盒 ■ 两种阴极保护的比较 　　牺牲阳极保护法安装简单，不需要直流电源，对周围设备的干扰小。但牺牲阳极消耗大，难以调节在最佳保护电位，且提供的电流