电化学保护相关介绍课件.ppt

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1、第8章电化学保护8.1电化学保护概述电化学保护是指通过改变金属的电位，使其极化到金属电位-pH图的免蚀区或钝化区，从而降低金属腐蚀速度的一种方法。历史：1824年英国在军舰中用铸铁保护铜层。1928年美国长距离管道外加电流保护。1958年加拿大化工行业中应用。8.2阴极保护8.2.1阴极保护原理金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时，电位负移，金属阳极氧化反应过电位ηa减小，反应速度减小，因而金属腐蚀速度减小，称为阴极保护效应。利用阴极保护效应减轻金属设备腐蚀的防护方法叫做阴极保护。实施阴极保护条件：8.2.2阴极保护基本控制参数最小保护电位Epr：阴极保护中所取的

2、极化电位。显然，要使金属的腐蚀速度降低到零，达到“完全保护”(即保护度η=100%)，必须取阳极反应平衡电位作为保护电位，即取Epr=Eea。最小保护电流密度ipr：与所取保护电位对应的外加极化电流密度叫做保护电流密度。在两个保护参数中，保护电位是基本的控制指标。金属或合金参　比　电极Cu/饱和CuSO₄Ag/AgCl/海水(2)Ag/AgCl/饱和KClZn/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.

3、55+0.6~+0.45铝(3)正的极限值负的极限值-0.95-1.2-0.90-1.15-0.85-1.1+0.15-0.1（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）铝进行阴极保护时，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)最小保护电流密度大小与金属种类、表面状态、介质条件等因素有关。此外温度、压力、流速增大也大大影响其电流大小。钢铁的（阴极保护）保护电流密度环境条件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

4、1506018040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40040451＜金属防蚀技术便览＞几个腐蚀体系的阳极保护参数金属溶液温度°C致(A/m²)维(A/m²)Epp~Etp(v.sce)碳钢碳钢碳钢不锈钢50%H₂So₄碳铵生产碳化液25%NH₄oH67%H₂So₄2740室温242325300左右2.656310.5~1<0.30.001+0.6~1.4-0.3~+0.9-0.8~+0.4+0.03~+0.88.2.3外加电流阴极保护法原理-ii1i2i3i4123最小保护电位、最小保护电流外加电流阴极保护系统直流电源

5、辅助阳极参比电极辅助阳极要求：1、导电性好、极化小、排流量大2、耐蚀性好3、可靠性好，强度高4、成本低分：可溶性、微溶性、难溶性阳极、柔性阳极辅助阳极材料的性能阳极材料使用环境容许电流密度(A/dm²)消耗率Kg/Ay说明碳钢铸铁铝硅铸铁硅铸铁石墨石墨磁性氧化铁磁性氧化铁铅银合金镀铂钛镀铂钛水中、土中水中、土中淡水海水淡水、土中海水淡水海水土中海水海水、淡水土中——0.10.50.10.10.0254.00.10.3~310492~92.4~40.3~10.05~0.20.160.04约0.1约0.10.030.0000060.000006废钢（地下管道）加工困难、

6、脆脆强度低价格贵日本学术振兴会«金属防蚀技术便览»阴极保护中电流遮蔽现象(c)有突出部分结构(a)对管内壁保护(b)管束间实施保护－　＋-+-+柔性阳极阴极保护施工8.2.4牺牲阳极阴极保护法原理.牺牲阳极保护法.箭头表示电流方向埋地管道牺牲阳极地面接线盒牺牲阳极牺牲阳极的性能（1）电位要足够负（2）阳极溶解性能好（3）理论发生电量大（4）实际发生电量和电流效率实际发生电量总是小于理论发生电量，所占百分比称为电流效率。三类牺牲阳极的电化学性能(环境：海水)阳极材料开路电位(v,scE)工作电位(v,scE)实际发生电量(A.h/kg)电流效率(%)溶解性能Zn-Al

7、-Cd-1.05~-1.09-1.00~-1.0578095腐蚀产物容易脱落表面溶解均匀Al-Zn-In-1.18~-1.10-1.02~-1.05240085同上Mg-6Al-3Zn-1.48对Fe驱动电压0.65v122055Zn-Al-Cd系牺牲阳极的化学成分（1）Al0.3~0.6%,cd0.05~0.12%,zn余量Zn-Al-Cd系牺牲阳极的化学成分（2）Zn2.5~4.5%、In0.018~0.050%、cd0.005~0.02.%Al余量Mg-6Al-3Zn系牺牲阳极的化学成分（3）Al　5.3~6.7%、Zn2.5~3.5%，Mg余量(