腐蚀与防护 第7章 腐蚀控制方法.ppt

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1、第六章腐蚀控制方法主要内容重点掌握阴极保护和阳极保护熟悉联合防腐措施了解衬里、涂料、镀层、缓蚀剂等防腐方法1目前工程上常用的几种方法：金属或非金属材料涂层金属涂层包括：金属衬里、金属镀层、复合金属板等非金属涂层包括：衬里（橡胶、塑料、石墨）、搪瓷、搪玻璃、涂料等电化学保护：阴极保护和阳极保护防腐蚀结构设计介质处理：添加缓蚀剂2第一节阴极保护阴极保护：依靠外加直流电流或牺牲阳极，使被保护金属成为阴极，从而减轻或消除金属的腐蚀的方法。思路：应用阴极保护之前，大多数产生腐蚀的金属结构上都存在着阴极区和阳极区。如果能把所有的阳极区都变成阴极区，于是整个

2、金属结构变成阴极，这样就能消除腐蚀。一、阴极保护原理腐蚀着的金属上既有阳极又有阴极，在外加直流电源下，其阴极保护原理如图所示。3AK护屏e牺牲阳极保护AK辅助阳极e外加电流保护阴极保护原理4EA1EA0ECEK0aSbNIA1-EICIK1IK2I阴极保护原理的极化图分析外加阴极电流后，金属的腐蚀电位将向负方向移动，由原来的EC移至EA1，相应金属的腐蚀电流就由IC降至IA1，此时外加的阴极保护电流5EA1EA0ECEK0aSbNIA1-EICIK1IK2I阴极保护原理的极化图分析继续增大外加阴极电流，直到阴极极化使金属的电位移至阳极的初始电位

3、EA0，此时金属上的阳极溶解电流IA=0即阳极腐蚀溶解停止。金属得到保护。6若使用恒电位法，使金属从EC阴极极化到EA1,此时对应的电流为I保，金属腐蚀速度将从IC降到IA1。如果极化到的电位相应于腐蚀原电池阳极过程的开路电位，腐蚀过程便停止，溶解电流降为零。此时的外加电流将是IK2。EA1EA0ECEK0aSbNIA1-EICIK1IK2I利用外加电流或利用恒电位法都可使金属发生阴极极化。7二、阴极保护电源来源1.牺牲阳极如：前面讲过的电偶腐蚀，两种不同金属中电位负的为阳极，受到腐蚀。这样的金属我们称之为牺牲阳极。牺牲阳极上的电位低于被保护金

4、属，它输出的电流流经介质流向被保护金属结构。这就要求牺牲阳极必须与被保护金属结构保持电接触。这是一种较简单的阴极保护方法。对牺牲阳极材料的要求：为了消除金属结构上的腐蚀电池，牺牲阳极材料必须足够负8在介质中腐蚀速度低，材料消耗低具有良好的导电性具有较高的电流效率，即消耗于自腐蚀的电能量要小有较好的机械性能，便于加工、成本低、容易获得2.外加电流系统保护电流来自在被保护结构与阳极间连接的某个外加的直流电源。电源的正极必须与阳极连接，这样才能对被保护结构输出所需要的阴极电流。如果接错了，把正极接到被保护金属结构上，金属变成阳极，不但不被保护，反而加

5、速腐蚀。9三、阴极保护的基本参数最小保护电流密度：使金属腐蚀停止，达到完全保护时所需的最小电流密度。最小保护电位：阴极保护下，金属刚好完全停止腐蚀时的临界电位。这两个参数可通过实验确定。最大保护电流密度：达到有效保护或完全保护所用电流密度的最大值。超过此值，将发生过保护现象。最大保护电位：达到有效保护或完全保护所用极化电位的最负值。10过保护：由于保护电流密度过大或保护电位太负引起的腐蚀速度增加。分散能力与遮蔽作用电流在被保护表面均匀分布的能力称为分散能力。分散能力越强，则阴极保护的效果越好。遮蔽作用是由于电流有选择电阻最小的途径流动的特性。被

6、保护设备上距离阳极最近的部位电阻最小，将聚集很高的电流密度，而离阳极较远的部位，往往不能获得足够的电流密度，致使保护效果不好。保护度V1---保护前的腐蚀速度V2---保护后的腐蚀速度11需要指出的是：要使腐蚀速率完全降到零，实际上将要消耗很大的电流，甚至发生了强烈的析氢腐蚀时，腐蚀率仍将不到零。因此要想达到最小保护电流密度是不现实的。所以说“有效保护”比“完全保护”更合适。实际上，阴极保护设计与使用合适的话，保护度可达到80%~99%。12四、影响阴极保护涉及的因素对于一个具体的工程，在选择阴极保护系统之前，应考虑的问题很多。1.所需总保护电

7、流进行阴极保护，必须知道所需的总电流。这可用临时的试验装置来测定电流的需要量。若所需要的保护电流不大（<1.5~2A），最好选用牺牲阳极保护。如果所需保护电流较大，采用外加电流保护比较经济。2.环境的变化对于土壤，透气性差的土壤中，金属相对容易极化。13若在氧容易到达结构表面的土壤中，结构要极化需较大的电流。另外，土壤电阻率最低的地方，是最适合于安装牺牲阳极或外加电流系统的阳极。在水中，水的运动有显著的作用。若水静止，保护电流可取较小值。湍流的水，能冲刷结构表面，因此有极强的机械去极化作用。3.电的屏蔽对间距小，结构复杂，并进行阴极保护的构件，

8、很容易发生电的屏蔽作用。从远处阴极保护电源来的电流，很容易被外层构件所吸收，只有少量电流能达到内层构件，于是外层构件就形成了一种电的屏蔽。14此时，阴