过程装备腐蚀与防护(闫康平)(二版)_第6章_防腐方法全解课件.ppt

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1、第六章防腐蚀方法◆使金属免受或减轻腐蚀的措施（1）提高金属自身的耐腐蚀性如制造或选用合金材料；（2）形成保护层如非金属或金属覆盖层(衬里、搪瓷、涂料、镀层、发蓝处理、磷化处理等)；（3）改变腐蚀环境如金属所处介质的脱盐和除氧，加缓蚀剂等；(4)防腐蚀结构设计；（5）电化学保护阴极保护和阳极保护。从防腐蚀效果、施工难易、经济成本等方面综合考虑选取防腐方法金属和非金属材料很多场合需要防腐蚀§6—1电化学保护§6—2衬里§6—3涂料覆盖层保护§6—4金属覆盖层保护—金属镀层§6—5防腐蚀结构设计§6—6缓蚀剂保护§6—7金属的氧化磷化处理电化学保护阴极保护阳

2、极保护外加电流的阴极保护牺牲阳极的阴极保护§6—1电化学保护是根据金属电化学腐蚀原理对金属设备进行保护的方法。1.外加电流的阴极保护将被保护金属设备与直流电源的负极相连，依靠外加阴极电流进行阴极极化而使金属得到保护的方法，称外加电流阴极保护，简称电保护。一、阴极保护将被保护金属进行外加阴极极化以减小或防止金属腐蚀的方法。外加电流的阴极保护概念及机理①概念②机理给被保护金属施加一个阴极电流，给辅助阳极施加阳极电流，构成一个腐蚀电池，以使金属得到保护。在被保护的金属表面通过足够大的阴极电流，使其电势变负，抑制金属表面上腐蚀电池阳极的溶解速率。①无阴极保护时，金

3、属腐蚀以电流Icorr被腐蚀。②当通阴极电流后，金属发生阴极极化,金属腐蚀电势将向负方向移动，由Ec移至EA1，腐蚀电流由Ic移至IA1,EA1＜Ecorr，IA1＜Icorr此时，腐蚀速率减缓。其外加阴极电流称保护电流I保，I保=IK1-IA1。若继续增大外加阴极电流，阴极极化使金属电势移至阳极初始电势，即，则金属阳极溶解电流IA=0，微电池腐蚀停止，金属得到完全保护，金属腐蚀停止。结论：要使金属得到完全保护，必须把金属阴极极化到其腐蚀微电池阳极的平衡电势。图示解析外加电流阴极保护原理被保护金属设备上连接一个电势更负的强阳极金属，促使阴极极化，该方法称牺

4、牲阳极保护，也称护屏保护或保护器保护。2.牺牲阳极的阴极保护牺牲阳极的阴极保护概念牺牲阳极材料应用实例在保护钢铁设备上连接一种更易失去电子（电势更低）的金属或合金。当发生电化腐蚀时，被腐蚀的是那种比铁更活泼的金属（牺牲阳极），而铁被保护了。镁、锌、铝，及其合金等。①在轮船的尾部和船壳的水线以下部分，装上一定数量的锌块，来防止船壳等的腐蚀。②用同样方法防止电缆、输油管道、地下设备和化工设备等的腐蚀。牺牲阳极船体船体舵舵电源+－辅助阳极船体阴极保护示意图[(a)牺牲阳极保护；(b)外加电流保护]二者原理相同，只是前者被保护金属阴极极化输入阴极电流是靠外加直流电

5、源，后者靠另一个电势更负的金属腐蚀溶解。(1)最小保护电流最小保护电流密度：使金属腐蚀停止，亦即达到完全保护时所需的最小电流值称最小保护电流。若以电流密度计量称最小保护电流密度。2.基本参数最小保护电流密度和最小保护电势(2)最小保护电势：在阴极保护下，当金属刚好完全停止腐蚀时的临界电势。阴极保护的基本参数都通过实验确定,与被保护金属的种类，表面状态，以及腐蚀介质的性质、浓度、温度、运动状况等因素有关。一般金属在介质中腐蚀性越强，阴极极化程度越低，所需保护电流密度越大，如温度升高，压力增大，流速加快。注意外加电流的阴极保护的实施实际应用中，保护电势要小于腐

6、蚀电池的阳极平衡电势，但不是越负越好，超过必要范围，既浪费电能，又会引发析氢，使附近介质pH升高，甚至引起氢脆。外加电流的阴极保护靠外部电源提供阴极电流，需采用辅助阳极，常用钢铁、石墨、铅银合金等作辅助阳极。确定合理的保护度阳极材料的选择护屏或辅助阳极的合理配置要预留保护参数的监测点3.阴极保护设计要点(1)确定合理保护度：保护度表征保护效果电流密度增大到一定程度的时候会可能产生“过保护”现象。主要是金属表面氧化膜被还原或析氢，OH浓度增高，也会加速腐蚀以及发生氢脆。合理选择保护电势考虑因素(i)保护度高；(ii)耗电少；(iii)防止“过保护”。一般Z随

7、外加阴极电流密度增大而增高，但并非按比例提高，超过一定值不但耗电增加还会降低保护度。护屏保护的阳极材料对保护效果起决定性的作用为了使被保护构件的表面获得足够的电流密度护屏必须：具有足够负的电势，并且极化性能愈小愈好；在使用过程中，表面不产生高电阻的硬壳，溶解均匀。锌与锌合金、镁合金、铝合金常做护屏材料，锌—铝—镉三元合金在海水中使用电流稳定、寿命长、价格便宜。(2)阳极材料选择：电保护的辅助阳极材料对保护效果的影响相对次要，凡是导电的材料均可用来制作辅助阳极。要求：(i)介质中耐腐蚀；(ii)导电性好；(iii)机械性能好。最常用的是废钢、石墨、高硅铸铁、

8、铅银合金、铅铂复合阳极、镀铂钛、镀铂钽、铂合金。阳极的数量和配置恰