25 5-6 金属的电化学保护.ppt

第1页：电化学保护的两类方法

电化学保护的两类方法：通过施加外加电流把金属的电位降至免蚀区或提高到钝化区，减小腐蚀速度。1.阴极保护(Cathode Protection)2.阳极保护Anode Protection1.1阴极保护原理(Principal ofCathode Protection)1.2阴极保护系统设计(System Design ofCathode Protection)。

第2页：阴极保护原理与外加电流法

将被保护的金属设备作为阴极，通过外加阴极电流使阴极极化到一定电位，使金属得到保护。

外加阴极电流法：将被保护金属设备与直流电源的负极连接，利用外加阴极电流进行阴极极化。 牺牲阳极法：使被保护的金属设备连接一种电位更负的金属或合金做牺牲阳极，靠其不断溶解所产生的电流对被保护金属进行阴极极化。

第3页：牺牲阳极法与微电池保护

金属表面存在腐蚀微电池，给被保护金属加阴极电流以后，外加阴极电流ic外集中在微电池中电位较高的阴极上。

被保护金属同时受腐蚀微电池的ia、ic外的作用，结果使微阴极的电位负移，金属的电位负移。减小了微电池的电位差，腐蚀电池的阳极溶解减缓或停止。图5－10图5－11 阴极保护原理。

第4页：阴极保护下的极化曲线

• 未加阴极电流时，金属腐蚀微电池的阴、阳极极化曲线相交于S点，S点对应着Ecorr和Icorr。外加阴极电流后，Ia.1< Icorr。说明金属得到了部分保护。当外加阴极电流再增加时，金属的总电位变负到金属的初始电位E0.a，此时Ia＝0，全部电流为外加阴极电流Ic外，这时金属表面上只发生还原反应：Mn++ne→M最小保护电密：金属得到完全保护所需外加的电密ic外。ic外=x
• 10-1～x
• 10２mA/m2最小保护电位：使金属得到完全保护时的最小电位E0.a。

第5页：外加电流阴极保护系统设计

（1）外加阴极电流的阴极保护系统设计(System design of cathode protection usingcurrent in addition)辅助阳极、参比电极、直流电源及附件如阳极屏、电缆等。

辅助阳极的作用是使电流加到被保护的金属设备。参比电极的作用是测量被保护金属设备的电位并向控制系统传送信号，以便调节保护电流和保护电位。直流电源提供保护电流。

第6页：阴极保护参数的选择

• ①保护参数的选择(Choice of Protection Parameter)最小保护电密ic外：ia＝0时，ic外＝icorr+DCic外还可由实验测得。最小保护电位E0,a：实测。②计算保护电流(Calculation of Protection Current)最大保护电流：I＝ic外
• S③确定电源容量(Radicate Capability of Electrical)电源额定输出电流：Imax=I+It(裕量)电源额定输出电压：V＝Imax(Ra+Rc+Rs)+ΔEac+ Imax(Pa+Pc+PR)Ra、Rc－界面电阻；ΔEac－系统断路时的反电动势，Rs－介质电阻，P－极化率。电源输出功率：W=ImaxVstop

第7页：牺牲阳极保护系统设计

(2)牺牲阳极保护系统设计（system design usingdissolved anode)阳极的作用是提供大量电子而本身却溶解腐蚀掉。

故在设计保护系统时应考虑阳极输出电流、阳极寿命、阳极形状等。

第8页：阴极保护电路分解图

图5-10阴极保护电路分解ic= ia+ic,外辅助阳极阳极阴极+-ic,外ic,外ia+-微阴极电位负移，金属的电位负移，微电池电位差减小。

第9页：阴极保护原理示意图

图5-11阴极保护原理示意图PACQS在E1下Ic,1=I1+Ia,1Ia,1

第10页：辅助阳极接线示意

_+（辅助阳极）

本页以课件插图为主，文字为图注内容，细节建议对照原图查看。

第11页：

第12页：辅助阳极作用示意图

-电源辅助阳极+被保护设备图5-12辅助阳极作用示意

本页以课件插图为主，文字为图注内容，细节建议对照原图查看。

第13页：阴极保护电位与电流关系

PACQS在E1下Ic,1=I1+Ia,1Ia,1

第14页：阳极保护的原理

对于具有钝化行为的金属设备，用外加电源进行阳极极化，使其电位进入钝态区，阳极发生钝化，腐蚀速度减小。

阳极保护方法(Methods of cathode protection)外电源。三个基本参数。首先用恒电位法测出被保护金属在给定腐蚀介质中的阳极极化曲线，由此确定出三个基本参数：①致钝（临界）电密iPP。越小越好。②钝化区电位范围Ep-Etp。大于50mV。③维钝电密ip。越小越好阳极保护系统主要有辅助阴极、直流电源、参比电极等。

第15页：阳极保护极化曲线分区

致钝电位致钝电密维钝电位维钝电密过钝化电位EoEppEtp+EEpABCDGHEF析氧区过钝化区稳定钝化区过渡区活化区EO2ipipp。

第16页：阳极保护原理示意图

阳极保护原理示意图+ElgiEtpEpEppippip

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