电化学保护_阴极保护共41页文档
阴极保护_精品文档
阴极保护引言：阴极保护是一种常用的金属腐蚀防护方法，主要应用于金属设备、管道、船舶和建筑等领域。
通过采取适当的措施，将金属材料的电位移到更负的方向，从而减少金属材料的腐蚀速度。
本文将介绍阴极保护的原理、应用领域、常用方法以及一些优缺点。
一、阴极保护的原理阴极保护是基于金属腐蚀的电化学原理而实施的一种防护方法。
金属腐蚀是指金属在水、空气、土壤等介质中，受到氧化或其他化学物质作用而逐渐破坏的过程。
通过施加外加电源，将金属材料的电位移向更负的方向，实施阴极保护，可以有效地减缓金属的腐蚀过程。
具体而言，阴极保护主要包括两种方式：1) 通过阴极电流的施加，在结构表面形成一个足够厚度的电子屏蔽，从而降低腐蚀的速率；2) 通过阳极材料的提供，以消耗环境中的氧气而达到抑制腐蚀的效果。
二、阴极保护的应用领域阴极保护广泛应用于金属设备、管道、船舶和建筑等领域，并且有着重要的经济和社会效益。
以下是几个常见的应用领域：1. 管道防腐阴极保护在石油、天然气、水泥、化工等行业中广泛应用于管道防腐。
通过在管道表面施加电流，降低金属管道的腐蚀速率，延长其使用寿命。
这种方法具有效果明显、使用方便等优点，已被广泛采用。
2. 船舶防腐船舶在海域中长时间暴露于水中，容易受到海洋环境的腐蚀。
阴极保护在船舶上的应用可以有效地减缓腐蚀速度，延长船舶的使用寿命。
通过在船体附近安装阴极保护系统，将船体电位负化，以减少腐蚀。
3. 油罐防腐石油储罐是石油储存和运输的重要设施，经常接触到腐蚀性介质。
阴极保护可以在油罐内外表面施加电流，降低其腐蚀速率，保护油罐的安全运营。
三、阴极保护的常用方法阴极保护有多种常用的方法，具体选择方法应根据不同情况和需求作出。
以下是几种常见的阴极保护方法：1. 外加直流电源法该方法是最常见的阴极保护方法之一，通过外接直流电源，在金属结构和电源之间建立电路，施加足够的电流来实现保护。
通过控制电流大小和施加时间，可以有效地减缓金属的腐蚀速度。
电化学保护1..
电化学保护
阴极保护
(1)保护原理
金属—对被保护金属施加阴极极化，
使电位移动到阴极区，消除金属表面电 化学不均匀性，降低阳极溶解速度而得 到保护。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 。
防护技术
直流电源
－ ＋
辅助 阳极
缓蚀剂
缓蚀剂对电极反应的作用
E
Ecor E’cor
阴极极率Pc 增大
E
Ecor E’cor
阳极极化率 Pa增大
E
Ecor E’cor
阴极极化率 Pc阳极极化 率Pa都增大
I’cor
Icor
I
I’cor
Icor
I
I’cor
Icor
I
土壤
[阴极型缓蚀剂]
[阳极型缓蚀剂]
[混合极型缓蚀剂]
三种缓蚀剂保护膜
2.0
4.0
6.0
8. 0
1.0
钼酸铵对碳钢在碳化液中阳极行为的影响
电流（MA）
引自＜催化电化＞ 1973.NO1 P14
(2) 阴极型缓蚀剂
阴极型缓蚀剂的作用在于增大腐蚀电池的阴极极 化，使阴极反应速度降低，从而减小金属的腐蚀。 有的阴极型缓蚀剂能减小氢离子还原反应的交换 电流密度，使析氢反应变得困难 。如硫化物、砷 化物等。这类化合物可能导致金属的氢损伤(氢鼓 泡、氢脆等)，而且大都有毒，所以酸溶液中已很 少使用。有些阴极型缓蚀剂能够在腐蚀电池的阴 极区形成沉淀膜，使阴极区面积减小，阴极极化 增强。如Zn2+(常使用ZnSO4) 。
防护技术
辅助阳极材料的性能
阴极保护原理
阴极保护原理
在腐蚀控制领域，阴极保护是一种常用的防护措施。
阴极保护通过在受保护金属表面施加一定的电流，将金属表面转化为阴极，从而抑制电化学反应，阻止金属的进一步腐蚀。
阴极保护原理基于金属腐蚀的电化学反应理论。
金属腐蚀是一个电池过程，由金属表面的阳极和阴极区域组成。
阳极处发生氧化反应，产生阳极溶解，阴极处则发生还原反应。
阴极保护的目的是将金属表面转化为阴极，使得金属表面的电位降低到极低值，使阳极溶解的速率极低或者完全停止，从而达到保护金属的目的。
实施阴极保护主要有两种方法：外加电流法和取代电位法。
外加电流法是通过外部电源施加一定的电流，使金属表面成为强化阴极，减少金属的氧化反应速率。
取代电位法是通过在金属表面放置一种具有更高自发电位的金属或导电体，将金属表面转化为低自发电位的阴极，使金属表面发生极化，减缓或停止金属的腐蚀反应。
阴极保护的实施需要考虑一系列因素，如金属的特性、介质的性质、电流密度等。
适当选择阴极保护方法和参数，能够有效延长金属的使用寿命，并减少维护和修复的成本。
总的来说，阴极保护通过将金属表面转化为阴极，通过减少电化学反应的速率来抵抗腐蚀。
这种技术在许多领域得到广泛应用，例如油气管道、船舶、桥梁等。
电化学保护_阴极保护
3、基本原理
当外加的电流继续增加时，系统的电位会继续往负的方向
移动，当电位达到阳极的平衡电位时，则阳极腐蚀电流等于零， 即得到了完全保护，这时阴极电流Ip（相当于R段）全部是外加 的电流，这一外加电流称为最小保护电流，所对应的电位称为 最小保护电位。一般在海水中金属从稳定电位往负的方向极化
200～300mV，就可以得到完全保护。
5.1.3 牺牲阳极性能要求
（ 3）阳极消耗率。牺牲阳极的消耗率是单位电量所消耗的阳极 质量，单位是kg· A-1· h-1或者kg· A-1· a-1。对于牺牲阳极来说，实际 测得的消耗单位质量牺牲阳极所产生的电量越大（ A· h· kg-1 ）， 则阳极消耗率越小。 （ 4）腐蚀特征。牺牲阳极的表面腐蚀特征是评定阳极性能的指 标之一。对于性能良好的阳极，要求表面腐蚀均匀，无难溶的沉 积物。阳极使用寿命长，不产生局部腐蚀脱落。牺牲阳极本身的
5.5～7.5
0.025～-0.035
0.10～ ≤0.1 0.15 6
≤0.2
余量
Al-Zn-In-Sn-Mg
2.5～4.0
0.020～0.050
0.025～ 0.075
0.50 ≤0.1 ～ ≤0.13 ≤0.02 6 1.00 电流效率/%
余量1.05～-1.09
化 学 成 分/%
合金种类
Al
In
Cd
Sn
Mg
Si
Fe
Cu
Al
Al-Zn-In-Cd
2.5～4.5
0.018～0.050
0.050 ～ 0.020
≤0.8
≤0.1 6
V0.02
余量
Al-Zn-In-Sn
2.2～5.2
电化学保护
三、电化学保护1．阳极保护（适用有钝化曲线的金属）凡是在某些化学介质中，通过一定的阳极电流，能够引起钝化的金属，原则上都可以采用阳极保护法防止金属的腐蚀。
例如我国化肥厂在碳铵生产中的碳化塔已较普遍地采用阳极保护法，取得了良好效果，有效地保护了碳化塔和塔内的冷却水箱。
使用此法注意点：钝化区的电势范围不能过窄，否则容易由于控制不当，使阳极电势处于活化区，则不但不能保护金属，反将促使金属溶解，加速金属的腐蚀。
．阴极保护就是在要保护的金属构件上外加阳极，这样构件本身就成为阴极而受到保护，发生还原反应。
阴极保护又可用两种方法来实现。
（1）称为牺牲阳极保护法：它是在腐蚀金属系统上联结电势更负的金属，即更容易进行阳极溶解的金属(例如在铁容器外加一锌块)作为更有效的阳极，称为保护器。
这时，保护器的溶解基本上代替了原来腐蚀系统中阳极的溶解，从而保护了原有的金属。
此法的缺点是用作保护器的阳极消耗较多。
（2）外加电流的阴极保护法：目前在保护闸门、地下金属结构(如地下贮槽、输油管、电缆等)、受海水及淡水腐蚀的设备、化工设备的结晶槽、蒸发罐等多采用这种方法，它是目前公认的最经济、有效的防腐蚀方法之一。
该法是将被保护金属与外电源的负极相连，并在系统中引入另一辅助阳极，与外电源的正极相连(见图10—11)。
电流由辅助阳极(由金属或非金属导体组成)进入腐蚀电池的阴极和阳极区，再回到直流电源B。
当腐蚀电池中的阴极区被外部电流极化到腐蚀电池中阳极的开路电势，则所有金属表面处于同一电势，腐蚀电流消失。
因此，只要维持一定的外电流，金属就可不再被腐蚀。
（3）气相中阴极保护。
电化学方法能否在气相环境中使用是人们一直希望解决的问题。
1988年，中国研究出了气相环境中的阴极保护技术，用于架空金属管道、桥梁、铁轨、海洋工程构件上的飞溅区保护，并在架空金属管道的实际试验中取得了非常好的保护效果，使材料的寿命延长了20多倍，为气相环境中的构件保护提供了一个崭新的途径。
《阴极保护》课件
阴极保护的应用领域
1 油气管道
阴极保护可延长管道 的使用寿命，并减少 维修和更换的成本。
2 船舶和海洋设施
3 桥梁和建筑结构
海水中的腐蚀对船舶 和海洋设施构成威胁， 阴极保护可以防止腐 蚀的发生。
在恶劣的环境条件下， 如盐湖地区和工业区， 阴极保护可保施工
系统的运行状况。
阴极保护的未来发展趋势
随着技术的不断进步，阴极保护将在更多领域得到应用，如新能源设施、航 空航天和高速铁路等。
阴极保护的原理
阴极保护的原理是通过形成保护电流来抵消金属腐蚀过程中的阳极反应。这 可以通过使用阴极保护剂、阳极材料和外部电源等手段实现。
阴极保护的方法
牺牲阳极法
通过使用比被保护金属更容易腐蚀的金属 作为阳极，从而保护被保护金属。
印流法
通过施加外部电流，将被保护金属作为阴 极，从而抑制金属的腐蚀。
《阴极保护》PPT课件
欢迎来到《阴极保护》PPT课件！通过这个课件，您将了解阴极保护的定义、 原理、方法、应用领域、设计与施工、评估与监控以及未来发展趋势。
阴极保护的定义
阴极保护是一种用于保护金属表面免受腐蚀的技术。通过在金属表面施加电流，将其作为阴极， 从而抑制氧化反应和电子流动，减少或消除金属的腐蚀。
系统设计
阴极保护系统的设计要考虑金属类型、环境条 件和保护需求等因素。
施工步骤
施工包括表面处理、安装阴极保护装置和进行 系统测试等。
阴极保护的评估与监控
1
评估方法
通过测量金属腐蚀速率、阴极保护
监控技术
2
电位和电流密度等参数，评估阴极 保护系统的性能。
使用远程监控系统、故障报警和定
期检查等技术，持续监控阴极保护
电化学保护
(b) 形成沉淀膜：聚磷酸盐，聚硅酸盐等；
(c) 形成吸附膜：有机物分子，含有能吸附于金属表 面，电负基(烷基)。
（3）电化学保护
1．保护器保护 将电极电势较低的金属和被保护的金 属连接在一起，构成原电池。电极电势较低的金属作为 阳极而溶解，被保护的金属作为阴极而避免腐蚀。又称 牺牲阳极保护法。
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
1 =-
RT ZF
ln
aH2 a2
H+
= o
2
O2 ,H2O,H+
-
RT 2F
ln
a2 H+
1
a1/2 O2
因为
o H2O,O2 ,H+
=1.229V>Ho+ ,H2
=0
，易知
2 >
1
。
说明吸氧腐蚀比析氢腐蚀严重得多。
（2）加缓蚀剂 在原电池的体系中加缓蚀剂， 改变介质的性质，降低腐蚀速度。
1. 金属的可逆电极电势; 2. 氢、氧在金属表面的
超电势； 3. 金属的极化性能 4. 电解质溶液的组成
金属的防腐
（1）在金属表面涂敷各种保护层 (a)非金属保护层 在金属表面涂上油漆、搪瓷、
塑料、沥青、高分子材料等，使金属与腐蚀介质隔开。 (b)金属保护层 在金属表面用电镀或化学镀的方
法镀上Au，Ag，Ni，Cr，Zn，Sn等金属，保护内层 不被腐蚀。保护层可分为阳极保护层和阴极保护层。
electrons
Zn
Pt
HCl
析氢腐蚀与吸氧腐蚀
如右图所示，空气中的CO2，
SO2 等可溶解在水中形成电
H2O
解质溶液，从而形成了原电
电化学保护的原理及应用
电化学保护的原理及应用电化学保护是一种通过在金属表面形成保护膜或抑制电化学反应，从而防止金属腐蚀的方法。
它利用电化学反应的原理，在金属表面形成氧化物薄膜或与环境中的电解质反应生成可溶性盐，阻止金属继续腐蚀。
电化学保护主要有两种方式：阳极保护和阴极保护。
阳极保护是通过在金属表面形成一个相对于金属较不易氧化的阳极，使其成为电池的阳极，从而使金属处于保护状态。
常见的阳极保护方法有三种：阳极保护、阳极保护、自动阳极保护。
阳极保护是通过在金属表面放置一块与金属具有较大电位差的金属，使其成为电池的阳极，从而保护金属。
这种方法常用于一些金属结构的保护，如船舶的金属结构保护。
常用的金属有铝、锌等。
阴极保护是通过给金属提供足够的电子，使金属表面形成一个较低电位的阴极，从而减缓金属的腐蚀。
常见的阴极保护方法有两种：外加电流阴极保护和物理阴极保护。
外加电流阴极保护是通过在金属表面加上外加电流，使金属表面形成一个保护性的氧化膜或金属膜。
常见的外加电流阴极保护方法有阴极保护和阴极保护。
物理阴极保护是通过在金属表面涂覆一层保护性的涂层，使金属表面与环境隔离，减缓金属的腐蚀。
常见的物理阴极保护方法有金属涂层和有机涂层。
电化学保护的应用非常广泛。
它可以用于金属结构、管道、储罐等各类金属设备的保护，在海洋、油田、化工、电力等行业都有重要的应用。
在海洋环境中，金属结构容易受到海水中的氯化物、硫化物等腐蚀性物质的侵蚀。
电化学保护通过在金属表面形成保护膜，可以有效地减缓金属的腐蚀速度，延长金属的使用寿命。
在油田行业中，金属管道、储罐等设备经常处于潮湿、腐蚀性介质中，容易发生腐蚀。
电化学保护可以在这些设备表面形成保护膜，降低金属的腐蚀速度，提高设备的安全性能。
在化工行业中，各种化学介质对金属的腐蚀性较强。
电化学保护可以在金属表面形成厚度合适的保护膜，有效地阻止金属与化学介质的接触，减少金属的腐蚀。
在电力行业中，设备如输电塔、变压器、电缆等常常暴露在空气中，容易被氧气腐蚀。
阴极保护
阴极保护原理对被保护金属施加负电流，通过阴极极化使其电极电位负移至金属的平稳电位，从而抑阻金属腐蚀的保护方法称为阴极保护。
在金属表面上的阳极反应和阴极反应都有自己的平衡点，为了达到完全的阴极保护，必须使整个金属的电位降低到最活泼点的平衡电位。
设金属表面阳极电位和阴极电位分别为Ea和Ec，金属腐蚀过程由于极化作用，阳极和阴极的电位都接近于交点S所对应的电位Ecorr （自然腐蚀电位），这时的腐蚀电流为Icorr。
如果进行阴极极化，电位将从向更负的方向移动，阳极反应曲线EcS从S向C 点方向延长，当电位极化到E1时，所需的极化电流为I1，相当于AC线段，其中BC线段这部分是外加的，AB线段这部分电流是阳极反应所提供的电流，此时金属尚未腐蚀。
如果使金属阴极极化到更负的电位，例如达到Ea，这时由于金属表面各个区域的电位都等于Ea，腐蚀电流为零，金属达到了完全保护，此时外加电流Iapp1即为完全保护所需电流。
根据提供阴极极化电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极阴极保护法和外加电流阴极保护法两种。
阴极保护是一种控制金属电化学腐蚀的保护方法。
在阴极保护系统构成的电池中，氧化反应集中发生在阳极上，从而抑阻了作为阴极的被保护金属上的腐蚀。
阴极保护是一种基于电化学腐蚀原理而发展的一种电化学保护技术。
可从电极反应、极化曲线和极化图以及电位-pH图等诸方面理解阴极保护原理。
图1 阴极保护原理的极化曲线说明:铁在中性水溶液中的实验极化曲线(实线)和真实极化曲线(虚线)以及镁的阳极极化曲线示意图电极反应方面任意两种金属/合金的组合，都可构成电化学电池；低电位者为电池的阳极，主要发生氧化反应；高电位者为阴极，主要发生还原反应。
由于阳极和阴极之间存在着电位差，外部电连接的阳极和阴极之间将有电流流过电池，从而加速了阳极的腐蚀，同时抑阻阴极的腐蚀，使阴极金属获得阴极保护。
极化曲线和极化图方面根据混合电位理论，金属表面上局部阳极和局部阴极通过各自的极化而汇聚至一个共同的混合电位，即金属的自腐蚀电位Ecorr；此时局部阳极的氧化反应速度与局部阴极的还原反应速度相等，即等于金属的自腐蚀电流icorr，如图1所示。
阴极保护PPT课件
高保护效果。
定期维护与检测
03
定期对阴极保护系统进行检查和维护，确保系统正常运行，延
长使用寿命。
降低成本与可持续发展的挑战
降低能耗优化阴极保护Fra bibliotek统的设计和运行，降低能耗，减少对环境的影响。
资源回收与再利用
研究阴极保护材料的回收和再利用技术，降低资源消耗和环境污 染。
政策支持与标准制定
推动政府出台相关政策，鼓励阴极保护技术的研发和应用，同时 制定相关标准，规范行业的发展。
排流保护法利用排流器将 干扰源与被保护金属进行 电气隔离，从而消除杂散 电流对阴极保护系统的影 响。排流器可以等效为一 个电阻，通过调整电阻值 可以控制排流量的大小。
排流保护法广泛应用于存 在杂散电流干扰的场合， 如电气化铁路、高压输电 线路等附近金属设施的保 护。
可以有效消除杂散电流对 阴极保护系统的影响。
硅基阳极
硅基阳极具有较好的电化 学性能和稳定性，可用于 强酸、强碱等腐蚀环境。
石墨阳极
石墨阳极价格低廉，导电 性好，但易受到氧化和高 温的影响。
电解质
硫酸盐
硫酸盐是常用的电解质之 一，具有较高的离子导电 性和稳定性。
氯化物
氯化物也是常用的电解质 之一，具有较低的离子导 电性和稳定性。
硝酸盐
硝酸盐具有较好的离子导 电性和稳定性，但易分解 产生氧气。
01 定义
02 工作原理
03 应用范围
04 优点
05 缺点
外加电流法是通过外加电 源的方式，将被保护金属 与电源负极相连，利用电 流通过电极反应使被保护 金属得到阴极极化的方法 。
外加电流法通过外加电源 提供电流，使被保护金属 得到阴极极化。电流的大 小和方向可以通过电源进 行控制，从而实现精确的 阴极保护。
电化学保护技术及其应用第二讲阴极保护原理及其应用
专题讲座电化学保护技术及其应用第二讲 阴极保护原理及其应用黄永昌(上海交通大学 上海200030) 电化学腐蚀是由于金属与电解质溶液接触时,金属表面各个部分存在一定的电位差(即存在阴极区和阳极区)所引起的。
例如,海船船体水下表面由于镀层缺陷或其他原因引起不同区域的电位差可达50～100mV ,这样的电位差足以引起溃疡腐蚀。
有的海船航行两年后船体钢板上腐蚀深度达到2～5mm ,并出现直径为10～20mm 的蚀坑。
为了消除金属表面不同部位在电解质溶液中的电位差,可通过牺牲阳极或外加电源对金属构筑物施加一阴极电流,使其发生阴极极化。
极化结果使金属的电位向负方向移动,直到原有的电位差消失,腐蚀自然停止。
以海船为例,从腐蚀电位开始向负方向极化200～250mV ,就能达到保护度90%以上[1]。
1 阴极保护原理阴极保护原理可用腐蚀电池的极化图(图1)进行解释[2]。
图1 说明阴极保护原理的极化图 由图1看出,金属表面阳极和阴极的初始电位分别为E a 和E c 。
金属腐蚀时,由于极化作用,阳极和阴极的电位都接近于交点S 所对应的腐蚀电位E co rr ,与此相对应的腐蚀电流为I co rr 。
在腐蚀电流作用下,金属上的阳极区不断发生溶解,导致腐蚀破坏。
当对该金属进行阴极保护时,在阴极电流作用下金属的电位从E co rr 向更负的方向变动,阴极极化曲线E c S 从S 点向C 点方向延长。
当金属电位极化到E 1,这时所需的极化电流为I 1,相当于A C 线段。
A C 线段由两个部分组成,其中B C 线段这部分是外加的,而A B 线段这部分电流是阳极溶解所提供的,表明金属腐蚀速度有所减少。
当外加阴极电流继续增大时,金属的电位将变得更负。
当金属的极化电位达到阳极的初始电位Ea 时,金属表面各个部分的电位都等于E a ,腐蚀电流就为零,金属达到了完全的保护。
此时,金属表面上只发生阴极还原反应。
外加的电流I app i 即为达到完全保护所需的电流。
电化学保护的原理及应用
电化学保护的原理及应用1. 概述电化学保护是一种常用的防腐技术，通过将一种更易被腐蚀的金属（称为阳极）与被保护的金属（称为阴极）建立电流联系，以减少腐蚀反应发生的速率。
本文将介绍电化学保护的原理及其应用。
2. 电化学保护原理电化学保护的过程基于两种重要的原理：阳极保护和阴极保护。
2.1 阳极保护阳极保护是通过在被保护结构表面上施加一个外加电流，使得其成为腐蚀反应中的主动阳极而得以保护。
主动阳极将吸引腐蚀所需的电流，从而阻止被保护结构上的腐蚀反应发生。
常见的阳极保护方法包括：•高锌电位阳极保护：将具有高锌电位的阳极材料（如锌和铝）连接到被保护结构上，使其成为阴极，从而提供保护。
锌和铝的电位比大部分金属更高，因此能够阻止金属腐蚀。
•特殊阴极保护：通过在被保护结构表面上施加特殊的阴极保护材料（如铝或镁合金），形成阴极保护层，保护金属免受腐蚀。
•补偿电流阳极保护：将外加电流直接注入被保护结构，以防止金属腐蚀。
2.2 阴极保护阴极保护是通过在被保护结构表面上施加一个外加电流，使其成为腐蚀反应中的阴极而得以保护。
被保护结构上的外加电流将导致金属表面产生阳极区和阴极区，从而减缓腐蚀反应的发生。
常见的阴极保护方法包括：•熔融井保护：在金属结构的周围埋设一根被称为“井”的保护电极。
通过向井中注入一种易腐蚀的金属材料（如铝或锌），井将成为被保护结构的阴极，从而防止金属腐蚀。
•空间阴极保护：通过在被保护结构周围创建一个阴极区，使其成为腐蚀反应的阴极，从而保护金属不被腐蚀。
常用的方法包括向土壤注入阴极保护材料（如铝或镁合金）以形成阴极区。
3. 电化学保护的应用3.1 建筑工程电化学保护在建筑工程中广泛应用于钢筋混凝土结构的防腐保护。
通过在混凝土结构表面安装阳极材料，防止钢筋锈蚀，延长结构寿命。
3.2 油气管道电化学保护在油气管道中的应用是为了防止钢管发生腐蚀。
通过对管道进行阴极保护，将管道表面变为阴极，抑制腐蚀反应的发生。
简答电化学保护的阴极保护法
简答电化学保护的阴极保护法电化学法主要是指阴极保护，即牺牲阳极保护阴极的方法，使被保护的金属成为阴极而得到保护。
比如地下管道或化工设备，可以接一个金属块作为阳极，通电流就可以起到保护作用。
其原理是在被腐蚀的金属结构表面施加外加电流，被保护的结构成为阴极，从而抑制金属腐蚀引起的电子迁移，避免或减弱腐蚀。
阴极保护通过人为地将负电位接到电缆的金属护套上，将正电极接到一定距离以外的电极上，保证电缆的金属护套对地有负电位。
这样电流就不会通过电缆的护套流出，保护了电缆的护套。
两种电化学阴极保护法当前阴极保护技术与牺牲阳极保护。
1、牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接起来，放入同一电解液中，使金属上的电子转移到被保护金属上，整个被保护金属处于相同的负电位。
这种方法简单易行，不需要外接电源，很少产生腐蚀干扰，广泛用于保护小型(电流一般小于1安培)或低土壤电阻率环境(土壤电阻率小于100欧姆)中的金属结构。
m)。
比如城市管网，小型储罐等。
据国内报道，关于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年，最多5年。
牺牲阳极阴极保护失效的主要原因是阳极表面形成不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。
造成这个问题的主要原因一是阳极成分达不到规范要求，二是阳极位置的土壤电阻率过高。
因此，在设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成分外，还必须选择土壤电阻率低的阳极床位置。
2、强制电流阴极保护技术强制电流阴极保护技术是在回路中串入一个直流电源，借助辅助阳极，将直流电通向被保护的金属，进而使被保护金属变成阴极，实施保护。
优点： a: 驱动电压高，能够灵活地在较宽的范围内控制阴极保护电流输出量，适用于保护范围较大的场合 b: 在恶劣的腐蚀条件下或高电阻率的环境中也适用 c: 选用不溶性或微溶性辅助阳极时，可进行长期的阴极保护 d: 每个辅助阳极床的保护范围大，当管道防腐层质量良好时，一个阴极保护站的保护范围可达数十公里 e: 对裸露或防腐层质量较差的管道也能达到完全的阴极保护缺点： a: 一次性投资费用偏高，而且运行过程中需要支付电费 b:阴极保护系统运行过程中，需要严格的专业维护管理 c: 离不开外部电源，需常年外供电 d：对邻近的地下金属构筑物可能会产生干扰作用简答电化学保护的阴极保护法 3阴极保护使用的场合较多，它通常由一个电源变压器和一个桥型整流器组成。
8.0 电化学保护
Electrochemical protection
何为电化学保护？
根据电化学腐蚀原理，依靠外部电流 的流入改变金属的电位，从而降低金属 腐蚀速度的一种材料保护技术。
按照金属电位变动的趋向，电化学 保护分为阴极保护和阳极保护两类。
1
阴极保护 阳极保护
2
8.1 阴极保护
一、 阴极保护原理
3． 常用牺牲阳极材质
锌：锌被证明是一种用于阳极保护的非常有效
的阳极材料。锌阳极对锌锭中含微量有害元素有
严格的规定。传统的锌阳极中含有铝，为了克服 粘结现象需要在锌阳极中加入镉。相对于被保护 的钢结构，锌阳极具有220mv的驱动电位。锌阳 极的电容量为780A.h/kg。锌阳极非常适用于低
电流的涂层结构பைடு நூலகம்护。
（3）参比电极
要求：电位长期稳定，准确，灵敏，坚固，低价易安 装，寿命长； 种类：根据介质要求选择；海水用Ag/AgCl，Cu/饱和 CuSO4 ，Zn电极；土壤用Cu/饱和CuSO4 ；碱性介质 用氧化汞电极；酸性介质用硫酸亚汞电极；中性介质 用饱和甘汞电极；腐蚀性介质中低要求时可使用不锈 钢，铸铁，铅锑合金，碳钢，锌，铜等金属电极（不 可逆，稳定性差，需要定期标定校验）；
算得出。 实际工程应用中，一般通过实验或参照国际
标准确定金属在所处介质中的电压来评定其保护 程度。
2. 最小保护电流密度
金属腐蚀降低到最低时所需提供的最 小保护电流密度。取决于金属种类，表面 状态，介质条件等； 腐蚀性强，阴极极化率低所需保护电
流密度大；增加腐蚀速度，降低阴极极化
的因素都会增加阴极保护电流密度.
当阳极发生电流时，它在电解质中溶解成 离子，同时产生电子。阴极通过与阳极电连接 而获得电子。结果就是阴极负极化，起到防腐 保护的作用。
阴极保护电化学防腐排流保护
阴极保护/电化学防腐/排流保护河南汇龙合金材料有限公司阴极保护的原理我前面说了很多次，这里就不多做赘述了，我们直接开始看阴极保护投入前的准备和验收工作。
一、阴极保护投入前对被保护管道的检查没有绝缘就没有保护。
为了确保阴极保护的正常运行，在施加阴极保护电流前，必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。
应检查管道的绝缘接头的绝缘性能是否正常；管道沿线布置的设施如阀门、闸井均应与土壤有良好的绝缘；管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确的绝缘处理措施。
管道在地下不应与其他金属构筑物有“短接”等故障。
管道表面防腐层应无漏敷点，所有施工时期引起的缺憾和损伤，全部应该在施工验收时使用PCM检漏仪或音频检漏仪进行检测，修补后回填。
管道导电性检查：对被保护管道应具有连续的导电性能。
二、对阴极保护施工质量的验收检查对阴极保护间内所有电气设备的安装是否符合《电气设备》的要求，各种接地设施是否完成，并符合图纸设计要求。
对阴极保护的站外设施的选材、施工是否与设计一致。
对通电点、测试桩、阳极地床、阳极引线的施工与连接应严格符合规范要求。
尤其是阳极引线接阳极地床，管道汇流点接负极，要认真核对，严禁电极接反。
图纸、设计资料齐全完备。
三、阴极保护投入运行组织人员测定全线管道自然电位、阳极地床的自然电位、土壤电阻率、各站阳极地床接地电阻。
同时对管道环境有一个比较详尽的了解，这些资料需要全部分别记录整理，存档备用。
阴极保护站投入运行：按照直流电流操作程序给管道送电，使管道电位保持在-1.25V CSE左右，呆管道阴极极化一段时间后开始测试直流电源输出电流、电压、通电点电位、管道沿线通电电位等。
若个别管段保护电位过低，则需要再适当调节通电点电位至全线阴极保护电位达到保护电位为止。
保护电位的控制：各站通电点电位的控制数值，应能保证相邻两站之间的管道保护电位达到-0.85V CSE，同时，各站通电点最负电位不允许超过规定数值。
调节通电点电位时，管道上相邻阴极保护站间加强联系，保证各站通电点电位均衡。
电化学保护
电化学保护
通过改变极性或移动金属的阳极极化电位达到钝态区来抑制或降低金属结构腐蚀的材料保护技术。
从伽法尼电池的两个金属电极来观察﹐腐蚀总是发生在阳极上。
阴极保护就是在潮湿的土壤或含有电解质(如盐等)的水液等电解液中﹐利用牺牲阳极(如锌﹑铝等)或外加电流的惰性阳极﹐使被保护的钢铁结构成为这种人为的伽法尼电池中的阴极。
在同一腐蚀环境中﹐活性较大的是阳极﹐较小的是阴极﹐例如在海水中﹐锌与低碳钢间如构成电解电池﹐锌就是阳极﹐钢就是阴极﹔但如果钢与不锈钢形成电解电池时﹐钢又变为阳极﹐不锈钢是阴极。
所谓阴极﹐实际上是使电解液中的阳离子获得电子而还原的一个电极。
因此﹐利用外加直流电源使它获得电子补充﹐也属於阴极保护方法。
在不同的腐蚀介质中所需的保护电流密度不一。
钢在土壤内﹐约为0.0001～0.005安/分米﹐在流动海水中约为0.0003～0.0015安/分米﹐而在流动淡水中为0.005安/分米。
阴极保护广泛用於保护地下管道﹑通信或电力电缆﹑闸门﹑船舶和海上平台等以及与土壤或海水等接触面积很大的工件﹐电化学保护与涂装结合则更为经济。
城市和大型工厂的地下金属设备可採用这种保护方法﹐但需要注意杂散电流不致影响邻近地下金属设施的加速腐蚀。
阳极保护主要用於保护钢﹑不锈钢和鈦等在浓硫酸和磷酸等强介质中的腐蚀。
活性-钝性金属在阳极极化时﹐即电流导入而產生电位变化时﹐其极化曲线中有显著的活化﹑钝化和过钝化区(见图阳极保护原理的极化曲线
对於这种情况﹐可利用稳压电源将电位控制在钝化区间﹐使腐蚀电流值降到最低限度。
电化学保护相关介绍
不锈钢
67%H₂So₄
24
6
0.001
+0.03~+0.8
8.2.3 外加电流阴极保护法
-
原理
3
2 1
i1
i2
i3
i4
i
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 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
E 阳极极化曲线 向左下方移动
E
阴极极化曲线 向右上方移动
lg i
lg i
[抑制阳极反应]
[促进阴极反应]
钝化剂的作用机理
阴极型缓蚀剂的作用在于增大腐蚀电池的阴极极 化，使阴极反应速度降低，从而减小金属的腐蚀。 有的阴极型缓蚀剂能减小氢离子还原反应的交换 电流密度，使析氢反应变得困难 。如硫化物、砷 化物等。这类化合物可能导致金属的氢损伤(氢鼓 泡、氢脆等)，而且大都有毒，所以酸溶液中已很 少使用。有些阴极型缓蚀剂能够在腐蚀电池的阴 极区形成沉淀膜，使阴极区面积减小，阴极极化 增强。如Zn2+(常使用ZnSO4) 。
实际发生电 量(A.h/kg) 780 2400 1220
电流效 率(%) 95 85 55
溶解性能 腐蚀产物容易脱落 表面溶解均匀 同上
Zn-Al-Cd
系牺牲阳极的化学成分（1） 余量
Al 0.3~0.6%,cd 0.05~0.12%,zn
Zn-Al-Cd
Mg-6Al-3Zn Al
系牺牲阳极的化学成分（2）
带状阳极阴极保护
两种阴极保护法的比较：