电化学保护_阴极保护
阴极保护原理
阴极保护原理阴极保护是一种防止金属腐蚀的有效方法，它通过在金属表面施加电流来保护金属免受腐蚀的侵害。
阴极保护原理主要是利用外加电流使金属表面成为电化学上的阴极，从而减缓或阻止金属的腐蚀过程。
首先，阴极保护原理的基本原理是根据金属的电化学性质来实现的。
金属在自然环境中容易发生电化学腐蚀，因为金属在大气和水中会发生氧化还原反应，从而导致金属表面的腐蚀。
而阴极保护原理通过在金属表面施加电流，使金属成为电化学上的阴极，从而抑制了金属的氧化还原反应，达到了防止金属腐蚀的目的。
其次，阴极保护原理的实现需要一定的设备和控制系统。
通常情况下，阴极保护系统由外加电源、阳极材料、电解质和金属构件等组成。
外加电源用于提供所需的电流，阳极材料则是通过电流来释放阳极物质，从而形成保护电流。
电解质则是连接阳极和金属构件的介质，通过电解质中的离子传递电流。
通过这些设备和控制系统的配合，可以实现对金属的有效保护。
另外，阴极保护原理的应用范围非常广泛。
在船舶、海洋平台、管道、储罐、钢结构等领域，阴极保护都得到了广泛的应用。
特别是在海洋环境中，金属的腐蚀速度更快，因此阴极保护在海洋工程中的应用尤为重要。
通过阴极保护原理，可以延长金属构件的使用寿命，减少维护成本，提高设备的可靠性和安全性。
最后，阴极保护原理的有效性需要得到科学的监测和控制。
通过对阴极保护系统的电流、电位、温度等参数进行监测和控制，可以确保阴极保护系统的正常运行。
同时，定期对阴极保护系统进行检测和维护，可以及时发现问题并进行处理，保证阴极保护系统的有效性。
总之，阴极保护原理是一种有效的金属防腐蚀方法，通过在金属表面施加电流，使金属成为电化学上的阴极，从而达到防止金属腐蚀的目的。
它的实现需要一定的设备和控制系统，应用范围广泛，并需要得到科学的监测和控制。
阴极保护原理的应用可以延长金属构件的使用寿命，减少维护成本，提高设备的可靠性和安全性。
高中化学电化学保护法
高中化学电化学保护法电化学保护法是一种保护金属腐蚀的方法，通过利用电化学原理，将金属与特殊金属或化合物连接在一起，形成电池系统，从而减缓金属的腐蚀速度。
在工业生产和日常生活中，电化学保护法被广泛应用于金属结构、管道、船舶等领域，起到延长金属使用寿命、节约资源的作用。
1. 电化学保护原理电化学保护法主要通过两个原理来实现金属的保护：阳极保护和阴极保护。
阳极保护是指通过在金属表面形成一个保护层，使其成为阳极，从而抑制金属的电化学反应。
常见的阳极保护方法有镀层、热浸镀、电解镀等。
例如，在钢铁制品上镀一层锌，形成锌层保护钢铁，就能有效避免钢铁的腐蚀。
阴极保护是通过在金属表面形成一个促进电子流动的保护层，使其成为阴极，从而减少金属的电化学反应。
常见的阴极保护方法有通过外加电流保护、利用阳极保护金属等。
通过外加电流保护是指将金属与一个更活泼金属连接起来，通过外部电源加在金属上，使金属表面形成一个保护层。
例如，将镁棒与铁件连接，并施加外部电源，使镁成为阴极，起到防腐蚀的作用。
2. 电化学保护法的应用2.1. 工业领域在石油、化工、电力等工业领域，金属设备常常会受到腐蚀的侵害，使用电化学保护法能够延长设备的使用寿命、减少维修成本。
例如，在石油储罐中，通过在罐体上安装一组金属阳极，将其与储罐连接形成电化学保护系统，能够有效地降低罐体的腐蚀速度。
2.2. 建筑领域金属结构是建筑物中常用的结构形式，然而在湿润的环境中容易受到腐蚀。
电化学保护法可以在金属表面形成一个保护层，延缓金属的腐蚀速度。
例如，在海洋环境中，钢铁构件会暴露在海水中，容易发生腐蚀。
通过在钢铁表面施加一个保护电位，形成一个保护层，能够大大延长钢铁的使用寿命。
3. 电化学保护法的优缺点3.1. 优点电化学保护法不需要使用化学品，对环境友好，能够延长金属的使用寿命，减少资源浪费。
同时，电化学保护法操作简便，维护成本低，广泛适用于各种金属结构。
3.2. 缺点电化学保护法需要一定的电源供应，增加了能源消耗。
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
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。
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。
阴阳极保护原理
阴阳极保护原理一、概述阴阳极保护是一种电化学保护方法，主要用于金属材料的防腐蚀。
该方法通过在金属表面形成一层保护膜来防止金属与周围环境发生化学反应，从而延长金属材料的使用寿命。
本文将详细介绍阴阳极保护的原理。
二、电化学基础知识1. 电位电位是指物质中某个点相对于标准参考点（通常为标准氢电极）的电势差。
在阴阳极保护中，需要了解金属表面的电位变化情况。
2. 极化当外加电流或电场作用于一个系统时，会导致系统内部各部分的电势发生变化，这种现象称为极化。
在阴阳极保护中，通过施加外加电流来实现对金属表面的保护。
3. 腐蚀腐蚀是指金属与周围环境（如水、空气等）发生化学反应而导致其性质和形态发生变化的过程。
在阴阳极保护中，需要了解金属材料易受到哪些环境的腐蚀。
三、阴阳极保护原理1. 阴阳极保护的基本思想阴阳极保护的基本思想是通过施加外加电流，使金属表面形成一层保护膜，从而防止金属与周围环境发生化学反应。
在该过程中，将金属分为两个区域：阳极和阴极。
阳极区域是易受到腐蚀的部分，而阴极区域则是不易受到腐蚀的部分。
2. 阳极反应和阴极反应在阴阳极保护中，金属表面会发生两种反应：阳极反应和阴极反应。
阳极反应指金属表面被氧化或溶解的过程，而阴极反应则指金属表面还原或析出物质的过程。
3. 外加电流的作用在施加外加电流时，电流会从阳极区域流入金属内部，在内部产生一定程度的电位下降。
这样可以使得阳极区域上形成一定程度的电位差，从而促进了氧化或溶解过程，并将其转化为离子形式。
离子会在电场作用下向阴极区域移动，并在那里发生还原或析出反应，从而形成一层保护膜。
4. 保护膜的形成保护膜是指在金属表面形成的一层防止金属与周围环境发生化学反应的物质。
在阴阳极保护中，保护膜的形成主要由两种机制实现：阳极保护和阴极保护。
（1）阳极保护阳极保护是指通过使金属表面氧化或溶解，从而促进离子向阴极区域移动，并在那里发生还原或析出反应，最终形成一层保护膜的机制。
阴极保护原理
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，按照作用原理不同，电化学保护分为阴极保护和阳极保护两类。
阴极保护应用领域非常广泛，在油气开发领域中主要应用于长输管道，容器设备及地面站点的保护；对于油气井的井下管柱，阴极保护防腐技术因施工困难较大，应用实例不多。
阴极保护技术就是通过向被保护的钢质管道通以足够的电流，使管道表面产生阴极极化，减小或消除造成钢质管道土壤腐蚀的各种原电池的电极电位差，使腐蚀电流趋于零，进而达到阻止管道腐蚀的目的。
阴极保护包括三个基本过程，即阴极过程、阳极过程和电流流动。
(1)阴极过程阴极过程在被保护结构表面上进行，在中性介质中，在阴极区发生还原反应，阴极过程一般是02的去极化过程2H02+02+4e→40H- (5-3-2)当阴极极化电位负移到一定电位时，会发生析氢反应2H02+2e→H2↑+40H- (5-3-3)(2)阳极过程阳极过程发生在辅助阳极表面，电流通过阳极流入电解质，并流入被保护结构，阳极区发生氧化反应，对于溶解性阳极材料而言，阳极过程是金属的溶解过程。
M-ne→M n+ (5-3-4)对于微溶性和不溶性阳极材料，阳极反应主要是析氧和析氯反应2H02-4e→O2↑+4H- (5-3-5)2Cl--2e→Cl2↑ (5-3-6)(3)电流流动通过电解质中带电离子的定向移动，在被保护结构和阳极间形成一定的电流，从而对金属结构起到保护作用。
阴极保护的原理可以用极化图(如图5-3-6)所示加以说明，金属表面上的阳极和阴极的初始电位分别为E a和E c。
金属腐蚀过程中由于极化作用，阳极和阴极的电位都接近于交点S所对应的电位E corr，与此相对应的腐蚀电流为I corr。
在腐蚀电流作用下，金属的阳极区不断发生溶解，导致腐蚀破坏。
当对金属进行阴极保护时，在阴极电流作用下金属的电位将从E corr向更负的方向移动，阴极反应曲线E c从S点向P点方向延长。
当电位极化到E p时，所需的极化电流为I p，相当于AP线段，其中BP线段这部分是外加的，而A曰线段这部分电流是阳极反应所提供的电流，此时金属尚未停止腐蚀，如果使金属阴极极化到更负的电位，例如达到E a，这时由于金属表面各个区域的电位都等于E a，腐蚀电流为零，金属达到了完全保护，此时外加的电流I n，即为达到完全保护所需的电流。
阴极保护培训讲义图文
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参比电极
参比电极用于测量被保护结构的电 位，为调整保护电流提供参考依据。
阴极保护系统的设计
确定保护范围
确定电流密度和保护电位
根据被保护结构的材质、尺寸、使用 环境等因素，确定阴极保护系统的保 护范围。
根据被保护结构的材质和需求，确定 合适的电流密度和保护电位。
选择阳极和埋设方式
根据实际情况选择合适的阳极材料和 埋设方式，确保阳极能够有效地向被 保护结构提供电流。
模型预测法
利用数学模型预测管道的腐蚀速率，评估阴极保 护效果。
05
阴极保护的常见问题与解 决方案
阴极保护系统失效的原因分析
电源故障
电源设备出现故障，如电源线断裂、电源开 关损坏等。
杂散电流干扰
外界杂散电流干扰导致阴极保护电流流失或 干扰保护效果。
电流分布不均
由于管道防腐层质量差或破损，导致电流在 管道上分布不均。
03
阴极保护材料
常用的阴极保护材料
锌合金
锌合金作为阳极材料， 通过电化学反应保护金
属不受腐蚀。
镁合金
镁合金作为阳极材料， 适用于土壤和淡水环境
中的金属保护。
镀锌钢
镀锌钢作为阳极材料， 广泛用于钢铁结构的阴
极保护。
钛和锆合金
适用于高腐蚀环境的金 属保护，如海洋环境。
阴极保护材料的性能与选择
01
02
栏等金属结构的防腐。
在建筑行业中，阴极保护用于 地下室、水池、冷却塔等混凝
土结构中的钢筋防腐。
02
阴极保护系统
阴极保护系统的组成
阳极系统
阳极是阴极保护系统的关键组成 部分，通常采用石墨、硅钢等材 料制成，负责向被保护结构提供
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。
阴极保护法的原理
阴极保护法的原理阴极保护法是一种电化学技术，它是将一种金属或具有可流动电荷的材料暴露在目标物体的表面，形成一个腐蚀保护电极。
它可以防止金属材料受到酸或碱性腐蚀，也可以抑制腐蚀性气体的腐蚀材料，使材料持久耐用。
阴极保护是电化学腐蚀的重要手段，主要用于长期保护金属结构免受腐蚀的影响。
阴极保护机理可以回顾整个电化学腐蚀过程，由于在环境中存在着表面电位差，金属和金属的表面上的氧气，氧化反应就发生了。
当金属表面受到氧化作用时，受损的金属物质会从表面流失，最终导致金属表面腐蚀。
阴极保护是以阴极件作为保护电位，将其连接到实验管外端，使得电位之间的差异最小，从而起到保护金属表面不被氧化导致腐蚀的作用。
阴极保护法的原理，在于从电化学腐蚀的角度来分析，它使实体金属处于阴极保护电位，从而可有效抑制氧化性腐蚀剂的侵蚀。
它的重要原理是通过将阴极件作为保护电位，与金属物质之间形成一个电位差，有效抑制了金属物质的氧化腐蚀。
在阴极保护电路中，电流流经阴极件，阴极件形成一个电位，这样金属表面就会形成一个保护电位，从而阻挡氧化性腐蚀剂的侵蚀。
另外，阴极保护电路也可以带动实体金属的电位，将阴极件的电位差异转化为实体金属的电位差异，从而降低金属物质的腐蚀活动，最终达到防腐蚀的效果。
阴极保护的过程不仅仅是实体金属腐蚀的防护，而且还带来了一些其他的优点。
首先，阴极保护是一种无公害、低成本、能源节约的防腐技术，有利于环境保护。
其次，阴极保护可有效减少金属材料在使用中的维护，使金属材料能够长期保持良好的使用状况。
另外，阴极保护可以大大减少腐蚀剂的消耗，有效降低腐蚀液的处理成本。
在实际应用中，阴极保护法可以用于金属材料、钢材以及电力系统等，延长设备运行寿命。
例如，可以在金属表面涂覆一层耐腐蚀的涂料，然后将阴极件连接到金属表面，从而实现对金属表面的阴极保护。
同样，阴极保护法也可以用于钢材的防腐，在钢材表面涂覆离子交换树脂等材料，然后将阴极件连接到钢材表面，从而防止钢材表面的腐蚀发生。
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。
电化学金属保护方法
电化学金属保护方法电化学金属保护方法是通过电化学反应来保护金属材料不被腐蚀或降低腐蚀速率的一种方法。
这种方法主要包括阳极保护、阴极保护、缓蚀剂保护等几种主要方式。
本文将详细介绍这几种方法的原理、应用以及优缺点。
首先，阳极保护是通过使金属物质的腐蚀物质在阳极处产生，形成一层保护膜，以防止金属的进一步腐蚀。
这种方法主要应用于钢铁结构的保护，如海洋平台、桥梁等。
具体操作过程是在金属表面涂上一层远洋漆，然后通过施加直流电源使金属成为阳极，从而形成保护膜。
阳极保护具有操作简单、效果显著、成本低等优点，但也存在一些问题，如维护困难、电流分布不均匀等。
其次，阴极保护是通过施加外部电流使金属成为阴极，以减缓金属的腐蚀速度。
这种方法主要应用于地下管道、船舶、油罐等金属结构的保护。
具体操作过程是在金属表面涂上一层防腐涂层，然后通过施加外部电流使金属成为阴极，从而减缓金属腐蚀速度。
阴极保护具有对金属腐蚀的有效控制、节能环保等优点，但也存在一些问题，如系统复杂、施工成本较高等。
此外，缓蚀剂保护是通过向金属表面添加一种化学品，使其与腐蚀介质中的物质发生化学反应，从而减缓金属的腐蚀速度。
这种方法适用于需要暂时保护金属的场合，如长时间存储金属材料。
缓蚀剂保护的优点是操作简单、成本低，但缺点是保护时间有限、保护效果相对较差。
最后，需要指出的是，不同的金属材料和使用环境对电化学保护方法有不同的适用性。
因此，在选择电化学保护方法时，需要综合考虑金属材料的性质、使用环境的特点以及经济因素等。
同时，也需要定期检查和维护电化学保护系统，以保证其正常运行。
综上所述，电化学金属保护方法是一种有效保护金属材料不被腐蚀或降低腐蚀速率的方法。
阳极保护、阴极保护和缓蚀剂保护是主要的电化学保护方法。
每种方法都有其适用性和优缺点，因此在应用时需要根据具体情况进行选择。
通过正确选择和维护电化学保护系统，可以有效延长金属材料的使用寿命，从而节约资源、降低成本。
阴极保护法
阴极保护法阴极保护法是一种常用的金属腐蚀防护方法，通过在金属表面施加一定的电流，使其成为阴极而得以保护。
该方法被广泛应用于各种金属结构和设备的保护，以延长其使用寿命并降低维护成本。
原理阴极保护法的原理基于电化学反应，即利用外加电流使金属表面的活性变化，从而减少或避免金属的腐蚀。
当金属处于电化学反应环境中时，其表面会发生氧化或还原反应。
阴极保护法通过在金属表面施加一定的电流，使金属表面成为阴极并进行还原反应，从而阻止腐蚀反应的发生。
具体而言，阴极保护法有两种常见的应用方式：外部电流阴极保护和阳极保护。
外部电流阴极保护外部电流阴极保护是通过将外部电源与金属结构相连，施加一定的电流，使金属结构成为阴极，从而防止腐蚀反应的发生。
这种方法适用于金属结构埋入土壤或浸泡在水中等介质中的情况。
在外部电流阴极保护中，首先需要在金属结构表面涂覆一层电绝缘层，以防止电流外泄。
然后，在金属结构上设置一个或多个阴极，通常使用铝或镁合金制成。
外部电源将电流引入阴极，通过电解液传输到金属结构表面，从而防止腐蚀反应的发生。
阳极保护阳极保护是通过在金属结构周围放置一个或多个阳极，将阳极与金属结构相连，并通过电解液使阳极产生一定的电流，从而保护金属结构。
这种方法适用于金属结构暴露在大气中或液体流动环境中的情况。
在阳极保护中，阳极可以使用铝、镁或锌等活性更高的金属制成。
阳极和金属结构之间通过电解液连接，形成一个电化学反应环境。
阳极通过电解液中的氧化反应生成电流，而金属结构则成为阴极，从而防止金属的腐蚀。
应用领域阴极保护法被广泛应用于以下领域：1.石油和天然气工业：阴极保护法可用于石油和天然气管线、储罐等设备的保护，减少金属的腐蚀，延长设备的使用寿命。
2.水处理行业：阴极保护法可用于水处理设备、管道等金属结构的防腐保护。
3.船舶和海洋工程：阴极保护法可用于船舶、海洋平台等金属结构的防腐保护，延长使用寿命。
4.建筑行业：阴极保护法可用于混凝土结构中的钢筋防腐，防止钢筋锈蚀。
电化学保护
电化学保护electrochemical protection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。
通过降低金属电位而达到保护目的的，称为阴极保护。
根据保护电流的来源，阴极保护有外加电流法和牺牲阳极法。
外加电流法是由外部直流电源提供保护电流，电源的负极连接保护对象，正极连接辅助阳极，通过电解质环境构成电流回路。
牺牲阳极法是依靠电位负于保护对象的金属（牺牲阳极）自身消耗来提供保护电流，保护对象直接与牺牲阳极连接，在电解质环境中构成保护电流回路。
阴极保护主要用于防止土壤、海水等中性介质中的金属腐蚀。
②阳极保护。
通过提高可钝化金属的电位使其进入钝态而达到保护目的的，称为阳极保护。
阳极保护是利用阳极极化电流使金属处于稳定的钝态，其保护系统类似于外加电流阴极保护系统，只是极化电流的方向相反。
只有具有活化- 钝化转变的腐蚀体系才能采用阳极保护技术，例如浓硫酸贮罐、氨水贮槽等。
[编辑本段]详解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，腐蚀总是发生电化学保护在阳极上。
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，也属于阴极保护方法。
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。
[编辑本段]阴极保护广泛用于保护地下管道、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。
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。
公共基础知识电化学保护基础知识概述
《电化学保护基础知识概述》一、引言电化学保护是一种通过控制金属的电化学腐蚀过程来保护金属材料的技术。
在现代工业和日常生活中，金属材料广泛应用于各个领域，如建筑、交通、机械、电子等。
然而，金属材料在自然环境中容易受到腐蚀，这不仅会降低金属材料的性能和使用寿命，还会造成巨大的经济损失和安全隐患。
因此，电化学保护技术的研究和应用具有重要的现实意义。
二、基本概念1. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属材料在电解质溶液中发生的氧化还原反应，导致金属材料的破坏。
电化学腐蚀的过程包括阳极反应和阴极反应两个方面。
阳极反应是金属材料失去电子变成金属离子的过程，阴极反应是电解质溶液中的氧化剂得到电子的过程。
2. 电化学保护电化学保护是指通过控制金属的电化学腐蚀过程来保护金属材料的技术。
电化学保护的方法主要有阴极保护和阳极保护两种。
3. 阴极保护阴极保护是指通过向被保护金属材料提供电子，使其电位降低到腐蚀电位以下，从而抑制金属材料的腐蚀。
阴极保护的方法主要有牺牲阳极法和外加电流法两种。
4. 阳极保护阳极保护是指通过向被保护金属材料施加阳极电流，使其电位升高到钝化电位以上，从而在金属材料表面形成一层致密的钝化膜，抑制金属材料的腐蚀。
三、发展历程1. 早期研究电化学保护技术的研究可以追溯到 19 世纪初期。
当时，人们已经发现了金属在电解质溶液中的腐蚀现象，并开始研究如何防止金属的腐蚀。
1824 年，英国科学家戴维（Humphry Davy）发现，将锌片和铜片连接在一起放入海水中，可以保护铜片不被腐蚀。
这是最早的阴极保护实验。
2. 理论发展20 世纪初期，随着电化学理论的发展，人们对电化学腐蚀和电化学保护的机理有了更深入的认识。
1928 年，美国科学家伊文思（U. R. Evans）提出了极化曲线理论，为电化学保护技术的发展奠定了理论基础。
3. 技术应用20 世纪中叶以来，随着工业的发展和对金属材料保护的需求增加，电化学保护技术得到了广泛的应用。
阴极保护原理
阴极保护原理
阴极保护是一种通过外加电流的方式，来保护金属结构不受腐蚀的技术。
它是利用电化学原理，通过在金属结构表面施加一定的电流，使金属表面成为一个电化学反应的阴极，从而抑制金属腐蚀的一种方法。
阴极保护的原理主要包括两个方面，一是通过在金属结构表面施加负电流，使金属表面成为一个电化学反应的阴极，从而减缓甚至抑制金属腐蚀的发生；二是通过在金属结构周围设置阳极，使阳极处发生氧化反应，从而消耗周围介质中的氧气和水，降低金属表面的腐蚀速率。
在实际应用中，阴极保护通常通过在金属结构表面安装阴极保护系统来实现。
阴极保护系统通常由外加电源、导线、阳极和监测系统等组成。
外加电源提供所需的电流，导线将电流传输到金属结构表面，阳极则放置在金属结构周围的介质中，起到消耗氧气和水的作用，监测系统用于监测金属结构的腐蚀状况和阴极保护系统的工作状态。
阴极保护的原理是基于电化学原理的，它利用了金属在不同电位下的电化学行为，通过控制金属表面的电位，从而达到保护金属的目的。
在阴极保护系统中，外加电源提供的电流会使金属结构表面成为一个电化学反应的阴极，从而抑制金属的腐蚀。
同时，通过设置阳极，消耗周围介质中的氧气和水，降低金属表面的腐蚀速率，从而实现对金属结构的保护。
总的来说，阴极保护原理是利用外加电流控制金属表面的电位，使金属表面成为一个电化学反应的阴极，从而抑制金属腐蚀的发生。
通过在金属结构周围设置阳极，消耗周围介质中的氧气和水，降低金属表面的腐蚀速率，达到保护金属结构的目的。
阴极保护技术在海洋工程、船舶、油气管道等领域有着广泛的应用，对于延长金属结构的使用寿命，减少维护成本具有重要意义。
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。
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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
0.020～0.045
0.018～ 0.035
≤0.8
≤0.1 ≤0.02 6
余量
Al-Zn-Ir-Si
阴极保护
1、腐蚀简介
腐蚀是金属和周围环境发生化学或电化学反应而导致的一
种破坏性侵蚀,金属发生腐蚀是一种自然的趋势。腐蚀给金属材 料造成的直接和间接损失是巨大的。据美国国家标准局 (NBS)
调查,1975年美国因腐蚀造成的直接损失高达700亿美元,约占国
民经济总产值(GNP)的4.2%。腐蚀还给设备造成灾难性的破断 事故。腐蚀造成工程设施中物质的跑、冒、滴、漏等也会引起 环境污染,影响人类的生态环境。
（1）阳极电位。牺牲阳极要有足够负的电位，不仅要有足够负 的开路电位，而且要有足够负的工作电位，并能与被保护金属之 间产生较大的驱动电压，另外要求阳极本身极化小，电位稳定。
（2）电流效率。牺牲阳极的电流效率是指实际电容量与理论电
容量的百分比，用%表示。工程要求牺牲阳极具有较高的电流效 率和较小的自腐蚀速度。
Icorr 为系统的腐蚀电流，对应
的 电 位 Ec 为 系 统 的 腐 蚀 电 位
（或称混合电位）。
图 7-2 阴极保护原理腐蚀极化图
3、基本原理
当对系统设备施加阴极保护时，即向设备施加阴极电流使其发
生阴极极化，则系统设备的总电位就向负的方向移动，如移至E1，
这时阴极上的总电流为 I1 ，相当于线段 E1Q ，其中一部分电流是外 加的，相当于PQ段，另一部分电流仍然是由于阳极腐蚀而产生的， 相当于 E1P 段，可以看到，这时阳极的腐蚀电流 I′1 要比原来腐蚀 电流Icorr小，即阳极腐蚀速度降低，得到一定的保护。
工作电位/ V（vs.SCE） -1.00～-1.05
实际发生电量/ A·h·g-1 ≥0.78
溶解状况 腐蚀产物容易脱落，表 面溶解均匀
性能
≥95
5.2
外加电流保护法
外加电流阴极保护系统是将外设直流电源的负极接被保
护金属结构，正极接安装在金属结构防腐一侧的外部并与其绝缘的
辅助阳极。电路接通后，电流从辅助阳极经海水至金属结构形成回 路，金属结构阴极极化得到保护。其特点为： （1）可随外界条件（如海区、流速、温度等）引起的变化自动调节 电流，使被保护部分的电位控制在预置最佳保护电位范围内。 （ 2 ）保护周期长，采用不溶性高效辅助阳极，使用寿命可达 10 ～ 20a。 （3）辅助阳极排流量大，作用半径大，可以保护结构复杂、面积较
腐蚀，而锌板却受到了腐蚀。 由于锌板的接入，腐蚀电池中的铁
板和铜板都变成了阴极而得到保护，所以称这种保护为阴极保护。
3、基本原理
下面用极化曲线来说明阴极保护的原理
为了说明问题，把阴、阳极 化曲线按照强极化处理简化成 直线，如图所示。SQR为阴极极 化曲线， PS 为阳极极化曲线， 两者相交于 S 点，对应的电流
Davy 第一个提出用锌块来保护船舶，以后逐步推广到港湾设施，
地下管道和化工机械设备等方面。牺牲阳极法具有电流分散能力 好，不需要外加电源和专人管理，不会干扰临近金属设施，施工
方便等优点。因此，目前在阴极保护中使用仍很广泛。在某些场
合（例如没有外加电源），只能采用牺牲阳极法阴极保护。
5.1.2 定义
负荷较重，保护寿命短。
（二） 铝合金阳极
铝合金阳极的特点是：理论发电量大，密度小，可以设计成长 寿命阳极，重量轻，制造工艺简便，材料来源充足，电化学性能优 良，有自动调节电流和电位的作用，被广泛应用于海上采油设备、
海底管线、船舶、海上构筑物、滨海电厂的海水系统。铝阳极的电
流效率一般比锌阳极低，活化起动性能和溶解性能比锌阳极差，而 且不适于高电阻率介质。
目前，铝合金阳极的发展向着提高电流效率，改善溶解性能，
适于高电阻率介质及高、低温海水环境方向发展。例如，开发研制 出热海水阳极，半咸水阳极及海泥中铝阳极。为了使海上输油管得 到有效的保护，还开发出手镯式牺牲阳极，使得铝牺牲阳极安装更 合理，发生电流尽可能满足管道要求，以满足所需要的保护寿命。
（二） 铝合金阳极
中国一些码头用钢所需的保护电流密度
海水中保护电流密度/mA·m-2 码 头 名 称 裸 上海石化陈山原油码头 北仑港 100 钢 有涂层 30 20 裸 10 15 钢 土壤中保护电流密度/mA·m-2
上海石化总厂码头
宝钢原牌码头 80（海拔水）
40
55（海拔水）
10
10
连云港杂货码头 三亚港码头 黄尚原油码头 107 120
们对阴极保护系统的设计仅仅是单凭以往设计的失败教训
和成功的经验,以及由简单试验得到的数据来进行的。尽管 这样,这仍不失其作为阴极保护系统设计方法开端的意义。
3、基本原理
阴极保护是对被保护金属提供一定量的电子流进行阴极
极化，使金属的电位发生负移，使之处于热力学稳定区，从而减
轻或防止金属腐蚀的电化学方法。
最小保护电位相对应的，要使金属达到最小保护电位，其电流 密度不能小于该值，否则，金属就达不到满意的保护。如果所 采用的电流密度远远超过该值，则有可能发生“过保护”，出 现电能损耗过大、保护作用降低等现象。
最小保护电流密度作为阴极保护的主要参数之一，与被保
护的金属种类、腐蚀介质的性质、保护系统中电路的总电阻、 金属表面有否涂覆层及涂覆层的种类、外界环境条件等因素有 关，必须根据经验和实际情况才能判断得当。
以上说明 , 采取有效措施避免或减缓各类腐蚀
具有重大意义。
2、阴极保护的起源
十九世纪二十年代初 ,汉雷弗·戴维爵士从英国海军部
接受一项保护舰船铜包层的任务。在实验室里,他进行了大 量的实验后发现可以用锌或铁对铜进行阴极保护。他首次 对舰的表面铜包层进行阴级保护,并取得了良好了效果。这 个时期,由于缺乏科学的、系统的金属防腐蚀理论基础 ,人
式中：el——锌板流入铁板电子数；
e2——锌板流入铜板电子数。
当el足够大时，就能抵消原先引起 铁板腐蚀的电子流e腐，那么铁板上再没
有电子沿着导线流入铜板了，这时回路
中的电流方向是从铁板和铜板经导线流 入锌板，再由锌板经海水流回铁板和铜
图 7-1 锌板-铁板、铜板
板。
3、基本原理
因此，若电流表上的指针指零或反向，则表示铁的腐蚀电流消 失或得到过剩阴极电流的保护，因此，铁板得到了保护不再发生
现这个目的，对金属铁施加阴极电流使其极化，电位必然向负 的方向变动，这就是阴极保护。
4、阴极保护主要参数
保护电位是指阴极保护时使金属停止腐蚀所需的电位值。
为了使腐蚀完全停止，必须使被保护的金属电位极化到活泼的阳 极“平衡”电位。 保护电位的值有一定范围，例如铁在海水中的保护电位在－ 0.80～－ 0.90V（ vs． Ag／ AgCl）之间，当电位比－ 0.80V更高时， 铁不能得到完全的保护，所以该值又称为最小保护电位。当电位
比－ 1.0V更低时，阳极上可能析氢，使阳极表面上的涂层鼓泡损
坏，并可能产生氢脆，同时保护电流密度增大造成浪费，因而还 要确定最大保护电位即析氢电位。
因而保护电位值是设计和监控阴极保护的一个重要指标。
4、阴极保护主要参数
电极保护时使金属的腐蚀速度降到允许程度所需要的电流
密度值，称为 最小保护电流密度 。最小保护电流密度是与
牺牲阳极保护法就是选择电位较低的金属材料，在电解液中与
被保护的金属相连，依靠其自身腐蚀所产生的电流来保护其他金属 的方法。这种为了保护其他金属而自身被腐蚀损耗的金属或合金，
就被称之为牺牲阳极。常用的有铝及其合金、锌及其合金、镁及其
合金等阳极。
铝及其合金
锌及其合金
镁及其合金
5.1.3 牺牲阳极性能要求
合金组织成分及熔炼铸造工艺条件是决定阳极腐蚀特征的重要因
素。
5.1.4 牺牲阳极种类
目前常用牺牲阳极的种类有锌合金阳极、铝合金阳极和镁
合金阳极，另外还有锰合金阳极和铁合金阳极。在海水中常用 的牺牲阳极为锌合金阳极和铝合金阳极。