电化学保护1..

•阳极保护
(1)原理 对具有活态—钝态转变而不能自钝化的腐 蚀体系，通过阳极极化电流，使金属的电 位正移到稳定钝化区内，金属的腐蚀速度 就会大大降低，这种防护方法称为阳极保 护。
阴极保护中电流遮蔽作用的例
阴极保护适合的体系：
不是任何金属结构或设备都可以使用阴极保 护的，必须符合一定条件和范围。 在工程上作为一种腐蚀控制技术还要求保护 电流密度比较小，在经济上才合算。阴极保 护的经济指标可以用保护效益Z来衡量 腐蚀体系的阴极极化率大，阳极极化率小(即 阴极极化曲线陡而阳极极化曲线平)，则随 着电位负移，金属腐蚀速度减小快，而保护 电流密度增加慢，保护效益也就较大，可以 满足经济指标方面的要求。
阴极保护举例：



测量阴极极化曲线 ，确定是否适宜采用阴极 保 护。 从极化曲线上确定保护电位，及相应的保护 电流密度。 计算保护度 ：测量极化曲线得出保护电位的 大致范围后，将试样恒定在不同的极化电位， 经过适当的暴露时间，用失重法测量金属的 腐蚀速度，从而计算不同极化电位下的保护 度。
防护技术
第十二章 防护方法

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
辅助阳极和参比电极分布平面图
A1 R1 A3 R3 As
控制室
A7
R5
A9
船尾 三 货 舱
尾 轴 弄 A2 R2 A4
主 机 舱 A6
副 机 舱 R4
行 李 舱 As
二 货 舱
一 货 舱 A10 R6
船 首
辅助阳极：合金阳极，左右对秒，基本均匀分布，阳极间距25－28M， 安装在重戴水线到船底基线展开面的1／3处。 参比电极：Ag/Agce 电极，共6支，左右舷各3支，分布在两个阳极之 间，阳极屏蔽层边缘。
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。 外加电流阴极保护法是通过外加直流电源来提供所需的保护电
流。将被保护的金属作阴极，选用特定材料作为辅助阳极，从而使
被保护金属结构受到保护的方法。
防护技术
直流电源
+
辅助 阳极
-
地面
接线盒
腐蚀 介质
被保护设备
埋地管道
.外加电流保护法. 箭头表示电流方向
∆
黄浦江这 江引水钢 管外加电 流阴极保 护
（4）联合保护


1）阴极保护与涂层的联合保护 对于大面积的结构，如用涂料与阴极保护相结 合，由于绝大部分阴极面积为涂料所覆盖，电 流的消耗大大降低了，同时可以克服单独使用 涂料容易出现针孔和局部损坏的缺点。 2）阴极保护与缓蚀剂的联合保护 有些表面复杂的结构单独用阴极保护，由于遮 蔽作用而保护效果不好，而单独用缓蚀剂效果 又不显著，这时用阴极保护与缓蚀剂联合保护 就可得到比较理想的效果。
工业上应用阴极保护的腐蚀体系是：
土壤、海水、河水等环境中的碳钢管道、 构筑物、设备。
*确定保护电位时应考虑两个方面的因素：第 一，从保护效果来讲，Epr越负越好。第二， 析氢反应的影响。析氢是使极化电流密度迅 速增大，保护效益降低；析氢还可能造成对 设备金属材料的危害，如氢脆问题，以及对 金属表面涂层的破坏。
●●
牺牲阳极法阴极保护
牺牲阳极的性能 （1）电位要足够负 （2）阳极溶解性能 好 （3）理论发生电量 大 （4）实际发生电量和电流效率 实际发生电量总是小于理论发生电量，所 占百分比称为电流效率。
防护技术
－ ＋
-
+
(a)对管内壁保护
(b) 管束间实施保护
- +
©有突出部分结构
引自« 电化学保护在化 肥生产中的应用» P83.84
长征舱外加电流阴极保护
＜腐蚀与防护＞1980,No3
防护技术
参
× -
+
黄浦江 参比 电极 过江钢管 沉井 阳 极 深 井
阳极：石墨 阳极井深度 50M。第中井 垂直安装阳 术8至9个， 参水厂
∆
4
∆

6 10 11
阴极保护站
阳极深井 ∆参比电极井编 号为沉井号





（1）材料：被保护金属材料在所处介质中容易 发生阴极极化，即通过较小的阴极电流就可使 其电位较大的负移。 钝态金属如外加阴极极化可能会使其活化而加 速腐蚀，因而不宜用阴极保护。 （2）介质：被保护金属必须处在电解质溶液中 才能收到阴极保护，同时电解质溶液的量要大。 （3）结构：被保护设备的结构形状一般不宜太 复杂，结构复杂的设备在靠近辅助阳极部位电 流密度大，远离辅助阳极部位电流密度小，得 不到足够的保护电流。
（3）、阴极保护的种类及特点
所谓阴极保护就是向被保护金属结构通以一定的阴极极化电流， 使被保护的金属结构电位降至稳定区而得到保护。根据所提供电流 的方式不同，可分为牺牲阳极保护法和外加电流保护法。 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，
牺牲阳极
.牺牲阳极保护法. 箭头表示电流方向
两种阴极保护示意图
电化学阴极保护法的比较
种 类 优 点 缺 点
不需要外加电流，安装方 便，结构简单，安全可靠，保护周期短，需要定 牺牲阳极法 电位均匀，平时不用管理，期更换 一次性投资小
电位、电流可调，可实现 一次性投资较大，设 自动控制，保护周期较长， 外加电流法 备结构复杂，需要管 辅助阳极排流量大而安装 理维护 数量少
外加电流阴极保护 I－ － ＋
I Icor Ic
阴 极
Icor=Oa=/Ic/
Ic
阴 极
Ia
阳 极
辅助
阳极
Ia
阳 极
Ia
I电流关系:ⅠIcⅠ＝ⅠIcⅠ-Ia
腐蚀电池
外加电流阴极保护示意图
(2) 保护参数
保护电位Epr：阴极保护中所取的极化电位。显 然，要使金属的腐蚀速度降低到零，达到 “完全保护”(即保护度η =100%)，必须取 阳极反应平衡电位作为保护电位，即取Epr = Eea。 (最小)保护电流密度ipr：与所取保护电位对应的 外加极化电流密度叫做保护电流密度。 *在两个保护参数中，保护电位是基本的控制指 标。