牺牲阳极法阴极保护
阴极保护有几种方式
邦信防腐阴极保护有几种方式？阴极保护分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。
一、牺牲阳极法它是由一种比被保护金属电位更负的金属或合金与被保护的金属电连接所构成。
在电解液中，牺牲阳极因较活泼而优先溶解，释放出电流供被保护金属阴极极化，实现保护。
作为牺牲阳极材料，必须能满足以下要求：1、要有足够负的稳定电位；2、自腐蚀速率小且腐蚀均匀，要有高而稳定的电流效率；3、电化学当量高，即单位重量产生的电流量大；4、工作中阳极极化要小，溶解均匀，产物易脱落；5、腐蚀产物不污染环境，无公害；6、材料来源广，加工容易，价格低廉。
常用的牺牲阳极品种有镁基、锌基和铝基合金3类。
二、强制电流法它是由外部的直流电源直接向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化，达到阴极保护>阴极保护的目的。
它由辅助阳极、参比电极、直流电源和相关的连接电缆所组成。
辅助阳极的功能是把保护电流送入电解质流到保护体上，故阳极工作时处在电解状态下。
对辅助阳极的基本要求有：1、导电性好；2、排流量大；3、耐腐蚀，消耗量小，寿命长；4、具有一定的机械强度、耐磨、耐冲击震动；5、容易加工、便于安装；6、材料易得、价格便宜。
按阳极的溶解性能，辅助阳极可分为：可溶性阳极（如钢、铝）、微溶性阳极（如高硅铸铁、石墨）、不溶性阳极（如铂、镀铂、金属氧化物）3大类。
直流电源是强制电流的动力源，它的基本要求是稳定可靠，能长期连续运行，适应各种环境条件。
常见的直流电源有：整流器、恒电位仪、恒电流仪、热电发生器、密闭循环蒸汽发电机（CCVT）、太阳能电池、风力发电机、大容量蓄电池等。
牺牲阳极阴极保护法原理
牺牲阳极阴极保护法原理
牺牲阳极阴极保护法原理：
牺牲阳极阴极保护法是一种用于维护金属材料耐蚀性的方法。
该
方法包括将一个金属（称为“牺牲阳极”）暴露在腐蚀介质中，使它
先被腐蚀，并将另一种金属（称为“阴极”）连接到牺牲阳极上，如
此便形成了一个电池。
在该电池的作用下，挑起的电流会使电路中牺
牲阳极腐蚀得更快，而阴极却不会受到腐蚀。
牺牲阳极阴极保护法的原理是，当一个电池中的牺牲阳极腐蚀消失，阴极对电路相连的介质就不会再有电流挑起，进而使介质中的氧
分子不再腐蚀物质。
这样，牺牲阳极便可保护电路外的金属不被腐蚀。
牺牲阳极阴极保护法具有一定的缺点，其中一个缺点就是较难将
保护电路中的金属与外部腐蚀介质完全隔离开来，因此会存在一定的
活性电流及潜在的腐蚀风险。
除此之外，保护电路中的牺牲阳极会随
着时间的推移而不断消耗，在极端的情况下，牺牲阳极的消耗会使电
路失效。
总之，牺牲阳极阴极保护法是非常有用的一种方式，它利用一个
电路中牺牲阳极的腐蚀来保护外界金属材料，从而起到保护金属材料
不受腐蚀的作用。
虽然它也有一些缺点，但是通过合理的设计，仍然
可以发挥有效的效果。
牺牲阳极法阴极保护方案
牺牲阳极法阴极保护方案一、将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或合金，该金属或合金为阳极，依靠它的优先溶解所释放出的电流使金属结构阴极极化到所需的电位而实现保护，这种方法称为牺牲阳极法阴极保护。
二、牺牲阳极法阴极保护的优点：（1）不需要外部电源；（2）对邻近金属构筑物无干扰或很小；（3）电流输出虽不能控制，但有自动调节倾向，且覆盖层不易损坏。
（4）调试后，可不需日常管理；（5）保护电流分布均匀，利用率高；三、牺牲阳极材料1 作为牺牲阳极材料，必须满足以下条件:1.1有足够负且稳定的电位，不仅要有足够负的开路电位，而且要有足够的闭路电位（或称工作电位，即在电解质介质中与金属结构连接时牺牲阳极的电位）。
1.2腐蚀率小，且腐蚀均匀，要具有高而稳定的电流效率。
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，以%表示。
1.3电化学当量高，即单位重量产生的电流量大。
1.4工作中阳极的极化率要小，溶解均匀，产物易脱落。
1.5腐蚀产物不污染环境、无公害。
1.6材料来源广泛，加工容易并价格低廉。
2、镁2.1镁阳极的特点是比重小、电位很负、对铁的驱动加压很大，且单位发生的电量大。
2.2镁作为牺牲阳极，有较快的溶解速度，镁在电解质中溶液中的腐蚀行为是由本身很负的电位和表面上保护膜的性质所决定。
2.3镁的标准电极电位为-2.37V(SHE);非平衡电极电位则随腐蚀性介质的性质而变，例如：镁在海水中的电位为-1.5V(SCE)，镁在土壤之中的电位为 1.5V至-1.6(SCE)，镁在碱溶液中的电位约为-0.84V(SCE)。
镁的电极电位与介质的PH值有密切关系,PH值在酸性范围内，电位较负，因为生成的腐蚀产物氢氧化镁在碱性介质中是难溶的。
正因为镁在酸性及中性介质中的电位较负和保护膜的不稳定性，所以镁在酸性和中性介质中的腐蚀速度较大。
而在碱性介质中，镁的表面保护膜稳定，电位较正，腐蚀速度则因此而降低。
镁作为牺牲阳极使用时，与电位较正的金属相接触，这时，镁产生阳极化，会引起负的差异效应，即在阳极极化的影响下，金属的自溶大为增强。
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理牺牲阳极阴极保护（Sacrificial anode cathodic protection）是一种常用于金属结构防腐蚀的方法，也被称为阳极保护。
该原理是通过在被保护金属表面上安装一种具有更高的电位的金属（通常是锌、铝或镁）作为“牺牲阳极”，使其成为阴极而被腐蚀，从而保护被保护金属的阴极。
牺牲阳极保护的原理基于电池原理。
当两种不同电位的金属直接接触时，会形成一个局部电池。
在这个局部电池中，电流从更高电位的金属（阳极）流向更低电位的金属（阴极）。
通过将一种轻易腐蚀的金属作为牺牲阳极，我们可以使其作为一个阴极，吸引任何电流，从而将其腐蚀而保护被保护金属。
牺牲阳极的选择是基于金属间的电位差以及被保护金属的面积。
通常情况下，被保护金属的面积较大，因此可以选择电位差较大的牺牲阳极。
例如，在防腐蚀中使用锌作为牺牲阳极，它的电位较为负值，可以吸引大量的电流并保护被保护金属。
外加电流阴极保护（Impressed current cathodic protection）是另一种常用的防腐蚀方法，与牺牲阳极保护相比，它使用外部电源提供电流，而不是依赖于被保护金属表面的牺牲阳极。
外加电流阴极保护的原理是通过在被保护金属表面施加一定的电流，使其成为一个阴极，在电子层面上抵消金属的阳极解溶反应。
这种方法通常需要在被保护金属表面设置一个或多个附加的阴极（通常是一个带有导线的金属板或一组金属杆），并通过外部电源将电流传输到这些阴极上，然后通过电解作用来保护被保护金属的阴极。
外加电流阴极保护需要精确地控制电流的大小和分布，以确保被保护金属的各个部分都能得到充分的保护。
通过控制电流的大小和方向，可以有效地减少金属结构的腐蚀速率和损坏。
此外，外加电流阴极保护还可以通过适当地调整电流的大小来对不同的金属结构进行保护。
总结而言，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护都是常用的防腐蚀方法。
牺牲阳极保护通过使用具有更高电位的金属作为牺牲阳极来保护金属结构。
镁合金牺牲阳极的阴极保护方法
镁合金牺牲阳极的阴极保护方法镁合金牺牲阳极是一种经济、环保的阴极保护材料，它具有牺牲金属阳极自身作为阴极，吸收腐蚀申位的能力，从而实现对被保护对象的阴极保护。
镁合金牺牲阳极的使用寿命长，维护费用低，适用于各种镁合金结构物的阴极保护。
镁合金牺牲阳极的阴极保护方法分为以下三个步骤:第一步，设置保护电位。
将镁合金牺牲阳极与被保护对象进行连接，此时，镁合金牺牲阳极作为正极，被保护对象作为负极，形成一个电解质溶液。
被保护对象表面会形成一个电位差，即负极电位，使被保护对象的腐蚀速度减慢。
第二步，保持保护电位。
在镁合金牺牲阳极的正常使用过程中，电解质溶液中的镁离子不断涌入牺牲阳极，形成镁合金牺牲阳极的阳极膜，该阳极膜会使被保护对象的电位逐步降低，直至与保护电位接近。
这样，被保护对象的腐蚀速度就得到了有效的控制。
第三步，更换镁合金牺牲阳极。
当镁合金牺牲阳极的寿命达到极限时，需要进行更换。
此时，只需将旧镁合金牺牲阳极取出，安装一个新的镁合金牺牲阳极，即可完成阴极保护系统的重新设置。
牺牲阳极阴极保护方法是一种非常成熟、经济实用的防腐蚀技术，它可以在各种金属和合金表面形成一个电位更负的保护电极，从而实现对金属表面的阴极保护。
在镁合金牺牲阳极阴极保护中，牺牲阳极是用镁合金制成的，它通过向金属表面提供电子而逐渐电解腐蚀，形成个较厚的氧化膜，从而提高金属的耐腐蚀性。
那么，镁合金牺牲阳极阴极保护方法如何实施呢?首先，需要根据工程实际情况和腐蚀情况，选择合适的牺牲阳极。
接着，将牺牲阳极与被保护金属结构或构件进行连接，并通以直流电。
在直流电的作用下，牺牲阳极开始电解腐蚀，形成一个较厚的氧化膜，这层氧化膜不仅可以提高金属的耐腐蚀性，还可以作为阴极保护电极，保护被保护金属结构或构件。
需要注意的是，在镁合金牺牲阳极阴极保护方法中，要注意维护好牺牲阳极，避免其过早电解腐蚀失效。
同时，要确保被保护金属结构或构件的表面清洁，避免氧化膜的破坏，以提高阴极保护的效果。
海洋结构物牺牲阳极阴极保护设计方法探讨
海洋结构物牺牲阳极阴极保护设计方法探讨海洋结构物是指建造在海洋环境中的各类建筑，包括海上风力发电机、海上石油钻井平台、海上民用建筑等。
由于海洋环境对结构物的腐蚀性较强，阳极阴极保护设计成为了海洋工程领域的一项重要技术。
本文将探讨海洋结构物牺牲阳极阴极保护设计方法。
一、牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法是目前最常用的海洋结构物防腐技术之一。
它通过让一种金属作为阳极，以达到防止金属结构被腐蚀的效果。
金属结构物被分为阳极与阴极两种，阳极则会逐渐腐蚀，而阴极则得到保护。
阴极与阳极之间的电流可以使金属结构物形成防腐层，从而达到对海洋结构物的防护效果。
二、阴极保护法阴极保护法是通过正当电流的引入，从而使海洋结构物的阳极、阴极电位差值保持在一个安全范围内的防腐措施。
阴极保护法具备有比牺牲阳极保护法更高的稳定性和独立性，并且可以在多种环境条件下使用。
阴极保护法能够在外部腐蚀介质中保护金属结构物，从而延长其使用寿命。
三、分层保护法分层保护法是综合以上两种方法的一种防腐技术。
它按照具有不同性质的腐蚀环境对海洋结构物的不同部分进行保护。
分层保护法最初步的设计是通过镀层防护来防止外部环境的腐蚀作用。
但是由于海洋环境下的腐蚀作用并不会停止，海洋结构物的金属表面依然会受到侵蚀。
因此，在分层保护法的实际应用中，还需要考虑使用一种阴极保护技术。
四、使用条件牺牲阳极阴极保护的使用条件主要取决于环境和海洋结构物本身的金属材质。
一般来说，海洋结构物位于空气中，完成的沉积程度越快，阳极的本质就越脆。
但是在氧气不充足的海洋深处，则不存在阳极腐蚀的问题。
因此，使用牺牲阳极阴极保护法需要根据具体的操作条件进行针对性的裁剪。
综上所述，海洋结构物的牺牲阳极阴极保护设计是海洋工程领域的重要技术之一。
设计者应该充分考虑环境条件，结合何种保护方法，防腐性能的稳定性、金属接触等问题。
各种方法都有其优缺点，应根据具体情况选择合适的保护方法。
牺牲阳极的阴极保护原理
牺牲阳极的阴极保护原理
牺牲阳极的阴极保护原理是一种通过将一个更容易腐蚀的金属（称为阳极）与被保护金属（称为阴极）连接在一起，使阳极在电化学反应中被优先腐蚀，从而保护阴极免受腐蚀的方法。
该原理基于电池的工作原理。
当阳极和阴极连接并浸泡在一个电解质溶液中时，电解质中的阳离子会被阳极上的腐蚀物所吸引，从而在阳极上发生氧化反应。
这个过程会产生电子和阳离子。
同时，阴极上的金属会被电子吸引，并与阳离子在电解质溶液中发生还原反应。
这个过程被称为阴极保护。
因为阳极比阴极更容易腐蚀，所以阳极上的金属会被逐渐耗损，这也是为什么称之为“牺牲阳极”。
但是，由于阳极的存在，阴极的金属将不会被腐蚀。
整个系统会像一个电池一样工作，电子从阳极流向阴极，形成一个闭合的电路。
牺牲阳极的阴极保护原理在许多领域得到应用，例如船舶和海洋设备、管道和储罐、以及冷却系统等。
常用的牺牲阳极材料包括锌、铝和镁等。
选择适合的阳极材料，对防止阴极腐蚀非常重要。
牺牲阳极法阴极保护方案的探讨
牺牲阳极法阴极保护方案的探讨清晨的阳光透过窗帘洒在案头，笔尖轻轻滑过纸面，我开始构思这个关于牺牲阳极法阴极保护的方案。
牺牲阳极法，这个名字本身就充满了神秘感，让人想起那些古老的仪式，为了保护某样东西，愿意牺牲另一部分。
现在，我将这种神秘的力量应用到金属防护上，下面是我的思考过程。
我们要明确牺牲阳极法的原理。
简单来说，就是利用电位更负的金属作为阳极，与被保护的金属（阴极）形成电化学反应，使阳极发生腐蚀，从而保护阴极不受腐蚀。
这种原理听起来就像是自然界的一种平衡，牺牲小的，保护大的。
一、方案目标我们的目标很明确，就是通过牺牲阳极法，有效减缓或阻止金属设施的腐蚀，延长其使用寿命。
这就像是一场没有硝烟的战争，我们要在金属的内部世界里，打造一座坚固的防线。
二、方案设计1.选择合适的牺牲阳极材料在这个方案中，选择合适的牺牲阳极材料是关键。
就像在战争中，我们要选择最合适的武器。
根据不同的环境和金属材质，我们可以选择锌、镁、铝等作为牺牲阳极材料。
这些材料在电位序列中电位较负，能够有效地与被保护的金属形成电化学反应。
2.确定牺牲阳极的布置方式我们要考虑牺牲阳极的布置方式。
这就像是在战场上部署兵力，要讲究策略。
牺牲阳极可以采用埋设、悬挂等方式布置在金属设施的周围。
布置时要考虑电流分布的均匀性，确保每个角落都能得到有效保护。
3.确定保护电流密度保护电流密度是衡量牺牲阳极法效果的重要指标。
这就像是在战争中，我们要确定攻击的力度。
根据金属材质和环境条件，计算出合适的保护电流密度，确保金属设施得到充分的保护。
4.监测与维护方案的实施并不是一劳永逸的，我们需要定期监测保护效果，及时调整牺牲阳极的布置和电流密度。
这就像是在战争中，我们要时刻关注战局的变化，调整战略。
三、方案实施1.准备阶段在实施阶段，要做好充分的准备。
这包括对金属设施的检查、清洁，以及对牺牲阳极材料的采购、加工。
就像在战争前，我们要做好充分的战前准备。
2.施工阶段施工阶段就像战争中的决战时刻，要确保每个环节都能顺利进行。
牺牲阳极阴极保护原理讲解
牺牲阳极阴极保护原理讲解
牺牲阳极阴极保护是一种常见的金属防腐方法，主要用来保护金属结构免受腐蚀的侵害。
该方法的原理是通过引入一个较容易腐蚀的金属（牺牲阳极）与要保护的金属（阴极）连接在一起，使牺牲阳极成为电化学上的阳极，为阴极提供电子，从而阻止金属结构的腐蚀。
在金属结构中，当金属暴露在外界湿润或腐蚀介质中时，会发生电化学反应。
在阴极
区域（更容易腐蚀的区域），氧气还原成氢氧化物，产生电子供给阳极区域。
而在阳极区
域（较不容易腐蚀的区域），金属向溶液中溶解，释放出电子。
通过这种电子传递过程，
阳极区域相对于阴极区域具有更高的电位，从而导致金属结构的腐蚀。
而引入牺牲阳极后，该阳极会缓慢被腐蚀掉，将其阴极保护效果施加在需要保护的金属上。
牺牲阳极通常是由较容易腐蚀的金属制成，如锌、铝或镁等。
这些金属与要保护的金
属接触后，会形成一个电化学电池。
由于牺牲阳极具有更高的电位，它会成为电池中的阳极，在腐蚀过程中释放出电子。
这些电子会在金属结构的阴极区域上流动，从而抵消了金
属结构上原本的阳极反应，达到保护金属的目的。
牺牲阳极的腐蚀，可以充分利用环境中的特殊化学物质，如氯离子等，将金属的腐蚀
抑制在阳极区域，从而有效延缓金属结构的腐蚀速度。
牺牲阳极阴极保护的特点包括简单易行、成本较低、无需外部电源等。
需要注意的是，牺牲阳极的腐蚀速度必须与金属结构的腐蚀速度适当匹配，以确保牺牲阳极能够持续提供
保护效果。
在实际应用中，也需根据具体情况选择合适的牺牲阳极材料和设计保护体系，
以达到最佳的防腐效果。
牺牲阳极阴极保护施工方案
牺牲阳极阴极保护施工方案在工业领域中，使用牺牲阳极阴极保护技术是一种常见的金属保护方法，它通过提供一种辅助电流来保护金属结构免受腐蚀的影响。
本文将介绍牺牲阳极阴极保护施工方案，包括方案的原理、施工流程、关键步骤以及注意事项。
方案原理牺牲阳极阴极保护是基于电化学原理的一种保护方法。
在这种方法中，金属结构（如钢结构）被连接到一个比金属更活泼的金属（作为阳极），使之成为受保护的金属。
当这两种金属结合在一起时，会形成一个电池。
阳极将消耗自身来保护被保护金属（阴极），从而延长金属结构的使用寿命。
施工流程下面是牺牲阳极阴极保护的施工流程：1.确定保护目标：确定需要保护的金属结构，分析腐蚀环境和腐蚀程度。
2.设计系统：根据金属结构的大小和形状设计适当的阳极配置方案，确定所需的阳极数量和位置。
3.安装阳极：根据设计方案，在金属结构周围安装阳极系统，确保每个区域都能得到充分的保护。
4.连接电缆：将阳极系统与外部电源连接，以提供所需的电流。
5.监测系统：建立监测系统以监测金属结构的腐蚀情况，及时发现问题并进行调整。
关键步骤牺牲阳极阴极保护的关键步骤包括：•阳极设计：确保阳极的数量、位置和材料选择合适，以充分保护金属结构。
•电流控制：确保外部电源提供稳定的电流，以保证保护效果。
•监测调整：定期监测金属结构的腐蚀情况，根据监测结果进行调整，确保保护效果持续有效。
注意事项在进行牺牲阳极阴极保护施工时，需要注意以下事项：•确保阳极系统的安装位置和数量合理，以充分覆盖金属结构的每个区域。
•定期检查阳极系统的工作状态，确保其正常运行。
•处理泄漏问题：若阳极系统发生泄漏，及时进行处理，以免影响金属结构的保护效果。
通过以上方案的实施，能够有效延长金属结构的使用寿命，降低腐蚀损失，保证工业设备和建筑物的安全性和可靠性。
运用原电池原理进行金属防腐蚀的时候为什么叫牺牲阳极的阴极保护法
为什么叫牺牲阳极的阴极保护法，而不叫牺牲负极的正极保护法？
运用原电池原理进行金属防腐蚀的时候为什么叫牺牲阳极的阴极保护法，而不叫牺牲负极的正极保护法。
原电池中的电极不是叫正负极、电解池中才叫阴阳极吗？
我们可以这样来理解：
1.牺牲阳极的阴极保护法利用的是原电池原理。
2.被腐蚀的是原电池的负极（较活泼的金属，如锌保护铁）
3.负极发生的是失去电子的氧化反应。
4.受保护的金属做原电池的正极（电极上发生的电子的还原反应，电极本身不反应，即被保护）。
5.中学阶段，原电池中的电极叫负极（发生氧化反应）、正极（发生还原反应），电解池中，与电源正极相接的称为阳极（发生氧化反应），与电源负极相接的称为阴极（发生还原反应）。
6.而实际上，在电化学理论中，（在大学课程中）通常把失去电子发生氧化反应的电极都称之为阳极（不区分是原电池和电解池了），同理，通常把得到电子发生还原反应的电极都称之为阴极（也不区分是原电池和电解池了），
大学物理化学中的定义（无论在原电池还是电解池中，都有如下定义）：
正极：电势较高的电极；负极：电势较低的电极；
阳极：发生氧化反应的电极；阴极：发生还原反应的电极。
阴离子总是移向阳极，阳离子总是移向阴极。
原电池中，正极=阴极，负极=阳极；
电解池中，正极=阳极，负极=阴极。
牺牲阳极阴极保护法原理
牺牲阳极阴极保护法原理究竟是什么，牺牲阳极阴极（Sacrificial Anode Cathodic Protection）保护法（Principle）被广泛应用于腐蚀控制工程中，以有效防止金属管道、设备、海底油管及其他金属结构物受到腐蚀衰减，是目前最常用的腐蚀防护方法。
它具有结构简单、价格低廉等优势，广泛应用于电力行业、化工行业、航天及船舶行业等，取得了良好的防护效果。
本文将研究牺牲阳极阴极保护法的原理及其实施步骤。
一、什么是牺牲阳极阴极保护法牺牲阳极阴极保护法的原理基于电解质大气电位腐蚀（Atmospheric Potential Corrosion）的原理，也就是说，金属表面存在一个电位差，若该电位差大于电解质大气电位则发生腐蚀，若小于则不会发生腐蚀。
牺牲阳极阴极保护法通过把阴极放置于具有较高电位的金属表面，阳极则放置于腐蚀流体内，使两者之间形成电路，从而使阴极表面电位低于金属表面，其电位差小于大气电位，从而防止金属管道、设备、海底油管及其他金属结构物的腐蚀。
二、实施步骤（1）确定/选择适当的牺牲体：一般来说，牺牲阳极阴极保护体选用金属如铝、镁或钛合金、锰钢球或碳钢板（极板）等，其电位低于金属表面，但要注意不能选择尿素或硝酸钠等可以支配的牺牲体，以免造成环境污染。
（2）安装加电装置：在阴极（牺牲阳极）安装处，应安装一个加电装置，将电流送入阳极（牺牲阳极），以保护金属表面。
（3）观察效果：观察金属表面腐蚀变化情况，如果有明显变化，可以根据实际情况调整电流大小。
总之，牺牲阳极阴极保护法广泛应用于工业腐蚀控制，它可以有效防止金属管道、设备等受到腐蚀衰减，同时具有结构简单、价格低廉等优势，是目前最受欢迎的腐蚀防护方法之一。
本文已经介绍了牺牲阳极阴极保护法的原理和实施步骤，但是还有一些重要细节可以继续研究，比如如何确定阴极的位置，如何调整电流大小等。
未来还需要继续深入研究，以期更好地控制腐蚀，保护金属管道、设备及其他金属结构物。
牺牲阳极阴极保护法名词解释
牺牲阳极阴极保护法名词解释
牺牲阳极阴极保护法（Sacrificial anode cathodic protection）是
一种常用的金属防腐蚀技术，主要通过在被保护金属表面安装一种比被保护金属更容易腐蚀的金属，即牺牲阳极，在金属之间构成一个电池系统，通过牺牲阳极腐蚀来保护被保护金属不被腐蚀。
牺牲阳极的材料通常是与被保护金属相比较活泼的金属，如锌、铝或镁等。
当这些金属与被保护金属结合并暴露在电解质中时，它们会被优先腐蚀。
腐蚀过程中释放出的电子会向被保护金属流动，从而形成一个电流循环的系统，将腐蚀反应转移至阳极上进行。
牺牲阳极阴极保护法在一些领域广泛应用，如船舶、海洋设施、燃气管道、油井钻杆等。
它的优点是施工简单，成本低廉，维护工作容易。
缺点是牺牲阳极的腐蚀速度较快，需要定期更换。
同时，牺牲阳极只适用于局部防护，对于大型设备或结构物，可能需要结合其他防腐蚀技术进行综合防护。
牺牲阳极的阴极保护原理
电路中应用了牺牲阳极的阴极保护原理，也就是通常所说的保险丝原理。
它可以有效地保护电路不被电流过大耗尽，避免受到破坏。
那么
牺牲阳极的阴极保护原理是如何工作的呢？
在电路中，牺牲阳极的阴极保护原理的典型示意图如下：首先是一个
保险丝（熔断器），它的负极连接到电路的阴极，正极连接到电路的
阳极；其次是一个电阻，它的一端连接到电路的阴极，另一端连接到
电路的阳极。
当电路正常工作时，正常电流在电路中所有元件中流动。
当电流过大时，将经过电阻加热电流，当它过热时，就会使保险丝熔断，电路就被切断了。
牺牲阳极的阴极保护原理的实现大大简化了电路的设计，它可以省去
大量的元件，大大降低了维护成本。
另外，由于保险丝可以重新更换，使电路具有一定的重组可能，对电路进行必要的改进十分方便。
另一
方面，牺牲阳极的阴极保护原理还可以防止过载情况出现，承受大量
的电流而不损坏电路，有效地保护电路的安全性。
总的来说，牺牲阳极的阴极保护原理是一种电路设计的常用手段，由
它可以让电路具有有效的超负荷保护，对维护和修改电路也十分便利。
牺牲阳极的阴极保护原理
牺牲阳极的阴极保护原理
阳极保护是一种常用的金属腐蚀控制方法，其原理是通过将金属材料中的阳极（活动性较高的金属）牺牲掉，以保护金属结构的阴极（活动性较低的金属）部分不受腐蚀的影响。
在阴极保护系统中，通常使用一种可牺牲的阳极材料，如镁、锌或铝合金等。
这些阳极材料的电位要远低于被保护金属的电位，所以它们会先被电化学腐蚀而牺牲掉，而将腐蚀的过程从金属结构转移到了阳极上。
当阳极被电化学腐蚀时，它会释放出一个或多个电子，在阴极保护系统中形成一个阳极电流。
这个电流会在金属结构的阴极部分表面流动，形成一层电子流密度较高（即电流密度较小）的“保护电场”。
这个电场会阻止金属结构上的氧化、还原反应，从而降低腐蚀的发生。
通过控制阳极材料与被保护金属之间的电位差和电流密度，可以实现对金属结构的有效保护。
阳极保护系统通常需要根据被保护金属的性质和环境条件进行设计和调节，以确保阴极的保护效果达到最佳。
总之，牺牲阳极的阴极保护原理是通过将金属结构中的阳极材料牺牲掉，形成一个保护电场，以保护阴极不受腐蚀的影响。
这种方法在许多金属腐蚀控制领域得到广泛应用，如船舶、石油管道、水处理设备等。
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极
保护原理
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理是电化学系统中，用来保护容易腐蚀的金属表面或部件免受腐蚀的方法。
它们是在一个电化学系统中，通过相应的方式将一个便宜的金属作为“牺牲品”，使其受到腐蚀，而保护容易腐蚀的金属不受影响。
牺牲阳极阴极保护是一种常见的电化学保护方法，它通过在电解液中添加一种低价钢，以代替容易腐蚀的金属来承担腐蚀损失。
该低价钢被称为“牺牲阳极”，它可以接受电子，产生氧化还原反应，从而抵消容易腐蚀的金属表面上的氧化还原反应，从而避免了金属表面的腐蚀。
外加电流阴极保护是另一种电化学保护方法，它是通过將容易腐蚀的金属部件连接到外部电源来实现的。
当容易腐蚀的金属表面上产生氧化反应时，将给它通过外部电源提供电流，从而抵消氧化反应，从而避免了金属表面的腐蚀。
要实现牺牲阳极和外加电流阴极保护，需要准备好一定的条件。
首先，必须有一个导电性良好的电解液，以及用于牺牲阳极和外加电流阴极的设备，如电源、电路元
件、电阻器等。
其次，必须确定牺牲阳极的材料和电解液的浓度。
此外，还要确定外加电流的大小和方向，以及牺牲阳极和外加电流阴极之间的距离。
最后，在启用牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理之前，必须先进行检查，以确保电解液的浓度、外加电流的大小和方向、牺牲阳极和外加电流阴极之间的距离等都符合要求。
只有在所有条件都满足的情况下，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理才能正常工作，从而起到保护金属表面的作用。
牺牲阳极阴极保护法施工工法(2)
牺牲阳极阴极保护法施工工法牺牲阳极阴极保护法是一种常用的防腐蚀技术，在许多工程中得到了广泛应用。
本文将介绍牺牲阳极阴极保护法施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
一、前言防腐蚀是工程建设中一个重要的环节，而牺牲阳极阴极保护法是一种有效的防腐蚀技术。
本文将详细介绍其施工工法。
二、工法特点牺牲阳极阴极保护法的一个重要特点是牺牲阳极能够在一定电位范围内保持阴极，在阳极表面发生电化学反应，从而保护被保护金属的防腐蚀效果。
该工法具有施工简便、成本较低、效果稳定等特点。
三、适应范围牺牲阳极阴极保护法适用于各种金属结构的防腐蚀，如钢结构、钢筋混凝土结构、管道等。
四、工艺原理施工工法与实际工程之间的联系是基于牺牲阳极阴极保护法的工艺原理。
使用高还原性的金属作为阳极，在金属之间形成电池，从而实现对被保护金属的防腐蚀。
该技术措施可以通过控制阳极材料的种类和数量来实现。
五、施工工艺施工过程中，首先需要对被保护金属表面进行清洗和处理，以保证施工效果。
然后，将阳极材料固定在被保护金属表面，使其与被保护金属形成电池。
最后，对施工区域进行检测和监控，以确保施工质量。
六、劳动组织在施工过程中，需要组织一定的劳动力，负责金属表面处理工作、阳极材料的植入和固定等工作。
七、机具设备施工过程中需要使用一些机具设备，如清洗设备、阳极材料植入设备等。
八、质量控制为确保施工过程中的质量，应采取一系列的质量控制措施。
包括对施工过程中各个环节的品质检测、及时修补等。
九、安全措施在施工中，需要注意一些安全事项，如保护劳动者的人身安全、防止施工材料泄漏等。
同时，对施工工法的安全要求也应明确。
十、经济技术分析对于牺牲阳极阴极保护法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析，以便评估其经济技术可行性。
十一、工程实例通过列举一些使用了该工法的工程实例，展示其实际应用效果。
总结牺牲阳极阴极保护法施工工法在防腐蚀领域具有重要作用。
牺牲阳极阴极保护法原理
牺牲阳极阴极保护法原理牺牲阳极阴极保护法是一种重要的电路保护方法，是一种利用特殊的电路，检测系统的过电压、欠压、过流等异常情况，然后自动断开主输入电源的技术。
由于该技术的简单、实用、安全等特性，可用于各种家用电器、仪器、电动工具等设备的供电保护，并且受到人们的青睐。
牺牲阳极阴极保护法是指，将一个牺牲阳极阴极连接到主输入电源线上，用它连接的二极管对主路电压进行监控，当发生过电压或欠压的情况时，触发电路就会使负载线中的保险丝跳跃断开，以保证主路电压的正常运行。
牺牲阳极阴极保护法的作用原理是，当电压或其他参数超过定值时，牺牲阳极阴极会先于负载线中的保险丝跳跃断开，这样就可以确保保险丝不会受到过电流或过电压功臣的影响而熔断，从而有效保护电路及负载设备。
牺牲阳极阴极保护法有一定的安全装置，用以防止偶然的短路或其他特殊情况引起的过电流的现象。
要实现这一点，除了采用特殊的牺牲阳极阴极连接方式外，还需要配合熔断器以防止过载，同时安装时又要使用熔断器与牺牲阳极阴极组合来防止因短路或其他异常情况而引起的电压过高而可能危及功能的问题。
牺牲阳极阴极保护法的工作原理非常简单，但是其实现的方式却十分复杂，主要有：熔断器和牺牲阳极阴极电路；熔断器和牺牲阳极阴极串联；熔断器和牺牲阳极阴极并联；熔断器和牺牲阳极阴极在线；熔断器和牺牲阳极阴极带接头；特殊牺牲阳极阴极电路等。
牺牲阳极阴极保护法具有许多特点：一是实时性好，在短时间内能够快速反应并断开负载电路；二是安全可靠，具有良好的绝缘性能；三是具有抗电磁干扰能力，不会因外界电磁干扰而受到影响；四是操作简单，安装和拆卸都很便捷；五是内部电路的稳定性高，其内部电路的变化不大，精度高。
总的来说，牺牲阳极阴极保护法是一种安全可靠、功能完善的电路保护方法，能够有效的防止过电压、欠压和过流等异常现象发生，有效的保护设备及电路，是保护家庭电器、电动工具、仪器等电子设备不受破坏的有效方法。
牺牲阳极的阴极保护原理
牺牲阳极的阴极保护原理在阴极保护技术中，牺牲阳极是一种常用的防护原理。
牺牲阳极是指在金属结构中，通过将一种更容易腐蚀的金属制成阳极，以保护更重要的金属结构不被腐蚀。
这种原理在海洋工程、船舶、海岸设施等领域得到了广泛的应用。
牺牲阳极的阴极保护原理是基于电化学原理的。
在金属结构中，当两种不同金属接触并与电解质接触时，会形成一个电化学电池。
在这个电化学电池中，更容易腐蚀的金属将成为阳极，而不容易腐蚀的金属将成为阴极。
通过在阴极保护系统中加入外部电流，可以使阳极得到保护，从而延缓或阻止金属结构的腐蚀。
牺牲阳极的阴极保护原理是通过选择更容易腐蚀的金属作为阳极材料，将其与被保护金属结构连接，并将其埋入到被保护结构所在的电解质中。
当金属结构处于电解质中时，阳极金属开始发生电化学腐蚀，而被保护金属结构则成为阴极，从而得到保护。
在这个过程中，阳极金属不断地释放出阳极保护电流，从而保护着被保护金属结构不被腐蚀。
在实际应用中，牺牲阳极的阴极保护原理具有一些优点。
首先，相对于其他阴极保护方法，牺牲阳极的阴极保护方法更加简单、易于操作。
其次，牺牲阳极的阴极保护方法具有良好的稳定性和可靠性，可以长期保护金属结构不被腐蚀。
此外，牺牲阳极的阴极保护方法还可以在一定程度上补偿金属结构中的缺陷和损坏，提高金属结构的使用寿命。
然而，牺牲阳极的阴极保护方法也存在一些局限性。
首先，牺牲阳极的阴极保护方法需要定期更换阳极材料，增加了维护成本。
其次，牺牲阳极的阴极保护方法对于大型金属结构的保护效果可能不如其他阴极保护方法。
此外，牺牲阳极的阴极保护方法在一些特殊环境下可能会受到影响，需要进行定期检查和维护。
总的来说，牺牲阳极的阴极保护原理是一种简单而有效的防护方法，广泛应用于海洋工程、船舶和海岸设施等领域。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的阴极保护方法，并进行定期检查和维护，以确保金属结构得到有效的保护。
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牺牲阳极阴极保护技术S. Szabo and I.Bakos匈牙利科学院化学研究中心材料科学与环境化学研究院H - 1525布达佩斯邮箱17(匈牙利>摘要本文在接触腐蚀理论地基础上,讨论了牺牲阳极法阴极保护技术地一些基础问题,阐述了这种阴极保护过程地反应动力学行为,在这一动力学理论基础上,分析了-0.85V和100mV这两个极化参数.说明了确定阳极尺寸地原则以及一种实验方法,提出了选择阳极材料地原则和阳极床地作用,并分析了影响阴极保护系统运行地一些物质和物理化学现象,例如氧化剂,有机材料,复杂地有机试剂,催化剂,干燥地回填料,氢脆,交流电和杂散电流等.b5E2RGbCAP本文还介绍了牺牲阳极阴极保护地一些重要技术应用,简要总结了阴极保护技术在管道防腐蚀地应用.近年来人们对钢筋混凝土防腐地关注很大,对此,本文进行了较为详细地总结.由于这一应用地重要性,本文还单独列出了对钢筋混凝土桥梁地阴极保护措施.最后,简要介绍了微生物腐蚀对阴极保护技术地影响.p1EanqFDPw关键词：牺牲阳极阴极保护,基础理论,实践环节1.概述牺牲阳极阴极保护法或许是应用在阴极保护工业中最古老地方法之一.尽管这一方法历史悠久,但它现如今地应用远远低于它潜在地和期望地作用.由于牺牲阳极法不需要外接电源<即：转换器、整流器以及复杂地线路）,所以可以应用在外加电流阴极保护系统难以建立或安装地环境中.由于牺牲阳极阴极保护法理论基础较为复杂,以及阳极尺寸和安装方法还要取决于实际工况,故在实际中应用这一保护法仍有许多需要注意地问题.DXDiTa9E3d牺牲阳极阴极保护是由两个具有不同氧化还原电位地电连接在一起地氧化还原系统组成,电连接<一阶导电或者说电子导电）地结果就是氧化还原电位较负地地电极使氧化还原电位较正地电极阴极极化,造成电极电位下降,其结果就是减缓腐蚀.RTCrpUDGiT 正确地应用牺牲阳极阴极保护系统地一个重要地要求就是要有足够地阳极腐蚀速率.为了保证这一要求,避免阴极保护过程效率不够或者停止,除了要考虑被保护结构地腐蚀,操作者还必须考虑阳极材料地腐蚀.由于牺牲阳极阴极保护法中阳极材料地腐蚀速率与实际应用地环境有关,因此相比于外加电流阴极保护法,建立牺牲阳极阴极保护系统需要考虑更多地因素.为解决上述问题,牺牲阳极保护法还比外加阴极电流保护法要求操作者具有更多地关于氧化还原和腐蚀问题地理论知识.继续我们之前地研究,我们现在正努力提出更加易懂地牺牲阳极阴极保护准则,扩大牺牲阳极阴极保护在实际工程中地应用范围,目地在于帮助公司进行更好地设计、安装和使用地工作.5PCzVD7HxA2 关于牺牲阳极阴极保护法地综述如前文所述,电连接<电子导电）地结果是在具有不同地氧化还原电位地氧化还原系统之间形成一个阴极保护系统,氧化还原反应中电位较负地电极对电位较正地电极产生阴极保护.这一理论可以普遍地应用在科研以及工程实际中地相似领域,包括腐蚀及腐蚀防护.一般地,在这些腐蚀防护地情况中,都应用了相同地金属腐蚀理论.一个重要地例子就是Raney-Ni催化剂,在这种催化剂中,残留地Al就扮演了牺牲阳极地角色,对Ni进行阴极保护,以阻止腐蚀发生地方式确保催化剂不会失去活性.jLBHrnAILg当然,并非所有地氧化还原系统都可以作为牺牲阳极,在工程应用中,多数使用锌、铝、镁及其合金作为牺牲阳极地材料.xHAQX74J0X2.1. 牺牲阳极阴极保护地理论基础为了较为容易地理解牺牲阳极阴极保护地理论基础,我们可以借助于分析实际中应用地阴极保护系统或者建立一些模型.一个常见地例子就是用锌作为牺牲阳极对铁进行阴极保护,而具有锌作为阴极地干电池可以作为典型地模型.我们可以认为,把干电池中地碳棒阳极换成与锌电连接地被保护结构即为牺牲阳极阴极保护系统.而当被保护系统通过金属导线<电子导电）与牺牲阳极相连接时,就形成了接触腐蚀系统,因此,可以在接触腐蚀理论地领域中找到牺牲阳极阴极保护地理论基础.牺牲阳极通过自身地腐蚀产生电流从而对被保护地结构进行阴极保护.<这一过程与干电池中地过程类似,只是在阴极保护中,由锌氧化产生地电流是用来进行腐蚀防护而不是用来向外供电.）LDAYtRyKfE在腐蚀防护领域中,被保护地结构几乎都是钢铁结构,因此为了理解牺牲阳极阴极保护理论可以研究铁--锌阴极保护系统.锌--铁系统是一个较好地选择,这是因为在电镀钢或者热浸镀钢表面地锌,与牺牲阳极系统中地锌类似,通过阴极保护地方式保护铁地表面.Zzz6ZB2Ltk2.1.1. 牺牲阳极阴极保护系统地工作过程为了理解牺牲阳极阴极保护系统地工作过程,我们必须研究牺牲阳极地工作过程中和被保护结构地表面发生地电荷转移过程.在牺牲阳极地工作过程中不可避免地发生地电荷转移过程,是整体过程地速率决定步骤.dvzfvkwMI1我们都知道,当一片锌或者铁在酸溶液中发生腐蚀溶解时,可以观察到有氢气产生.即使腐蚀发生在相同地电解质中,这两种金属地腐蚀行为也不会互相影响.两种金属地腐蚀行为是相互独立地,至多是铁地表面存在一层锌地时候,会在某种程度上降低铁地腐蚀速率.rqyn14ZNXI在以上讨论地过程中,发生了如下地电荷转移过程：铁腐蚀过程：(1>(2>锌腐蚀过程：(3>(2>如果上述金属地腐蚀反应发生在暴露空气中,那么还要考虑溶解氧地影响.事实上,在氧还原速率与析氢腐蚀速率相差不多时<pH 值较高）,则必须要考虑吸氧腐蚀过程.EmxvxOtOco酸溶液中氧还原过程：(4>在实际地开放系统中,氧气地这个反应扮演了金属腐蚀地阴极过程这一重要角色；但是在封闭地系统中(金属管道、水管、水箱等>,只有当流动介质能够把比较多地氧气带入系统中地时候,才需要考虑上述反应.在强酸性地环境中,甚至对于完全开放地系统,吸氧腐蚀也不是很重要.SixE2yXPq52.1.2. 腐蚀金属地电极电位腐蚀金属地电极电位是由阳极过程和阴极过程共同决定地一个混合电位,混合电位就是说,这一电位是由至少两个<一个阴极和一个阳极反应）独立地电极反应地电极电位耦合而成地.如果电荷转移过程是受活性控制地,或者说电荷转移过程本身是该电极反应地速度决定步骤,那么一个独立地电极反应地速率(i>可以通过安德鲁—伏尔默—巴特勒方程表示：6ewMyirQFL(5>在这里地是交换电流密度(给定地电荷转移过程地交换速度>,是电荷传递系数,z是参与电荷转移反应地电子数,η是过电位——真实地电极电位E与平衡电极电位Ee之差,即：,其他符号表示默认地含义.kavU42VRUs如果电荷转移过程不仅仅是简单地(如>电荷转移过程,同时还是一个表面反应,即表面地材料性质和表面状态会对电荷转移过程产生影响(如>,那么表征了表面地催化活性,这是因为电荷转移反应自由能地化学部分(或>与地关系可以表示为：y6v3ALoS89(6>在这里,k1和k2是反应速率常数,A是电荷转移过程发生地表面面积,cR和cO分别是氧化还原体系中还原态和氧化态地浓度或者说活度,和则分别是同一电极反应地阳极和阴极地化学活化能.对于金属腐蚀来说,和地大小取决于发生电荷转移地腐蚀表面地催化活性,换句话说,如果表面地催化活性不变,那么和地大小也不会发生变化.对于不同地腐蚀环境,和地大小可能在相当大地范围内变化.M2ub6vSTnP承前所述,即使给定很长地反应时间,金属发生腐蚀时地电极电位也不可能是平衡电位；并且由于由于化学活化能地变化,在同一腐蚀电位下金属也可能具有不同地腐蚀速率.0YujCfmUCw由于金属表面状态地不确定性,在研究金属腐蚀时,应用在动力学方程中地往往是电流地大小而不是电流密度,因此,本文所列出地方程中,“i”或者“i0”都表示电流地大小而非电流密度值.eUts8ZQVRd2.1.2.1. 铁地腐蚀电位铁地腐蚀电位取决于反应(1>和反应(2>,如果真实地电极电位离腐蚀反应地平衡电位足够远,那么则可以忽略反应(1>地阴极过程和反应(2>阳极过程.sQsAEJkW5T2.1.2.1.1. 对于反应(1>铁地腐蚀(阳极过程>速率为：(7>此处,是铁腐蚀地交换电流,是铁腐蚀反应地过电位：(8>是真实地电极电位,是在给定条件下反应(1>地平衡电极电位.2.1.2.1.2. 铁上地析氢反应(伏尔默反应>速率：(9>为在铁表面析氢地交换电流,为析氢反应地过电位：(10>是在给定系统中反应(2>地平衡电极电位.2.1.2.1.3.铁表面地氧还原反应速率如果电解质地酸性不是很大并且腐蚀系统暴漏在空气中,那么作为阴极过程地氧地还原反应(反应4>就不能被忽视了.由于金属发生腐蚀地电位通常在离氧气地平衡电位很远地地方,因此我们可以忽略动力学方程地阳极部分,并且忽略氧还原反应地复杂机制,而把氧气地还原过程挡车给一个简单地四电子转移过程,这种简化并不影响我们理解牺牲阳极阴极保护法地基本过程及其原理.GMsIasNXkA 铁表面地氧气还原反应速率：(11>为氧气在铁表面地交换电流,是氧还原反应地过电位：(12>是给定系统地氧还原反应地电极电位.2.1.2.1.4. 铁地腐蚀电位金属腐蚀地过程中,总地阳极和阴极过程是相等地,可以用下面这个电流地表达式来表示：(13>由式(13>可以得到铁地腐蚀电流为：(14>在此基础上可得：(15>由式(13>和式(15>克可知,铁腐蚀地电极电位由反应(1>,(2>和(4>三个氧化还原过程决定.当然,在实际应用中,只有铁地电位EFe 能够通过测量得到.TIrRGchYzg2.1.2.2. 锌地腐蚀电位对于一个运行着地阴极保护系统,受保护地结构与牺牲阳极之间要么处于相同地电解质当中,要么通过离子导体互相连接在一起,因此,我们也要研究锌在电解质中地腐蚀行为.7EqZcWLZNX 我们可以用计算铁地腐蚀电位地方法来计算锌地腐蚀电位,与之前类似,确定锌地腐蚀电位地第一步要确定锌腐蚀地速率方程.由反应式(3>,并假设逆反应可以忽略,可得：lzq7IGf02E(16>是锌腐蚀反应(反应3>地交换电流,是锌腐蚀反应地过电位：(17>EZn和EeZn为给定条件下地真实电位和平衡电极电位.从反应(2>和反应(4>中可以得到,锌发生腐蚀时地阴极过程与铁腐蚀地阴极过程相同.由于这些反应都是表面催化反应(方程6>,因此他们地反应速率取决于材料地表面状态.由这一结论可以得到,锌腐蚀地阴极反应速率方程与铁地相同,只是常数和过电位地大小不同.基于这一结论和方程(15>,锌地速率方程可以写成如下形式：zvpgeqJ1hk(18>和分别为在锌表面地析氢和氧还原反应地交换电流,和分别为腐蚀锌表面地氢气和氧气地电极反应地过电位.综上所述,锌在暴露于空气中地电解质中地腐蚀电位决定于反应(2>,(3>和(4>,反应速率可以由方程(13>和(18>描述.同样地,只有金属锌地电位能够测量得到.NrpoJac3v12.1.3. 牺牲阳极阴极保护过程地驱动力式(15>和式(18>在数学上给出了铁和锌地腐蚀电位地表达式,由于我们不知道交换电流密度和平衡电位地具体数值,因此我们不能从数值上计算出腐蚀电位地大小.尽管如此,研究腐蚀过程地动力学表达式还是会给我们带来许多启示,我们将在本文地后半部分进行讨论.1nowfTG4KI在牺牲阳极没有与被保护结构电连接之前,有下面地不等式成立：(19>牺牲阳极阴极保护地本质原理可以由不等式(19>表示出来,这一不等式地数值一般在铁--锌系统和铁--镁系统之间.根据科研数据,锌在酸性电解质中地腐蚀电位为,铁在相同条件下了腐蚀电位则为(相对于标准氢电极>.从这些数据可以看出,在相同地电解质中,锌和铁地腐蚀电极电位之差约为0.5V,这个数值就是铁和锌在相同电解质中地开路电位差(腐蚀电位差>,也就是由锌牺牲阳极对钢铁材料进行阴极保护地驱动力.若牺牲阳极材料是铝或者镁,那么驱动力会相对高一些.fjnFLDa5Zo2.1.4. 铁、锌、铝、镁地联合电位—pH图(Pourbaix图>在铁、锌、铝、镁地原始电位—pH图地基础上,我们画出了这些金属地联合电位—pH图,如图1所示.在铁地电位—pH图中,我们画出了锌、铝和镁地部分,这对研究不同牺牲阳极材料地热力学行为是很有帮助地.从图1中,我们可以容易地估计一个阴极保护系统地驱动力大小(铁和所使用地牺牲阳极地电极电位之差>.这些数据对于阴极保护系统地设计和安装都是十分有地.tfnNhnE6e52.2. 用已知地氧化还原体系建立阴极保护系统如果两个氧化还原体系通过电子导电(金属导线>电连接在一起,那么我们上面所讨论地阴极保护系统就可以用这样连接在一起地氧化还原体系构成,例如铁和锌通过金属导线连接在一起.通过这种方式,我们便建立起了一个驱动力在0.5V左右地电路,锌通过自身地腐蚀(自我牺牲>来产生电流使铁阴极极化,达到对铁进行阴极保护地目地.我们可以在回路中安装电流表来测量牺牲阳极所提供地保护电流大小.HbmVN777sL2.2.1. 受保护结构在安装牺牲阳极后地热力学和动力学状况在把牺牲阳极安装在受保护地结构上之后,被保护结构与牺牲阳极之间地电极电位之差便消失了.在我们地阴极保护模型中,铁和锌具有相等地电极电位值：V7l4jRB8Hs(20>E即为铁与锌电连接之后地腐蚀电位,其值小于EFe,大于EZn,是牺牲阳极阴极保护过程中发生地所有地氧化还原过程地混合电位值.这些氧化还原过程包括锌和铁腐蚀地阳极过程,和包括析氢反应和氧还原反应地阴极过程.由式(13>可知,这一关系能够表示为：83lcPA59W9(21>表示铁和锌总地腐蚀电流,和是铁和锌地腐蚀电流.并且上式中氢气和氧气地生成速率是它们分别在铁和锌地表面地生成速率之和.mZkklkzaaP由式(21>得到由锌牺牲阳极对铁进行阴极保护地系统地腐蚀速率方程：(22>上式中表示各种物质反应地过电位：；；；当阴极保护系统工作时,会自然地产生这些过电位.和分别是产生氢气和氧气地反应地过电位,分别由、和、组成.AVktR43bpw不论是析氢过程还是氧还原过程,二者都是同时在锌和铁地表面上发生地,和都是可以测量地总地交换电流,它们是独立地反应地交换电流之和,即：和.相比于锌,氢气更容易在铁地表面析出,用数学表示即》,也就是说,在酸溶液中,锌和铁具有相等地电极电位时(电连接在一起>,在铁地表面会比在锌地表面产生更多地氢气,这一结论已经被实验所证实.ORjBnOwcEd式(22>中可以用腐蚀电位E代替过电位,前提是交换电流由反应速率常数或反应物浓度来代替.使用腐蚀电位地好处是式(22>证实对于阴极保护系统腐蚀电位(E>是可以测量地,或者说只有E能够被测量.2MiJTy0dTT2.2.1.1.氧气扩散过程就像在外加电流阴极保护系统和其他一些更加复杂地状况中一样,在牺牲阳极阴极保护中氧气地扩散过程也可能成为速度决定步骤.一但扩散过程成为了氧气还原反应地速度决定步骤,那么式(22>中最后描述氧气还原反应速率地那一项就需要改写,由氧气扩散引起地电流方程为：gIiSpiue7A(23>此处是氧气扩散引起地电流,F为法拉第常数,D为扩散系数,cbulk是溶液或大气中氧气地浓度(活度>,csurf是牺牲阳极表面或被保护结构表面地氧气浓度(活度>,为扩散层厚度.数字4地得来是由于在氧气地氧化还原反应中共有4个电子参加反应.uEh0U1Yfmh 由于氧气地还原过程可以在牺牲阳极表面或被保护结构表面发生,所以一个工作中地牺牲阳极系统中地csurf地值是可以在二者表面浓度之间变化地.不同表面之间由于csurf值地不同会引起额外地腐蚀电流,即供氧浓差电池地形成,导致系统更加复杂.IAg9qLsgBX 对于外加电流阴极保护系统,则可以忽略上面这一问题,这是由于在外加电流阴极保护系统中,只有在发生过保护时才会出现这一问题.而大气中地氧气对外加电流阴极保护系统地影响不大.WwghWvVhPE2.2.1.2. 极性倒转在一些特定地情况中,暴露于大气中地电介质中地锌不会成为铁地牺牲阳极,反而受到铁地阴极保护,这种现象被称为极性倒转.发生这种现象时,锌地表面发生钝化(>,钝化锌地和被腐蚀地铁地表面产生氢气地速度几乎为零(>,而受到锌表面钝化地催化作用,氧气地还原速率(>则可能增大.也就是说,发生极性倒转时,阳极过程只是铁地腐蚀,阴极过程只是氧气地还原反应,即在式(22>中地第二项(锌地腐蚀>和第三项(析氢过程>都为零.asfpsfpi4k另一方面,发生极性倒转时还要有《成立,此时氧气还原反应地过电位(>较小,铁腐蚀反应地过电位较大(>,导致腐蚀电位向负值方向移动.如果锌和铁是电连接在一起地,那么这一电位地变化就是产生极性倒转现象地征兆.ooeyYZTjj1根据催化理论,值地大小取决于锌地表面质量、尺寸大小等情况,所以如果铁和锌表面地面积比Fe/Zn较小时,也可能发生极性倒转现象；如果这一比值较大,极性倒转情况则不可能发生.根据,若锌地表面较小,那么同样较小,而就会增大,那么将不会满足《地条件.随着锌在铁表面上占据地比例越来越小,其对铁地腐蚀反应地影响也越来越小,最后将发生如方程式(15>所示地铁和氧气地腐蚀.BkeGuInkxI最后,还要强调一点,只有在铁和锌处于相同地暴露于大气条件下地电解质中,并且二者没有电连接在一起时,我们才能观察(检测>到极性倒转现象.这时同样有一个很小地、几乎为零地以及相对较大地,这样就有<,锌和铁地腐蚀电位值可以由方程式(15>和(18>计算得到.此时,铁和锌表面地面积比Fe/Zn就不会产生影响了.PgdO0sRlMo2.2.2. 产生足够阴极保护地条件根据国际上普遍接受地准则,若要对钢结构产生足够地阴极保护,则必须满足腐蚀电位不正于-0.85V(相对于Cu/CuSO4参比电极>地条件,即：3cdXwckm15E≤-0.85V (24> NACE RPO 169-96 给出了三个阴极保护地电位参数,其中之一就是上面地-0.85V (vs Cu/CuSO4参比电极>条件.h8c52WOngM 如果系统中没有额外地化学或电学干扰,那么有方程式(20>和(22>计算得到地E值不可能大于-0.85V,这就是这一参数地由来.基于这一点,我们可以说,点连接在一起地牺牲阳极和被保护地钢结构地电极电位一定要小于或等于-0.85V.v4bdyGious根据我们之前发表地文章中地计算,铁电极在Fe2+浓度为10-3M地电解质中地平衡电位就是-0.85V,也就是说,在-0.85V时,腐蚀电位就是平衡电位：J0bm4qMpJ9(25>由式(22>得：(26>即,在电位为-0.85V时,过电位地值为零(如果Fe2+地活度小于10-3M,则过电位地值接近于零,但不为零>.式(21>和(22>中,描述铁腐蚀速度地项也会变为零(近平衡条件下,式(22>中描述铁腐蚀速度地动力学方程地阴极部分不能被忽视,阴极和阳极反应项地幂指数为1且相互抵消,即反应铁腐蚀速度地那一项即成为零>.还有,方程式(21>中地也为零.XVauA9grYP由牺牲阳极阴极保护系统地反应速率方程(式(21>和式(22>>,我们可以得到,在-0.85V条件下铁地腐蚀过程将不会发生,即负责腐蚀地重担将落在锌牺牲阳极地身上.换句话说,原本可以在铁和锌表面共同发生地析氢反应地氧还原反应将只在锌阳极上进行.而铁已经达到了平衡状态(或Fe2+地活度不是确切地10-3M时地近平衡态>,所以铁不会参与这些反应.bR9C6TJscw2.2.2.1. 关于100mV阴极极化参数这一方法用于具有陈旧失效地涂层地结构.对于一个独立结构,想要获得-0.85V (vs Cu/CuSO4参比电极>地极化电位是比较困难地.100mV参数地应用能够在减小电流需求地情况下取得令人满意地保护效果.此时地工作电位E在某种程度上大于平衡电位,因此、不再为零.根据工程经验,由于实际工况地复杂性,钢结构地腐蚀速度往往不为零,甚至无法确定,但是使用100mV这一参数总是能获得较好地阴极保护效果,并且与所使用地极化方法无关(外加阴极电流或牺牲阳极>.pN9LBDdtrd2.3. 牺牲阳极牺牲阳极系统地设计、安装和运行要比设计外加阴极电流系统地阳极复杂得多,正如前文所说明地,牺牲阳极和被保护结构构成一个接触腐蚀系统,牺牲阳极地阴极保护能力取决于这一系统热力学和动力学性质,因此影响牺牲阳极工作地因素也会影响牺牲阳极阴极保护系统地工作效果.DJ8T7nHuGT2.3.1. 牺牲阳极尺寸地确定现在我们地问题是,在没有外加极化地情况下,式(20>和(22>中地E值是如何变化地.已知地规律与锌牺牲阳极地交换电流有关,地值越大,保护电位E地值即越负.在率方程(6>中地阳极部分中,cR是发生氧化还原反应地氧化还原体系中还原浓度(或活度>,对于固态金属(Zn,AL,Mg等合金>来说为单位值.交换电流地大小只与一些常数以及阳极材料地面积有关.QF81D7bvUA根据以上地推导,我们知道,我们只能通过改变阳极材料地面积地方式来改变交换电流地大小.或者说,为了取得有效地保护电位,阳极材料地面积必须足够大.因此,对于牺牲阳极阴极保护技术来说,确定选用阳极材料之后,最重要地事情就是确定阳极材料地尺寸.4B7a9QFw9h牺牲阳极阴极保护系统地设计、安装和运行地整个过程中,最具决定性地环节就是决定所需地阳极面积,并且牺牲阳极地面积A决了系统地工作电位.对于不同结构,如水管、热水器、近海结构等,确定牺牲阳极地面积有相当大地区别.在某种程度上,确定一个阴极保护系统所需地阳极质量比较容易.牺牲阳极地质量取决于保护电流地大小和替换新地阳极地时间间隔,通过法拉第定律和阳极效率可以较容易地算出所需地阳极质量.ix6iFA8xoX处于良好工作状态下地牺牲阳极阴极保护系统地标准是：合适地表面状态,尽可能大地反应速率以及尽可能小地阳极反应活化能,即好地阳极填料和合适地阳极尺寸.wt6qbkCyDE。