外加电流阴极保护法与牺牲阳极法并联防护才能取得良好的效果_2020
管道工程腐蚀与防护考核试卷
B.管道运行温度过高
C.管道存在结构缺陷
D.管道所处的环境湿度较低
17.以下哪些原因可能导致牺牲阳极保护法失效？（）
A.牺牲阳极材料消耗完毕
B.阳极与管道连接不良
C.管道表面涂层破损
D.环境温度过低
18.以下哪些技术可以用于管道腐蚀防护中的非破坏检测？（）
A.磁粉检测
B.涡流检测
B.外加电流保护法
C.阳极保护法
D.涂层保护法
5.以下哪些情况下管道腐蚀速率会加快？（）
A.温度升高
B.湿度增加
C.氧气浓度增加
D.流体中的Cl-含量增加
6.以下哪些方法可以用于管道内腐蚀的监测？（）
A.漏磁检测法
B.超声波检测法
C.电化学阻抗谱法
D.红外热成像法
7.以下哪些材料对于硫酸具有较强的耐腐蚀性？（）
A.高硅铸铁
B.不锈钢
C.铜镍合金
D.碳钢
8.管道腐蚀防护中，牺牲阳极保护法的特点有哪些？（）
A.无需外部电源
B.维护成本高
C.安装简便
D.适用于小型管道系统
9.以下哪些措施可以减缓管道的磨损腐蚀？（）
A.使用耐磨材料
B.增加管道内壁光滑度
C.减少流体中的悬浮固体
D.提高流体流速
10.影响管道腐蚀速率的环境因素包括以下哪些？（）
A.电位测量法
B.电阻测量法
C.电流密度测量法
D.阴极保护电位测量法
13.下列哪种现象属于磨损腐蚀？（）
A.管道内壁出现坑蚀
B.管道外壁出现均匀腐蚀
C.管道内壁出现磨损痕迹
D.管道外壁出现电化学腐蚀
14.在管道工程中，哪种措施可以减缓流体冲刷腐蚀？（）
高二化学金属的电化学腐蚀与防护试题答案及解析
高二化学金属的电化学腐蚀与防护试题答案及解析1.下列物质的说法正确的是A．芳香烃可以来自于煤干馏产品中的煤焦油B．聚氯乙烯可用于制作食品包装袋C．镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀D．在铁的吸氧腐蚀中，负极是炭，电极反应为2H2O＋O2＋4eˉ=" 4OHˉ"【答案】A【解析】B聚氯乙烯是有毒物，C锌比铁活泼，可以起到保护铁的作用，而锡的活泼性比铁弱，不能起到保护铁作用。
D铁是负极，碳是正极。
所以答案选A【考点】考查化学的基本概念和基本理论的相关知识点2.如下图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是( )A．④>②>①>③B．②>①>③>④C．④>②>③>①D．③>②>④>①【答案】A【解析】以①作参照物，进行比较。
在②中构成了原电池。
由于活动性Fe>Sn，所以Fe作负极，加快了Fe的腐蚀，因此②>①，在③中构成了原电池。
由于活动性Zn>Fe，所以Zn作负极，首先被腐蚀的的是Zn Fe得到了保护，腐蚀比原来慢。
因此腐蚀速率①>③。
④构成的是电解池，Fe是活性电极。
由于Fe与电源的正极连接，作阳极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+．腐蚀的速率比作原电池的负极还要快。
因此腐蚀速率④>②。
所以铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是④>②>①>③。
选项为A。
【考点】考查铁在不同情况下被腐蚀的快慢的顺序的知识。
3. [双选题]下列说法正确的是()A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用原电池原理来减缓金属的腐蚀C．钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的酸性不同，引起的正极反应不同D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化【答案】CD【解析】金属的腐蚀就是金属失电子被氧化的过程，因此D正确；析氢腐蚀和吸氧腐蚀是由于水膜酸性不同，正极反应就不同，C正确；原电池反应既可以加快金属的腐蚀，也可用于防止金属的腐蚀，如轮船外壳镶嵌锌块；不锈钢、镀锌铁等中的Fe均不易被腐蚀，A、B不正确。
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。
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护的基本概念及自身特点
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护的基本概念及自身特点土壤中的杂散电流也能引起钢管的腐蚀，杂散电流从地下钢管的一端流入又从另一端流出，流入端成为阴极流出端变为阳极，导致钢管腐蚀杂散电流的强度与管道腐蚀量成正比，一般壁厚7~8 mm 钢管在杂散电流作用下4~5 个月即可能发生腐蚀穿孔，其速度大大超过自然腐蚀，是造成管道腐蚀穿孔的主要原因。
阴极保护是在金属表面通过足够的阴极，电流使金属表面阴极化，从而防止其表面腐蚀，它适用于土壤淡水等介质中，金属的腐蚀保护，同时它还可以应用于防止某些金属的局部腐蚀，如孔蚀、应力腐蚀、开裂腐蚀、疲劳等，阴极保护法又分强制电流法排流保护法牺牲阳极法。
强制电流是国内长输管道阴极保护保护的主要形式，通过向被保护管道输入直流电流使其阴极化从，而达到阴极保护工程目的这种保护方法输出的电流连续可调，保护范围大，工程越大相对投资比例越小，且不受土壤电阻率限制。
不足的是对邻近金属构筑物造成干扰，外部电源维护管理工作量大。
城市天然气管网及附属设备上多采用牺牲阳极保护法即用一块低电位金属与管道设备相，接使两者在电解质中构成原电池电位较低的金属作为阳极，会逐渐被腐蚀以实现对阴极金属管道的保护，通常牺牲阳极腐蚀到最后尺寸最快要10 ，年因此根据被保护物的长度土壤电阻率及保护年限确定牺牲阳极以降低或阻止金属的电化学腐蚀速度，保障管道的使用寿命。
牺牲阳极通过阳极自身的消耗，给被保护金属体提供保护电流，因此对牺牲阳极材料，要求有足够的负电位阳极极化小，使用过程中电位稳定，溶解均匀表面不产生高电阻的硬壳且无污染，同时材料的价格便宜来源广，常用的有镁与镁合金、锌铝合金三大类，镁阳极一般适用于各种土壤环境，锌阳极适用于土壤电阻率低的潮湿环境，铝阳极则用于低电阻潮湿和氯化物的环境而不能用于土壤中。
河南汇龙合金材料有限公司刘珍。
长输管道外加电流阴极保护与牺牲阳极保护综合应用
长输管道外加电流阴极保护与牺牲阳极保护综合应用发表时间：2017-11-07T15:01:26.163Z 来源：《防护工程》2017年第14期作者：尹伟伟1 周平2 高攀1 [导读] 本文对地下长输天然气管道外加电流阴极保护和输气站场牺牲阳极保护的电化学过程分析可清楚地解释地下长输管道外加电流阴极保护中在设计。
1.湖南中石油昆仑湘娄邵天然气输配有限公司湖南娄底 417000；2.中国石油天然气中国石油西气东输武汉管理处湖北武汉 430000 摘要：长输管线由于是压力输送必须采用无缝钢管，因此防止长输管道腐蚀技术已经是摆在延长管道生命和保持长期生产安全运行的重要课题，本文对地下长输天然气管道外加电流阴极保护和输气站场牺牲阳极保护的电化学过程分析可清楚地解释地下长输管道外加电流阴极保护中在设计、施工和运行维护方面的巨大作用。
关键词：埋地钢质管道；外加电流；牺牲阳极；阴极保护；输气站场1 两种保护方式在输气管道工程中的实际应用忠武输气管道工程(简称川气出川管道工程)是恩泽两湖的重点工程，也是“十五”期间国家重点建设项目，总投资近50亿元。
工程于2003年8月正式开工，2004年11月中旬实现干线及黄石支线、襄樊支线进气投产；2005年5月26日湘潭支线投产，标志着忠武输气管道实现全面投产，对于改善“两湖”地区的能源结构具有重大意义。
主干管线西起重庆市忠县县，东至湖北武汉市，“三支”是武黄支线，途经武汉市、鄂州市、黄石市，荆襄支线途经荆州市、仙桃市、荆门市、宜城市、襄樊市，潜湘支线途经潜江市、监利市、岳阳市、湘潭市，全长1375km，管道途经一市（重庆）、两省（湖北、湖南）、15个市（州）、31个县（区），主干线选用X65管径711mm螺旋缝埋弧焊接钢管，支线采用X52螺旋缝埋弧焊接钢管。
钢管外防腐采用TEG燃气发电供给恒电位仪阴极保护与聚乙烯三层结构的联合保护方式，输气站场采用埋设阳极地床牺牲阳极保护模式和三层PE联合保护。
外加电流阴极保护法与牺牲阳极法并联防护才能取得良好的效果
牺牲阳极法和外加电流阴极保护法并联防护编制依据河南汇龙合金材料有限公司技术部在实际的工程应用中，将被保护的金属阴极极化以消除电化学不均匀性所引起的金属腐蚀的方法称为阴极保护。
阴极保护技术就是通过向被保护的管道通以足够的直流电流，使管道表而产生阴极极化，减小或消除造成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。
该技术方法经过几十年的快速发展，已经成为技术较为成熟，市场也较为广阔的管道防腐技术，且操作简单，实施安装工程量不大的同时亦能起到很好的排流作用。
阴极保护作为防腐层保护的一种补充手段是必不可少的，它可以弥补涂层的缺陷（破坏、漏点等）。
因此，管道阴极保护技术作为第二道防线更好地抑制管线的腐蚀，也是反应管线防腐状态的重要指标。
目前较为常用的两种阴极保护方法分别是牺牲阳极阴极保护法和强制（外加）电流阴极保护法。
前者是用一种腐蚀电位比被保护金属腐蚀电位更负的金属或合金与被保护体组成电偶电池，依靠负电性金属不断腐蚀溶解产生的电流供被保护金属阴极极化而构成保护的方法，由于低电位金属所在电偶电池中作为阳极，偶接后其自身腐蚀速度增加;后者则是利用外部直流电源直接向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化，实现被保护体进入免蚀区而受到保护的方法，由辅助阳极、参比电极、直流电源和相关的连接电缆组成。
牺牲阳极法和外加电流阴极保护法各有优缺点，有其各自的应用范围，应根据供电条件、介质电阻率、所需保护电流的大小、运行过程中工艺条件变化情况、寿命要求、结构形状等决定。
牺牲阳极阴极保护法不需外部电源，投产后维护管理工作量小，但在高电阻率环境中不宜使用，同时保护范围和输出电流小且输出电流还不可调;强制电流阴极保护法输出电流连续可调，保护范围大，不受土壤电阻率的限制, 适用性强，保护装置使用寿命长，但是却需外部电源，投产后需进行维护管理。
通常情况下，对有电源、介质电阻率大、所需保护电流大、条件变化大、使用寿命长的大系统，应选用外加电流阴极保护，反之宜选用牺牲阳极保护。
[2020高中化学]专题05 电化学(必考题)【学生版】
![[2020高中化学]专题05 电化学(必考题)【学生版】](https://img.taocdn.com/s3/m/12a4f313d0d233d4b14e69ce.png)
2020高考化学二轮必刷题集专题五、电化学（必考题）【初见----14~16年高考赏析】1．【2016年高考新课标Ⅰ卷】三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO42－可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室.下列叙述正确的是（）A．通电后中间隔室的SO42－离子向正极迁移,正极区溶液pH增大[来源:Z+X+X+K]B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C．负极反应为2 H2O–4e–=O2+4H+,负极区溶液pH降低D．当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成2．【2016年高考新课标Ⅱ卷】Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池.下列叙述错误的是（）A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+B．正极反应式为Ag++e-=AgC．电池放电时Cl-由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑3．【2016年高考新课标Ⅲ卷】锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)24-.下列说法正确的是（）A．充电时,电解质溶液中K+向阳极移动c-逐渐减小B．充电时,电解质溶液中(OH)-C．放电时,负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)24D ．放电时,电路中通过2mol 电子,消耗氧气22.4L （标准状况）4．【2015新课标Ⅰ卷理综化学】微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示.下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）A ．正极反应中有CO 2生成B ．微生物促进了反应中电子的转移C ．质子通过交换膜从负极区移向正极区D ．电池总反应为C 6H 12O 6+6O 2=6CO 2+6H 2O6．【2015江苏化学】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图.下列有关该电池的说法正确的是（ ）A ．反应CH 4＋H 2O=点燃=======通电 =======电解 ========催化剂△3H 2＋CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子 B ．电极A 上H 2参与的电极反应为：H 2＋2OH －－2e －=2H 2O C ．电池工作时,CO 32－向电极B 移动D ．电极B 上发生的电极反应为：O 2＋2CO 2＋4e －=2CO 32－7．【2014年高考全国大纲卷】右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH －Ni 电池).下列有关说法不正确的是（ ）A．放电时正极反应为：NiOOH＋H2O＋e－→Ni(OH)2＋OH－B．电池的电解液可为KOH溶液C．充电时负极反应为：MH＋OH－→＋H2O＋M＋e－D．MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高【相识----回归教材,考向归类】考向归类：回归教材：【相知----分点突破】考向1 化学电源之正负极判断1．锂-铜空气燃料电池容量高、成本低,具有广阔的发展前景.该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－,下列说法不正确的是()A．放电时,正极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===2OH－＋2CuB．放电时,电子透过固体电解质向Li极移动C．通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O D．整个反应过程中,氧化剂为O22．Al-Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如图所示.电池工作时,下列说法错误的是（）A．电子由Al电极通过外电路流向Ag2O/Ag电极B．电池负极附近溶液pH升高C．正极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－D．负极会发生副反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑3．环境监察局常用“定电位”NO x传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准,其工作原理如图所示.下列说法不正确的是()A．“对电极”是负极B．“对电极”的材料可能为活泼金属锌C．“工作电极”上发生的电极反应为NO2＋2e－＋2H＋===NO＋H2OD．传感器工作时H＋由“工作电极”移向“对电极”考向2 化学电源之质子、离子交换膜4．某化学小组拟设计微生物燃料电池将污水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化成环境友好的物质,工作原理如图所示(a、b均为石墨电极).下列分析正确的是()A．a电极发生反应：H2NCH2CH2NH2＋16e－＋4H2O===2CO2↑＋N2↑＋16H＋B．质子交换膜处H＋由右向左移动C．该电池在微生物作用下将化学能转化为电能D．开始放电时b极附近溶液pH不变5．下图是以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图.关于该电池的叙述不正确的是（）A．该电池不能在高温下工作B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋C．放电过程中,电子从正极区向负极区每转移1 mol,便有1 mol H＋从阳极室进入阴极室D．微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料广泛、操作条件温和、有生物相容性等优点,值得研究与推广6．一种光化学电池的结构如下图,当光照在表面涂有氯化银的银片上时,AgCl(s)===Ag(s)＋Cl(AgCl),[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面],接着Cl(AgCl)＋e－―→Cl－(aq),若将光源移除,电池会立即回复至初始状态.下列说法正确的是()A ．光照时,电流由Y 流向XB ．光照时,Pt 电极发生的反应为2Cl －＋2e －===Cl 2C ．光照时,Cl －向Ag 电极移动D ．光照时,电池总反应为AgCl(s)＋Cu ＋(aq)=====光Ag(s)＋Cu 2＋(aq)＋Cl －(aq) 考向3 电解池之工作原理7．CO 2电催化还原为CH 4的工作原理如图所示.下列说法不正确的是( )A ．该过程是电能转化为化学能的过程B ．铜电极的电极反应式为CO 2＋8H ＋＋8e －===CH 4＋2H 2OC ．一段时间后,①池中n (KHCO 3)不变D ．一段时间后,②池中溶液pH 一定减小8．电-Fenton 法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术,其反应原理如图所示.其中电解产生的H 2O 2与Fe 2＋发生Fenton 反应：H 2O 2＋Fe 2＋===Fe 3＋＋OH －＋·OH,生成的羟基自由基(·OH)能氧化降解有机污染物.下列说法中正确的是()A．电源的X极为正极,Y极为负极B．阴极的电极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋C．阳极的电极反应式为H2O－e－===H＋＋·OHD．每消耗1 mol O2,整个电解池中理论上可产生2 mol·OH9．最近美国科学家实施了一项“天空绿色计划”,通过电解二氧化碳得到碳材料(部分原理如图所示),并利用得到的碳材料生成锂离子电池.下列说法正确的是()A．图中涉及的能量转化形式只有一种B．阳极的电极反应式为2CO2－3－4e－===2CO2↑＋O2↑C．若反应中转移1 mol e－,则理论上消耗CO2－30.5 molD．当生成12 g碳材料时,可收集到22.4 L O2考向4电解池之单膜或双膜电解10．碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品,电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示(加入两极的物质均是常温常压下的物质).下列说法正确的是（）A．电解一段时间后,阴极和阳极消耗的气体的物质的量之比为1∶2B．石墨1极发生的电极反应为2CH3OH＋CO－e－===(CH3O)2CO＋H＋C．石墨2极与直流电源正极相连D．H＋由石墨2极通过质子交换膜向石墨1极移动11.用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH＋4,模拟装置如图所示.下列说法正确的是()A．阳极室溶液由无色变成棕黄色B．阴极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑C．电解一段时间后,阴极室溶液中的pH升高D．电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO412. 工业上可用“四室电渗析法”制备一元中强酸H 3 PO 2 ,工作原理如图所示,图中X、Y代表阳膜或阴膜,阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过,电极M和N材质均为石墨．下列说法错误的是（）A、NaH 2PO2溶液一定呈碱性B、图中X为阳膜,Y为阴膜C、电极M上的反应为：4OH- - 4e - = O 2↑ + 2H 2OD、电解过程中,H +会从阳极室穿过X膜扩散至产品室,Na +会从阴极室扩散至原料室考向5 原电池与电解池之金属防护13．用下列装置能达到预期目的的是()甲乙丙丁A．甲图装置可用于电解精炼铝B．乙图装置可得到持续、稳定的电流C．丙图装置可达到保护钢闸门的目的D．丁图装置可达到保护钢闸门的目的14. 验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）.①②③在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确．．．的是（）A. 对比②③,可以判定Zn保护了FeB. 对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C. 验证Zn保护Fe时不能用①的方法D. 将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼15.下列关于金属保护的说法不正确的是( )A．图1是牺牲阳极阴极保护法,图2是外加电流阴极保护法B．钢闸门均为电子输入的一端C．锌和高硅铸铁的电板反应均为氧化反应D．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流考向6 原电池与电解池之可逆电池16．某电动汽车使用的是高铁电池,其总反应为3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH3Zn＋2K2FeO4＋8H2O,下列说法正确的是()A．放电时,若有6 mol电子发生转移,则有2 mol K2FeO4被氧化B．放电时,正极反应为FeO2－4＋4H2O－3e－===Fe(OH)3＋5OH－C．充电时,电池的负极与外接电源的负极相连D．充电时,阴极附近溶液的pH变小17．用酸性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示,下列说法中正确的是()电解A．当a、b都是铜作电极时,电解的总反应方程式为2CuSO4＋2H2O=====2H2SO4＋2Cu＋O2↑B．燃料电池工作时,正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．当燃料电池消耗2.24 L甲醛气体时,电路中理论上转移0.2 mol e－D．燃料电池工作时,负极反应为HCHO＋H2O－2e－===HCOOH＋2H＋18．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫,将所得的混合液进行电解循环再生,这种新工艺叫再生循环脱硫法.其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示,下列有关说法中不正确的是()A．X为直流电源的负极,Y为直流电源的正极B．阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑C．图中的b>a D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2【再遇----17~19年高考赏析】1．[2019新课标Ⅰ]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV 2+/MV +在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示.下列说法错误的是（ ）A ．相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B ．阴极区,在氢化酶作用下发生反应H 2+2MV 2+2H ++2MV +C ．正极区,固氮酶为催化剂,N 2发生还原反应生成NH 3D ．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动2．[2019新课标Ⅲ]为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn （3D −Zn ）可以高效沉积ZnO 的特点,设计了采用强碱性电解质的3D −Zn —NiOOH 二次电池,结构如下图所示.电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H 2O(l)−−−→←−−−放电充电ZnO(s)+2Ni(OH)2(s).下列说法错误的是（ ）A ．三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积,所沉积的ZnO 分散度高B ．充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH −(aq)−e −NiOOH(s)+H 2O(l)C ．放电时负极反应为Zn(s)+2OH −(aq)−2e −ZnO(s)+H 2O(l)D ．放电过程中OH −通过隔膜从负极区移向正极区3．[2018新课标Ⅲ]一种可充电锂-空气电池如图所示.当电池放电时,O 2与Li +在多孔碳材料电极处生成Li 2O 2-x （x =0或1）.下列说法正确的是（ ）A ．放电时,多孔碳材料电极为负极B ．放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C ．充电时,电解质溶液中Li +向多孔碳材料区迁移D ．充电时,电池总反应为Li 2O 2-x =2Li+（1－2x）O 2 4．[2018新课标Ⅱ]我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na —CO 2二次电池.将NaClO 4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为：3CO 2+4Na 2Na 2CO 3+C.下列说法错误的是（ ）A ．放电时,ClO 4－向负极移动B ．充电时释放CO 2,放电时吸收CO 2C ．放电时,正极反应为：3CO 2+4e − ＝2CO 32－+CD ．充电时,正极反应为：Na ++e −＝Na5．[2018新课标Ⅰ]最近我国科学家设计了一种CO 2+H 2S 协同转化装置,实现对天然气中CO 2和H 2S 的高效去除.示意图如图所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO ）和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为（ ）①EDTA-Fe 2+-e -＝EDTA-Fe 3+②2EDTA-Fe 3++H 2S ＝2H ++S+2EDTA-Fe 2+ 该装置工作时,下列叙述错误的是A ．阴极的电极反应：CO 2+2H ++2e -＝CO+H 2OB ．协同转化总反应：CO 2+H 2S ＝CO+H 2O+SC ．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D ．若采用Fe 3+/Fe 2+取代EDTA-Fe 3+/EDTA-Fe 2+,溶液需为酸性6．[2017新课标Ⅱ]用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为24224H SO H C O -混合溶液.下列叙述错误的是（ ）A ．待加工铝质工件为阳极B ．可选用不锈钢网作为阴极C ．阴极的电极反应式为：3Al 3e ===Al +-+D ．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动7．[2017新课标Ⅰ]支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极.下列有关表述不正确的是（ ）A ．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【重逢----大题小做】1．（改编）通过电解法分离NaHSO3与Na2SO3混合物,其装置如下图.下列说法不正确的是()A．阳极的电极反应式为2H2O -4e- == 4H+ + O2↑B．阳极区c(H+)增大,H+由a室经阳离子交换膜进入b室C．外电路每转移0.2 mol电子,有0.2 mol Na+从c室进入b室D．c室得到Na2SO3的原因是2HSO3- + 2 e - == H2↑ + 2SO32-2.（改编）电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,工作原理如图所示.下列有关说法错误的是（）A．阳极可发生电极反应：B．阴极附近溶液的pH减小C．a膜为阴离子交换膜, b膜为阳离子交换膜D．I、II分别是淡水、浓海水出口3．（改编）某充电宝锂离子电池的总反应为x Li＋Li1－Mn2O4LiMn2O4(0<x<1),某手机镍氢电池总反应x为NiOOH＋MH M＋Ni(OH)2(M为储氢金属或合金),有关上述两种电池的说法正确的是()A．锂离子电池放电时,Li＋移向负极.B．镍氢电池放电时,正极的电极反应式：NiOOH＋H2O-e－===Ni(OH)2＋OH－C．如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电D．锂离子电池充电时,阴极的电极反应式：LiMn2O4－x e－===Li1－x Mn2O4＋x Li＋。
汇龙牺牲阳极和外加电流阴极保护优缺点比较分析_2020
牺牲阳极和外加电流阴极保护二者各有优缺点应根
据环境选择适合的方法
阴极保护技术根据保护电流的供给方式。
可分为牺牲阳极阴极保护法和外加电流阴极保护法。
采用牺牲阳极法的主要优点有：无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其他建筑物、保护电流利用率高等，因此特别适合于城市范围内的埋地钢管腐蚀。
因此，城镇燃气埋地管道防腐的阴极保护宜采用牺牲阳极法。
当条件许可时.也可采用外加电流保护法。
牺牲阳极法将被保护金属和一种可以提供保护电流的金属或合金(即牺牲阳极)相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率。
强制电流保护法将被保护金属与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率。
常用的牺牲阳极材料有镁及镁合金、锌及锌合金和铝合金。
由于阳极的腐蚀产物氢氧化铝胶体在土壤中无法疏散.使阳极钝化而失效.所以在城镇埋地燃气管道中不采用铝合金作为牺牲阳极的材料。
牺牲阳极除具有阴极防护作用外，还是很好的接地排流手段。
该方式适用性强，施工简单，同时又比
较安全，可以完全避免将杂散电流导人管道，是国内使用较多的排流方式，但该方式具有排流功率小、保护距离较短的缺点。
对于城镇埋地燃气管道阴极保护阳极组的位置，应根据排流需要确定。
而无须进行均匀分布。
在杂散电流强烈的区域，应以单支分列为宜。
即使在杂散电流较弱的区域，考虑到未来可能的变化，在条件允许的情况下每组也不宜超过2支。
此外，镇埋地燃气管道周边地下金属构筑物较多，也制约多支阳极埋设的
空间，分散布置有利于组织施工。
阴极保护的两种方法
阴极保护法：外加电流阴极保护和牺牲阳极保护。
1、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，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。
该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于1安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于100欧姆.米）的金属结构。
如，城市管网、小型储罐等。
根据国内有关资料的报道，对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败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。
本人认为，产生该问题的主要原因是阳极成份达不到规范要求，其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。
因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。
2、外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电子流（不是电流，否则没法保护，电流与电子流的方向相反）从土壤中流向被保护金属，使被保护金属结构电位低于周围环境。
该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管道，大型罐群等。
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室外给水设计标准阴极保护
室外给水设计标准阴极保护
室外给水设计的阴极保护应考虑以下几个方面：
1. 阴极保护方法：可采用牺牲阳极法或外加电流法，也可以根据具体情况结合使用。
2. 管道电气连续性：为了使阴极保护有效，管道必须是电气连续性的。
对于焊接管道，这不是问题。
如果管道上有承插接口，法兰连接的阀门，要用跨接线跨接。
3. 绝缘措施：被保护的管道段必须和其他埋地管道、电缆、接地极绝缘，可采用绝缘接头或绝缘法兰。
套管穿越时，主管和套管之间要安装绝缘垫块。
4. 间距要求：管道穿越其他管道、电缆、或埋地结构时，其间距要大于米，如果间距小于米，要在它们之间安装绝缘把，以提供机械保护、防止腐蚀干扰。
5. 特殊条件考虑：高温、防腐层剥离、隔热保温层、屏蔽、细菌侵蚀及电解质异常污染等特殊条件下，阴极保护可能无效或部分无效，在设计时应给予考虑。
以上信息仅供参考，具体标准应根据当地给水工程的设计规范和要求来执行。
如需了解更多信息，建议咨询相关人士或查阅最新的室外给水设计标准文件。
2019-2020年人教版化学选修4 第4章第4节 金属的电化学腐蚀与防护 教案
2019-2020年人教版化学选修4 第4章第4节金属的电化学腐蚀与防护教案【教材内容分析】本节内容安排：揭示金属腐蚀的严重性和危害性→分析金属腐蚀的原因→探讨防止金属腐蚀的思路和方法。
教材以钢铁锈蚀为例，剖析了金属的两种电化腐蚀过程，并重点介绍了金属的电化学防护方法。
【教材目标设定】1、解金属腐蚀的两种形式。
2、了解钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀这两种电化学腐蚀的作用原理。
3、根据金属的电化学防护的方法【教学方法建议】阅读讨论、分析探究【教学过程设计】【阅读】：P84—第1，2小节，了解金属锈蚀的现象【阅读】：P84—第3，4，5小节，了解金属腐蚀的两种方式【板书】：一金属的电化学腐蚀1、金属的腐蚀：化学腐蚀和电化学腐蚀【阅读】：P84－最后一节至P85，思考并分析以下问题：1、钢铁的电化学腐蚀有哪两种形式？吸氧腐蚀、析氢腐蚀2、钢铁的电化学腐蚀的实质失什么？钢铁与电解质溶液接触，形成Fe—C原电池，铁失去电子而被氧3、钢铁在潮湿空气中怎样形成微小的原电池？Fe、C作电极，钢铁在潮湿的空气中表面形成一层水膜，水膜溶解有来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体。
从而形成电解质溶液。
4、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应怎样？析氢腐蚀：（水膜的酸性较强）负极：Fe —2e—＝Fe2＋正极：2H2O + 2e—＝ H2↑+ 2OH—总反应：Fe + 2H2O ＝ Fe（OH）2吸氧腐蚀：（水膜的酸性很弱或呈中性）负极：Fe —2e—＝Fe2＋正极：2H2O + O2＋4e—＝ 4OH—总反应：2Fe + 2H2O + O2＝2 Fe（OH）2两种腐蚀中生成的Fe（OH）2被O2氧化成Fe（OH）3，再失去一部分水生成Fe2O3·XH2O疏松地覆盖在钢铁表面。
5、电化学腐蚀与化学腐蚀有什么异同？相同点：都是金属原子失去电子而被氧化。
不同点：1、电化学腐蚀过程中伴随着电流产生，化学腐蚀过程没有。
2、两种腐蚀均同时发生，但电化学腐蚀普遍，腐蚀速度快。
供热管道防腐蚀分析及措施
供热管道防腐蚀分析及措施摘要：随着城镇化建设进度的加快，对供热管道的需求越来越大，城镇供热管道一般都是直埋敷设，这就不得不考虑一个问题，那就是供热管道的防腐问题，直埋敷设会加快供热管道的腐蚀，而供热管道一旦被腐蚀，必将影响其供热性能，基于此，为了提高供热管道的防腐蚀能力，保障供热系统能够稳定运行，本文对城镇供热管道的腐蚀原因和相关防腐措施进行了一个较为详细的说明。
关键词：供热管道；腐蚀原因；防腐措施城镇供热系统的稳定性受多个方面的因素影响，受季节因素影响，在夏季管道一般处于停运状态，这个时间点也是供热管道最容易被腐蚀的，供热管道的腐蚀会牵扯出一系列的问题，严重情况下会使供热系统出现故障，给人们的生命安全造成威胁，基于此，供热管理部门需要采取相关措施进行解决，要重视供热管道腐蚀问题，通过科学技术加强供热管道的防腐性能，进一步延长供热管道的使用周期。
1热力管道的防腐施工要点在对热力管道进行防腐涂层的涂抹时必须要保证涂抹的全面性，不要在涂抹过程中出现漏涂现象，这样很容易导致漏涂区域与外界产生发应进而加速了管道被腐蚀的情况。
同时，在对热力管道进行防腐涂抹时要保证所使用的涂料具有绝缘性，以保证材料的化学稳定性。
在具体的涂抹过程中，对已经出现严重腐蚀的区域要进行补焊处理，对弯角处要安装保护套管，提高管道的防腐性能。
在防腐涂层施工结束之后，要使用相应的检测仪器对管道的防腐涂层进行检测，及时发现管道被腐蚀的情况，以免管道局部被迅速腐蚀。
2供热管道腐蚀成因分析2.1 管道材质问题供热管道腐蚀问题的产生，与管道材质有着重要关联。
一般情况下，我国供热管道普遍采用碳钢管材，这种管材的化学成分，直接影响供热管道的供热效率，及其自身的使用寿命。
一些含碳量较低的管材更容易出现管道腐蚀的现象，因此，在管材选择方面，要尽量选择优质的原料，以提高供热管道的使用效率和使用寿命。
2.2土壤温度问题土壤温度环境也对供热管道腐蚀有重要影响。
牺牲阳极阴极保护与外加电流阴极保护
牺牲阳极阴极保护与外加电流阴极保护电化学腐蚀防护是工业装置防腐中极其重要的一环。
相对纯化学腐蚀，电化学腐蚀速率快，危害性更大。
为保证工业设备、设施的使用安全，延缓在强腐蚀环境下的使用寿命，必要的情况下应采取阴极保护。
牺牲阳极和外加电流阴极保护。
牺牲阳极：在被保护金属上连接电位更低的金属牺牲阳极，优先腐蚀牺牲阳极，保护高电位金属。
外加电流：保护回路中连接直流电源，使被保护金属成为阴极。
外加电流阴极保护系统包括：被保护机构、恒电位仪（阴极保护电源）、辅助阳极（包括深井阳极、浅埋阳极、柔性阳极、网状阳极等）、电位测试系统（参比电极）以及相关的电缆等。
深井阳极埋深大，此时土壤电阻率低，可降低外加电流阴极保护的能耗。
但深井阳极对地质条件、地下水位等要求高，对构筑物、地下管网有干扰，且需要钻深孔，施工复杂且费用高。
柔性阳极目前应用越来越广泛，包括导电聚合物线性阳极和混合金属氧化物阳极（MMO）。
施工方便，适应性广，对其他构筑物干扰小。
如何选择阴极保护方式综合考虑外界腐蚀条件，土壤电阻率，技术方案，工程规模，两种阴极保护方式的特点，经济性等，再结合工程实例。
（1）储罐内壁宜采用牺牲阳极，外壁宜采用外加电流阴极保护；（2）恶劣腐蚀条件下或土壤电阻率高的环境，优选外加电流保护，因为驱动电压恒定，阴极保护电流控制灵活；（3）工程规模大、需要保护整个罐区或者大范围的长输管道，优选外加保流保护方式；（4）邻近的金属构筑物不能被干扰时，优选牺牲阳极保护；（5）因外加电流阴极保护一次投资大，长期耗电且需要人员维护，消耗资金多，须进行经济性比选。
引用：GB50393钢质石油储罐防腐蚀工程技术标准GB／T21448埋地钢质管道阴极保护技术规范。
埋地管道采用外防腐层与阴极保护是延长管道使用寿命、减少管道运行故障的有效手段_2020
埋地管道采用外防腐层与阴极保护是延长管道使用寿命、减少管道运行故障的有效手段埋地管道采用外防腐层与阴极保护是延长管道使用寿命、减少管道运行故障的有效手段。
世纪年代初，一些国家相继规定埋地管道必须采用防腐涂层与阴极保护的双重保护措施。
近十几年来，国内对埋地管道的双重保护问题日渐重视，在管道保护的理论和实践方面发展了许多新技术、新工艺和新产品。
在埋地管道的阴极保护方面，城区一般是采用牺牲阳极阴极保护方案。
外加电流阴极保护在北京市郊的液化石油气管道和天然气管道上也有使用。
但由于运行管理跟不上，使被保护管道的运行寿命不能达到设计要求。
在管线阴极保护方案设计中，对套管内的管道和高电阻率土壤中的管道如何实施阴极保护，在近几年的工程实践中也做了一些有益的探索，一是选用带状镁阳极，一是选用柔性阳极带状镁阳极较好地解决了高电阻率土壤中管道的阴极保护问题，但对套管内的管道的保护状况及原理还需进一步探讨。
柔性阳极实际上是外加电流阴极保护的一种辅助阳极。
采用柔性阳极阴极保护方案，比牺牲阳极法阴极保护和传统的外加电流阴极保护都有突出的优越性。
其优点表现在：长距离电流分布均匀;柔性阳极可敷设在距离管道较近范围内，提供完全保护，又不对邻近金属设施产生干扰;即使管子涂层严重破损，甚至无覆盖层情况下，也可确保阴极保护电流的均匀。
这些优点使得柔性阳极为城区地下管道提供长期的、稳定的保护成为可能。
但是该保护方法需要长期的、稳定的电源供应，需要安装仪器、设备的空间，须进行常年的运行维护，施工中还须克服使用焦粉带来的诸多问题。
新敷设管道埋入地下后，如何验证管道防腐层的质量好坏，以及运行中的管道防腐层的状况，以往也是个难题。
近年来国内出现的地下管道防腐层绝缘电阻原位检测新技术—变频选频法就是一种经济实用的判断埋地管道防腐层质量好坏的一种新方法。
由于采用牺牲阳极法阴极保护，管道上必然要连接牺牲阳极，而且目前的做法，并非所有的阳极都通过阳极桩与管道相连。
161平台海水管线外加电流阴极保护应用
161平台海水管线外加电流阴极保护应用郑路郑天为（中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司天津300457)引言海洋石油161平台海水管线的防腐方式是管线内部涂层防腐,即在管线内部表面喷涂一层屏蔽涂层,阻止水和氧与管线表面发生反应。
但是涂层总有一定的透气性和渗水性,涂料透水和氧的速度往往高于裸露钢铁表面腐蚀消耗水和氧的速度,涂层不可能达到完全屏蔽作用。
所以涂层一旦出现破损,就会出现海上平台常见的管线腐蚀“大阴极小阳极”现象,大阴极小阳极腐蚀属于电偶腐蚀,腐蚀形态为局部腐蚀,如腐蚀只能纵向深入,造成具有局部性质的孔蚀。
由于海水需要给主机冷却,对于海水主管线更换,必须要停产以后再更换,因此在泄露时只能采取临时打卡子或焊接方式进行堵漏。
本项目以节能环保原则,以提高管道使用寿命为目的,在海水管道上加装新型阴极保护技术能极大的延伸管道的使用寿命。
1海洋石油161平台海水管线腐蚀状况1.1海水腐蚀的定义海水腐蚀是指金属构筑物在海水中的腐蚀。
海水的成分包含了3%~3.5%氯化钠及各种盐类的电解质溶液,还含有各种悬浮生物及溶解气体,其腐蚀性较强。
在海水的含盐量增大、氧溶解量增高、温度升高、流速加大的情况下,海水的腐蚀速度增大。
不同的海洋生物也会影响金属的腐蚀速率。
海水的腐蚀速率一般要比土壤腐蚀,大气腐蚀大得多。
在海洋环境中,不同水深处的介质情况、腐蚀环境有所不同,其腐蚀形式和速率也不相同。
1.2海洋石油161平台海水管线腐蚀分类海洋石油161平台海水管线内部腐蚀类型主要为缝隙腐蚀、均匀腐蚀和点蚀。
(1)缝隙腐蚀是两个连接物之间的缝隙处发生的腐蚀,金属和金属间的连接(如铆接、螺栓连接)缝隙、金属和非金属间的连接缝隙,以及金属表面上的沉积物和金属表面之间构成的缝隙,都会出现这种局部腐蚀。
(2)均匀腐蚀是指接触腐蚀介质的金属表面全面产生腐蚀的现象。
均匀腐蚀使金属截面不断减少,对于被腐蚀的受力零件而言,会使其承受的真实应力逐渐增加,最终达到材料的断裂强度而发生断裂。
阴极保护[试题]
![阴极保护[试题]](https://img.taocdn.com/s3/m/eefcc1f85ff7ba0d4a7302768e9951e79b8969d7.png)
阴极保护)保护原理：金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时，电位负移，金属阳极氧化反应过电位ηa 减小，反应速度减小，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。
由外电路向金属通入电子，以供去极化剂还原反应所需，从而使金属氧化反应(失电子反应)受到抑制。
当金属氧化反应速度降低到零时，金属表面只发生去极化剂阴极反应。
两种阴极保护法：外加电流阴极保护和牺牲阳极保护简介阴极保护是一种用于防止金属在电介质（海水、淡水及土壤等介质）中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理是对被保护的金属表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。
根据提供阴极电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种，前者是将一种电位更负的金属（如镁、铝、锌等）与被保护的金属结构物电性连接，通过电负性金属或合金的不断溶解消耗，向被保护物提供保护电流，使金属结构物获得保护。
后者是将外部交流电转变成低压直流电，通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属结构物，从而使腐蚀得到抑制。
不论是牺牲阳极法还是外加电流法，其有效合理的设计应用都可以获得良好的保护效果。
描述阴极保护和涂覆层的联合应用，可以使地下或水下金属结构物获得最经济和有效的保护。
良好的涂覆层可以保护构筑物99%以上的外表面不受腐蚀，地下或水下的金属结构物通常在使用前涂覆防护涂层用以将金属与电介质环境电绝缘隔离。
如果金属构筑物能够做到完全电绝缘隔离，金属在电介质中的腐蚀电池的形成将受到抑制，腐蚀电流将无法产生，从而防止金属的腐蚀。
然而，完全理想的涂覆层是不存在的，由于施工过程中的运输、安装及补口，热应力及土壤应力、涂层的老化及涂层微小针孔的存在，金属结构物的外涂层总会存在一些缺陷，而这些缺陷最终将导致金属的局部腐蚀产生。
阴极保护技术和涂层联合应用则可以有效解决这一问题。
石油天然气长输管道阴极保护作用及管理要求
石油天然气长输管道阴极保护作用及管理要求发表时间：2020-12-03T14:52:34.750Z 来源：《城镇建设》2020年第24期作者：罗思敏[导读] 阴极保护技术在长输管道中已获得广泛应用。
长输管道腐蚀防护采用防腐层加阴极保护系统的做法。
管道施工和运行中防腐层存在漏点损伤，阴极保护系统向管体施加保护电流罗思敏国家管网西南管道南宁输油气分公司广西壮族自治区南宁市 530000摘要：阴极保护技术在长输管道中已获得广泛应用。
长输管道腐蚀防护采用防腐层加阴极保护系统的做法。
管道施工和运行中防腐层存在漏点损伤，阴极保护系统向管体施加保护电流，管-地电位产生负向极化，实现管体保护。
长输管道主要应用强制电流法，牺牲阳极法用于高寒特殊环境或提供辅助保护。
目前应用范围已从长输管道发展至油气站场、油库、燃气管网，形成区域性阴极保护技术。
随着计算机技术和数值模拟技术的发展，国内已开展阴极保护数值模拟技术在工程领域的实践研究。
未来几年我国油气管道、高压电网、铁路公路发展迅速，对管道设计和安全运行提出了更高要求。
关键词：油气长输管道；阴极保护技术；金属结构引言：油气长输管道保护措施有很多种，但阴极保护技术是最合适的。
该项技术在油气长输管道中的应用，利用的阴极电流将金属阴极进行极化，具体会采取牺牲阳极或者增加外部电流的方式来实现。
所以，本文对油气长输管道中阴极保护技术的具体应用进行了探析，对具体的保护措施进行了总结。
1阴极保护技术应用概况石油储运设施的腐蚀是一个很复杂的过程，并与多种因素有关。
为了减缓金属的腐蚀，在土壤腐蚀调查的基础上，在长输管道和站库上采用了外加电流阴极保护技术，辅助以牺牲阳极保护技术，全面遏制了金属腐蚀穿孔的发生，取得了明显的经济效果。
1.1长输管道阴极保护技术金属电化学腐蚀是指金属与电解质发生电化学反应所产生的腐蚀，阴极保护技术是利用保护电流使金属表面极化，从而抑制金属与电解质发生电化学反应，避免腐蚀发生。
2020年高考化学二轮专题复习8：电学基础(附解析)
2020年高考化学二轮专题复习8：电学基础（附解析）考纲指导电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是历年高考的热点内容。
考查的主要知识点：原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。
对本部分知识的考查仍以选择题为主，在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。
Ⅰ．客观题(1)以新型化学电源为载体，考查电极反应式的正误判断及电子、离子的移动方向等。
(2)考查原电池在金属腐蚀与防护方面的应用。
Ⅱ．主观题(1)考查电极反应式、电池反应式的书写。
(2)考查原电池、电解池原理在工业生产中的应用。
(3)考查电子转移、两极产物、pH等的相关计算。
知识梳理一、原电池原理和化学电池1．构建原电池模型，类比分析原电池工作原理构建如图Zn-Cu-H2SO4原电池模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识(如：化合价的变化、得失电子情况等)，能迅速判断原电池的正、负极，弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况，准确书写电极反应式和电池总反应式，掌握原电池的工作原理。
2．化学电源中电极反应式书写的思维模板(1)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。
(2)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。
(3)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。
注意：①H+在碱性环境中不存在；②O2−在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H+，生成H2O，在中性或碱性环境中结合H2O，生成OH−；③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得较难写出的另一极的电极反应式。
二、电解原理及应用1．构建电解池模型，类比分析电解基本原理构建如图电解CuCl2溶液模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识(如：化合价的变化、得失电子情况等)，能迅速判断电解池的阴、阳极，弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况，准确判断离子的放电顺序并书写电极反应式和电解总反应式，掌握电解基本原理。
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。
牺牲阳极与外加电流阴极保护
牺牲阳极与外加电流阴极保护腐蚀电化学基础，金属腐蚀是一种普遍存在的热力学倾向，在海水、淡水、土壤、超市大气和酸、盐等工业介质中服役的金属结构物和设备都会遭到腐蚀破坏，这些环境介质都是电解质体系。
金属在电解质中腐蚀过程实际上是一个电化学过程。
金属通过其他电解质界面处电化学反应而发生的腐蚀称为电化学腐蚀。
电化学腐蚀反应是一般电化学反应规律和特征，这些规律和特征就是腐蚀电化学的基础，阴极保护就是基于腐蚀电化学原理而发展起来的控制技术。
实施阴极保护的基本原理是，从外部对被保护金属结构物施加阴极性电流，通过阴极极化使被保护金属的电极电位负移某个保护电位范围，从而抑阻金属结构物的电化学腐蚀。
阴极保护可分为牺牲阳极法和外加电流法
牺牲阳极阴极保护：选择一种电极电位比被保护金属更负的活泼金属，把它与共同置于电解质环境中的被保护金属从外部实现电连接，活泼金属在所构成的电化学电池中为阳极而优先溶解，释放出的电子使被保护金属阴极极化到所需的电位，从而使被保护金属得到保护。
牺牲阳极法阴极保护的局限性：1.由于输出功率小，牺牲阳极系统在高电阻环境中应慎用，过高电阻率环境中则不宜使用，2可提供的保护电流小，可调节的电流范围小，3消耗有色金属，重量大，工作寿命短，若干年后需要更换。
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牺牲阳极法和外加电流阴极保护法并联防护才能取得良好
的效果
在实际的工程应用中，将被保护的金属阴极极化以消除电化学不均匀性所引起的金属腐蚀的方法称为阴极保护。
阴极保护技术就是通过向被保护的管道通以足够的直流电流，使管道表面产生阴极极化，减小或消除造成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。
该技术方法经过几十年的快速发展，已经成为技术较为成熟，市场也较为广阔的管道防腐技术，且操作简单，实施安装工程量不大的同时亦能起到很好的排流作用。
阴极保护作为防腐层保护的一种补充手段是必不可少的，它可以弥补涂层的缺陷(破坏、漏点等)。
因此，管道阴极保护技术作为第二道防线更好地抑制管线的腐蚀，也是反应管线防腐状态的重要指标。
目前较为常用的两种阴极保护方法分别是牺牲阳极阴极保护法和强制(外加)电流阴极保护法。
前者是用一种腐蚀电位比被保护金属腐蚀电位更负的金属或合金与被保护体组成电偶电池，依靠负电性金属不断腐蚀溶解产生的电流供被保护金属阴极极化而构成保护的方法，由于低电位金属所在电偶电池中作为阳极，偶接后其自身腐蚀速度增加;后者则
是利用外部直流电源直接向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化，实现被保护体进入免蚀区而受到保护的方法，由辅助阳极、参比电极、直流电源和相关的连接电缆组成。
牺牲阳极法和外加电流阴极保护法各有优缺点，有其各自的应用范围，应根据供电条件、介质电阻率、所需保护电流的大小、运行过程中工艺条件变化情况、寿命要求、结构形状等决定。
牺牲阳极阴极保护法不需外部电源，投产后维护管理工作量小，但在高电阻率环境中不宜使用，同时保护范围和输出电流小且输出电流还不可调;强制电流阴极保护法输出电流连续可调，保护范围大，不受土壤电阻率的限制，适用性强，保护装置使用寿命长，但是却需外部电源，投产后需进行维护管理。
通常情况下，对有电源、介质电阻率大、所需保护电流大、条件变化大、使用寿命长的大系统，应选用外加电流阴极保护，反之宜选用牺牲阳极保护。
在一些情况下，需要将牺牲阳极法和外加电流阴极保护法并联防护才能取得良好的效果。