《阴极保护原理》PPT课件
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《燃气管道阴极保护》课件
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• 阴极保护概述 • 燃气管道腐蚀的原因与影响 • 阴极保护在燃气管道中的应用 • 阴极保护与其他防腐措施的关系 • 阴极保护的发展趋势与展望
01
阴极保护概述
阴极保护的定义
阴极保护是一种通过向被保护的金属 提供足够的阴极电流，使其电位负于 某一预定的腐蚀介质中的阳极反应， 从而抑制金属腐蚀的方法。
参比电极
用于监测管道电位，通常采用 铜/硫酸铜电极或饱和硫酸铜 电极。
电源设备
提供阴极保护所需的电流和电 压，通常由恒电位仪或恒电流 仪等设备组成。
辅助阳极
与被保护管道相连，将电流传 输到管道上，通常采用镀锌钢 、不锈钢等材料。
绝缘接头
将管道与阳极地床隔离，防止 电流流失。
阴极保护的施工工艺
前期准备
阴极保护的重要性
阴极保护是防止金属腐蚀的有效方法之一，广泛应用于各种腐蚀介质中的金属管道 、储罐、结构物等。
对于燃气管道等长距离、大口径的金属管道，阴极保护可以有效地防止电化学腐蚀 ，保证管道的安全运行，延长管道的使用寿命。
阴极保护还可以防止由腐蚀引起的泄漏和环境污染等问题，对于保障人民生命财产 安全和环境安全具有重要意义。
。
详细描述
涂层保护能够为燃气管道提供物理隔离，减少管道与土壤中腐蚀性物质的接触。然而， 涂层可能会因为老化、破损或施工质量问题而出现缺陷，此时阴极保护可以作为补充手
段，通过向管道施加阴极电流，使管道成为原电池的阴极，从而抑制腐蚀的发生。
阴极保护与牺牲阳极的配合使用
总结词
牺牲阳极是一种通过电化学反应产生电流，为阴极保护提供电源的辅助装置。 阴极保护与牺牲阳极的配合使用，可以实现自给自足的保护系统，降低维护成 本。
• 阴极保护概述 • 燃气管道腐蚀的原因与影响 • 阴极保护在燃气管道中的应用 • 阴极保护与其他防腐措施的关系 • 阴极保护的发展趋势与展望
01
阴极保护概述
阴极保护的定义
阴极保护是一种通过向被保护的金属 提供足够的阴极电流，使其电位负于 某一预定的腐蚀介质中的阳极反应， 从而抑制金属腐蚀的方法。
参比电极
用于监测管道电位，通常采用 铜/硫酸铜电极或饱和硫酸铜 电极。
电源设备
提供阴极保护所需的电流和电 压，通常由恒电位仪或恒电流 仪等设备组成。
辅助阳极
与被保护管道相连，将电流传 输到管道上，通常采用镀锌钢 、不锈钢等材料。
绝缘接头
将管道与阳极地床隔离，防止 电流流失。
阴极保护的施工工艺
前期准备
阴极保护的重要性
阴极保护是防止金属腐蚀的有效方法之一，广泛应用于各种腐蚀介质中的金属管道 、储罐、结构物等。
对于燃气管道等长距离、大口径的金属管道，阴极保护可以有效地防止电化学腐蚀 ，保证管道的安全运行，延长管道的使用寿命。
阴极保护还可以防止由腐蚀引起的泄漏和环境污染等问题，对于保障人民生命财产 安全和环境安全具有重要意义。
。
详细描述
涂层保护能够为燃气管道提供物理隔离，减少管道与土壤中腐蚀性物质的接触。然而， 涂层可能会因为老化、破损或施工质量问题而出现缺陷，此时阴极保护可以作为补充手
段，通过向管道施加阴极电流，使管道成为原电池的阴极，从而抑制腐蚀的发生。
阴极保护与牺牲阳极的配合使用
总结词
牺牲阳极是一种通过电化学反应产生电流，为阴极保护提供电源的辅助装置。 阴极保护与牺牲阳极的配合使用，可以实现自给自足的保护系统，降低维护成 本。
阴极保护原理PPT课件
三层PE结构示意图
第三章 腐蚀发生的不同类型
第四章 阴保系统构成
2、强制电流阴极保护系统示意图
本规程主要面向日常操作、管理和维护，简要说明了IHF数控高频开关恒电位仪及 YHS-1控制柜常用操作方法和注意事项，可以作为日常使用及管理维护的依据，详 细的使用方法请参阅恒电位仪及控制柜的使用说明书。
第一章 腐蚀原理 腐蚀原理
1.1 腐蚀是什么？
腐蚀的定义：腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学反应导致金属破坏 的过程。
按照腐蚀原理可分为：
化学腐蚀 定义：指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。 根据介质的不同它又可分为： （1）.气体腐蚀 （2）.在非电解质溶液中的腐蚀
电化学腐蚀： 定义：指金属表面与电解质因发生电化学反应而引起的破坏。
优点：
1) 一次投资费用偏低，且在运行过程 Nhomakorabea基本上不需要支付维 护费用；
2) 保护电流的利用率较高，不会产生过保护； 3) 对邻近的地下金属设施无干扰影响，适用于厂区和无电源
的长输管道，以及小规模的分散管道保护； 4) 具有接地和保护兼顾的作用； 5) 施工技术简单，平时不需要特殊专业维护管理。
缺点：
2.4 评定阴极保护效果的方法
1. 最小保护电位 为使金属腐蚀停止进行，金属经阴极极化后所必须达到的绝 对值最小的负电位值，称之为最小保护电位。
美国NACE标准： （1） 施加阴极保护时被保护结构物的负电位至少达到 －0.85V或更负(相对饱和硫酸铜参比电极)
2 最大保护电位
阴极保护电位越负，保护效果就越好，单点保护范围 也就越广。但是过负的电位将使被保护金属构件防腐层与管 道金属间的结合力遭到破坏，产生阴极剥离，甚至氢脆。
阴极保护原理讲义PPT课件
2、瞬时断电电位与自然电位之差不得小于100mV。
在有些情况下，在断开电源0.2-0.5秒内测量断电电位， 待结构去极化后（24或48小时后）再测量结构电位（自然 电位），其差值应不小于100mV。也可以用通电电位（极 化后）减去瞬时通电电位来计算极化电位。
3、最大保护电位的限制应根据覆盖层及环境确定， 以不损坏覆盖层的粘结力为准，一般瞬时断电电位不得 低于－1.10VCSE。
阴极保护原理讲义
第一章 绪 论 第二章 阴极保护基本原理 第三章 阴极保护主要参数 第四章 阴极保护准则 第五章 牺牲阳极保护阳极材料 第六章 外加电流阴极保护阳极材料 第七章 辅助阳极的选择 第八章 恒电位仪操作规定 第九章 阴极保护参数的测量 第十章 阴极保护的运行管理 第十一章 阴极保护中的几个屏蔽问题 第十二章 阴极保护站常见故障处理
二、参比电极
为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的 参比电极。
饱和硫酸铜参比电极电极，其电极电位具有良好的重复性 和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。
土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V）
被保护结构 钢铁（土壤或水中）
相对于不同参比电极的电位
饱和硫酸铜 参比电 极
氯化银 参比电极
高硅铸铁阳极：适用于各种环境介质如海水、淡水、咸 水、土壤中。当阳极电流通过时，在其表面会发生氧化， 形成一层薄的SiO2多孔保护膜，极耐酸，可阻止基体材 料的腐蚀，降低阳极的溶解速率，具有良好的导电性能。 除用于焦碳地床中以外，高硅铸铁阳极有时也可直接埋 在低电阻率土壤中。 高硅铸铁硬度很高，耐磨蚀和冲 刷作用，但不易机械加工，只能铸造成型，另外脆性大， 搬运和安装时易损坏。
由于此时没有外加电流从介质中流向被保护结构，所测电 道脱离，即，阴极剥离，不仅使防腐层失效，而且电能大量消耗，还可导致金属材料产生氢脆进而发生氢脆断裂。
在有些情况下，在断开电源0.2-0.5秒内测量断电电位， 待结构去极化后（24或48小时后）再测量结构电位（自然 电位），其差值应不小于100mV。也可以用通电电位（极 化后）减去瞬时通电电位来计算极化电位。
3、最大保护电位的限制应根据覆盖层及环境确定， 以不损坏覆盖层的粘结力为准，一般瞬时断电电位不得 低于－1.10VCSE。
阴极保护原理讲义
第一章 绪 论 第二章 阴极保护基本原理 第三章 阴极保护主要参数 第四章 阴极保护准则 第五章 牺牲阳极保护阳极材料 第六章 外加电流阴极保护阳极材料 第七章 辅助阳极的选择 第八章 恒电位仪操作规定 第九章 阴极保护参数的测量 第十章 阴极保护的运行管理 第十一章 阴极保护中的几个屏蔽问题 第十二章 阴极保护站常见故障处理
二、参比电极
为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的 参比电极。
饱和硫酸铜参比电极电极，其电极电位具有良好的重复性 和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。
土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V）
被保护结构 钢铁（土壤或水中）
相对于不同参比电极的电位
饱和硫酸铜 参比电 极
氯化银 参比电极
高硅铸铁阳极：适用于各种环境介质如海水、淡水、咸 水、土壤中。当阳极电流通过时，在其表面会发生氧化， 形成一层薄的SiO2多孔保护膜，极耐酸，可阻止基体材 料的腐蚀，降低阳极的溶解速率，具有良好的导电性能。 除用于焦碳地床中以外，高硅铸铁阳极有时也可直接埋 在低电阻率土壤中。 高硅铸铁硬度很高，耐磨蚀和冲 刷作用，但不易机械加工，只能铸造成型，另外脆性大， 搬运和安装时易损坏。
由于此时没有外加电流从介质中流向被保护结构，所测电 道脱离，即，阴极剥离，不仅使防腐层失效，而且电能大量消耗，还可导致金属材料产生氢脆进而发生氢脆断裂。
《阴极保护相关培训》课件
阴极保护系统的类型
牺牲阳极阴极保护
通过将一种更活泼的金属（如锌 、镁、铝等）作为阳极，与被保 护金属相连，从而向被保护金属 提供保护电流。
外加电流阴极保护
通过外部电源向被保护金属提供 保护电流。电源的正极与辅助阳 极相连，负极与被保护金属相连 。
阴极保护系统的安装与维护
安装
在安装阴极保护系统时，需要确保阳极、电解质溶液和参比电极的位置合理， 以便提供均匀的保护电流。同时，需要确保连接线路的阴极保护技术利用电化学原理，将被保护金属与电位更负的金属连接， 使被保护金属成为整个腐蚀电池的阴极，从而受到保护。常见的牺牲阳极材料包 括镁、锌、铝等。
外加电流阴极保护技术
总结词
通过外部电源提供电流，将被保护金属作为阴极，以防止其 腐蚀的技术。
详细描述
外加电流阴极保护技术通过外部电源提供电流，将被保护金 属强制作为整个腐蚀电池的阴极，从而防止其腐蚀。该技术 需要一个稳定的电源和适当的阳极材料（如石墨、铂等）来 提供电流。
阳极系统是阴极保护系统的核心部分 ，负责提供保护电流。阳极材料通常 选用高纯度、高导电性的金属或合金 ，如镀锌钢、铝合金等。
电解质溶液
参比电极
参比电极用于监测被保护金属的电位 ，以便调整保护电流的供给。常用的 参比电极有铜/硫酸铜电极、银/氯化 银电极等。
电解质溶液是连接阳极和被保护金属 的媒介，通常选用硫酸、氯化物等溶 液。
管道阴极保护案例
总结词
管道阴极保护案例主要涉及长距离输送管道的防腐保护，通过外加电流或牺牲阳极的方法，降低管道的腐蚀速率 。
详细描述
某石油公司采用外加电流阴极保护系统，对一条长距离输油管道进行保护。通过合理设计保护方案，有效降低了 管道的腐蚀速率，延长了管道使用寿命，保证了油品安全输送。
课件：3 阴极保护原理
– 化工版《阴极保护工程手册》，中文化工版1999版
– NACE A.PEABODY《管线腐蚀控制》，2000第二版 化工出版社2004年4月
三G、B/T阴21极448保-20护08判埋据地钢质GB管2道1阴24极8保-2护0技08术规范
① 管道阴极保护电位（即管/地界面极化电位，下同）应为-850mV（CSE） 或更负；
电流流动方向
（1）Fe/电解质界面上，电流的方向是从电解质流向
Fe，负电荷从Fe流向电解质；
电子流动方向
（2）Fe表面必须发生消耗正电荷或生成负电荷的电
极反应，才能保证电路导通；
（3）消耗正电荷或生成负电荷的反应，都是得到电
⊕
Байду номын сангаас
⊕
子的反应，即还原反应，也就是阴极反应； 辅
Fe
助
（4）辅助阳极表面和Fe表面相反，发生阳极电反应。
阴极极化：电位负向偏移
- 0.90 V - 1.00 V
EPC EPA
EOA
Zn
- 1.10 V
极化原因
阳极极化：电位正向偏移
log I
I CORR
电子在电极中流动的速度大于电极反应的速度； 电化学反应的速度大于离子在溶液中的扩散速度。
O2 + 2 H2O + 4e- 4OH阴极
Fe 阳极
管线表面上的腐蚀电池
1.高电阻率环境不适用 2.保护电流几乎不可调 3.覆盖层质量必须好 4.投产调试工作复杂 5.消耗牺牲阳极金属
两种方法技术比较
• 牺牲阳极保护：主要用于低电阻率环境介质和保护电流需 用量小的体系
• 外加电流法CP：往往用于保护电流量大或环境电阻率高的 体系，以及大范围区域性阴极保护的体系
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。
《阴极保护原理》课件
排流保护法
适用范围
适用于存在杂散电流干扰的金属结构的阴极保 护。
优点
可以有效消除杂散电流对阴极保护系统的影响 。
缺点
需要额外安装排流设备，可能影响原有阴极保护系统的正常运行。
04
阴极保护效果评估
电位测试
总结词
通过测量金属的电位判断其是否处于保护状 态。
详细描述
电位测试是评估阴极保护效果的重要手段之 一。通过测量被保护金属的电位，可以判断 其是否处于保护状态。正常情况下，被保护 金属的电位应该处于稳定的保护电位范围内 ，如果电位偏离这个范围，说明阴极保护效 果不佳，需要调整保护参数。
阳极安装
阳极应安装在被保护的管 道或设备附近，确保电流 传输的有效性。
阳极消耗
阳极材料在发生氧化反应 时会逐渐消耗，需要定期 检查和更换。
阴极系统
阴极材料
通常采用钢材、铸铁等金 属材料作为阴极。
阴极涂层
在阴极表面涂覆绝缘层， 防止电流流失，提高保护 效率。
阴极连接
确保阴极与被保护管道或 设备之间的连接电阻足够 小，保证电流传输效果。
案例总结
阴极保护在油气管线防腐中具 有重要作用，能够延长管道使
用寿命，降低维护成本。
船舶阴极保护案例
案例概述
船舶长期处于水环境中，船体 容易受到腐蚀。
阴极保护原理应用
通过在船体上施加外加电流或 牺牲阳极，使船体成为原电池 的阴极，从而减缓腐蚀。
案例分析
某大型货船采用外加电流阴极 保护，有效降低了船体的腐蚀 速率，提高了航行的安全性。
阴极保护的原理
当向金属提供阴极电流时，金属的电 位负移，从而使其成为原电池中的阴 极，避免了腐蚀的发生。
阴极保护的原理基于电化学反应，通 过改变金属的电位来抑制腐蚀反应的 进行。
详解管道阴极保护原理ppt课件
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20
• 应用无污染的热源将钢管加热至合适的涂敷温度， 环氧粉末涂料均匀地涂敷到钢管表面；胶粘剂的 涂敷必须在环氧粉末胶化过程中进行；聚乙烯层 的涂敷可采用纵向挤出工艺或侧向缠绕工艺。公 称直径大于5OOmm的钢管，宜采用侧向缠绕工艺。 采用侧向缠绕工艺时，应确保搭接部分的聚乙烯 及焊缝两侧的聚乙烯完全辊压密实，并防止压伤 聚乙烯层表面;采用纵向挤出工艺时，焊缝两侧不 应出现空洞。聚乙烯层涂敷后，确保熔结环氧涂 层固化完全，然后用水冷却至钢管温度不高于 60℃。
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16
• (4)修补
• 在FBE管道上发现缺陷时，应先清除掉缺陷 部位的所有锈斑、鳞屑、裂纹、污垢和其 他杂质及松脱的涂层；将缺陷部位打磨成 粗糙面， 用干燥的布或刷子将灰尘清除干 净，用双组分液体环氧树脂涂料进行局部 修补。
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17
• 4、聚乙烯防腐层
• （1）防腐层结构
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22
• 对大于30mm的损伤，先除去损伤部位的污 物，将该处的聚乙烯层打毛，并将损伤处的 聚乙烯层修切成圆形，边缘应倒成钝角。在 孔洞部位填满与补伤片配套的胶粘剂，贴上 补伤片。最后，在修补处包覆一条热收缩带， 包覆宽度应比补伤片的两边至少各大50mm。
• 补伤时也可以先清理表面，然后用双组分液 态环氧涂料防腐，干膜厚度与主体管道相同， 然后贴上补伤片或再加热收缩带。
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2
二、腐蚀的分类
• 腐蚀按材料的类型可分为金属腐蚀和非金 属腐蚀，就腐蚀破坏的形态分类，可分为 全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀是一种常 见的腐蚀形态，包括均匀的全面和不均匀 全面腐蚀。按腐蚀的机理可分为化学腐蚀 和电化学腐蚀。
• 金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为 化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
《阴极保护》课件
涂层外观检查
观察涂层表面是否有破损 、剥落等现象。
电绝缘性检测
检测涂层对电的绝缘性能 ，判断涂层完整性。
涂层附着力测试
通过划痕、拉伸等试验方 法，评估涂层与基材的附 着力。
腐蚀速率评估
腐蚀产物分析
腐蚀形貌观察
对金属表面腐蚀产物进行成分分析， 判断腐蚀类型和程度。
观察金属表面腐蚀形貌，分析腐蚀特 征和机理。
《阴极保护》ppt课件
目 录
• 阴极保护概述 • 阴极保护的类型 • 阴极保护的设计与实施 • 阴极保护的效果评估 • 阴极保护的局限性 • 未来阴极保护的发展趋势
01
阴极保护概述
阴极保护的定义
01
阴极保护是一种通过向被保护的 金属结构施加电流，使其成为阴 极，从而达到防止腐蚀的目的的 方法。
02
阴极保护技术广泛应用于各种金 属设施，如管道、储罐、桥梁、 船舶等，以延长其使用寿命。
阴极保护的原理
当金属结构被施加电流时，电流会在 金属表面形成阴极区和阳极区。在阴 极区，金属得到电子并被还原，从而 防止腐蚀的发生。
通过选择适当的电流密度和电流波形 ，可以有效地控制阴极保护系统的性 能，使其达到最佳的保护效果。
温度与压力
温度和压力的变化可能影响阴极 保护材料的性能和寿命。
经济因素
成本与投资
阴极保护系统的建设和维护需要一定 的成本和投资，可能限制其在某些领 域的应用。
经济效益与回报期
阴极保护系统的经济效益和回报期也 是需要考虑的重要因素，可能影响其 推广和应用。
06
未来阴极保护的发展趋势
新材料的应用
总结词
总结词
通过外部电源提供电流，强制电流流向被保护的金属，使其 成为阴极。
埋地管道的阴极保护课件
阴极保护的原理
通过向被保护结构施加负电流，使其 相对于电解质环境中的其他金属成为 阴极，从而抑制腐蚀反应的发生。
阴极保护的原理基于电化学反应，通 过改变金属表面的电位，使金属不易 受到腐蚀。
阴极保护的重要性
延长管道使用寿命
节约维护成本
阴极保护能够显著降低或消除金属结 构的腐蚀，从而延长管道的使用寿命。
埋地管道的阴极保 护 课件
xx年xx月xx日
• 阴极保护概述
• 阴极保护的评估与监测 • 阴极保护的优化与改进 • 阴极保护的应用案例
目录
01
阴极保护概述
阴极被保护金 属结构施加电流，使其成为阴极， 从而抑制腐蚀发生的方法。
02
它通常用于埋地管道、储罐等长 期处于电解质环境中的金属结构。
外部电源通过辅助阳极向管道提供直 流电，使管道保持负电位，防止腐蚀 发生。
03
适用范围
适用于大规模的阴极保护系统，如长 输管道、大型储罐等。
缺点
需要外部电源和辅助阳极，成本较高， 维护复杂。
05
04
优点
能够提供较大的保护电流，保护范围广。
排流保护法
工作原理
排流设备将干扰电流引入大地， 避免干扰电流对管道造成影响。
工作原理
牺牲阳极通过电化学反应向被保护管道提 供电子，使管道保持负电位，防止腐蚀发 生。
优点
结构简单，成本低，维护方便。
适用范围
适用于小规模的阴极保护系统，如储罐、 小型管道等。
外加电流保护法
定义
外加电流保护法是通过外部电源向被 保护管道提供直流电，从而对管道进 行阴极保护的方法。
01
02
工作原理
阴极保护能够减少或避免管道的维修 和更换，从而节约长期的维护成本。
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1. 驱动电位低，保护电流调节范围窄；
2. 使用范围受土壤电阻率的限制，即土壤电阻率大于50欧. 米时，一般不宜选用牺牲阳极保护法；
3. 在存在强烈杂散电流干扰区，尤其受交流干扰时，阳极 性能有可能发生逆转；
4. 有效阴极保护年限受牺牲阳极寿命的限制，需要定期更 换。
阴极保护方案设计时，应根据强制电 流保护和牺牲阳极保护各自的特点与优缺点、 实际需要、外界条件和经费指标等因素进行 选择使用。
2.3.2 特点
一、强制电流
特点：必须有常年供电的直流电源和长寿命辅助阳极地床
1、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； 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: 每支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
2.4 评定阴极保护效果的方法
1. 最小保护电位 为使金属腐蚀停止进行，金属经阴极极化后所必须达到的绝 对值最小的负电位值，称之为最小保护电位。
美国NACE标准： （1） 施加阴极保护时被保护结构物的负电位至少达到 －0.85V或更负(相对饱和硫酸铜参比电极)
2 最大保护电位
阴极保护电位越负，保护效果就越好，单点保护范围 也就越广。但是过负的电位将使被保护金属构件防腐层与管 道金属间的结合力遭到破坏，产生阴极剥离，甚至氢脆。
电化学腐蚀： 定义：指金属表面与电解质因发生电化学反应而引起的破坏。
腐蚀原理
Fe→Fe2++2eO2+2H2O+4e-→4OH2H2O+2e-→H2+2OH通常工程材料在常温条件下含水环境 中的腐蚀是一种自然的电化学腐蚀 含水的环境通常成为电解质
⊙腐蚀发生的四个必要条件：
腐蚀原理
1) 必须有阳极或阳极区； 2) 必须有阴极或阴极区； 3) 阳极和阴极之间应电性连接 4) 阳极和阴极必须置于导电性介质中
三层PE结构示意图
第三章 腐蚀发生的不同类型
第四章 阴保系统构成
2、强制电流阴极保护系统示意图
本规程主要面向日常操作、管理和维护，简要说明了IHF数控高频开关恒电位仪及 YHS-1控制柜常用操作方法和注意事项，可以作为日常使用及管理维护的依据，详
细的使用方法请参阅恒电位仪及控制柜的使用说明书。
2、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。
二、牺牲阳极阴极保护
特点： 不需要外加直流电源，但牺牲阳极材料具备电位足够负
且长期保持该负电位的电化学性能。
优点：
1) 一次投资费用偏低，且在运行过程中基本上不需要支付维 护费用；
2) 保护电流的利用率较高，不会产生过保护； 3) 对邻近的地下金属设施无干扰影响，适用于厂区和无电源
的长输管道，以及小规模的分散管道保护； 4) 具有接地和保护兼顾的作用； 5) 施工技术简单，平时不需要特殊专业维护管理。
缺点：
三层PE防腐层
• 耐微生物腐蚀及深根植物根刺能力强，不发生植物
根穿透现象； • 强度高，可以直接用含有直径≤Φ 25mm 的非人
工粉碎砾石的土回填而不会造成任何损伤； • 抗阴极剥离能力强； • 产品质量稳定，有利于全面质量控制； • 使用寿命长，在≤ 60 ℃的条件下可以使用 50 年
以上。
三层PE防腐层
在阴极保护中，提出阴极保护电位值并不是越负越有 利于金属的防护，而应有一个绝对值最大的负电位值，称之 为最大保护电位。
一些涂料耐负电压的性能
涂料种类
耐阴极保护电压 (V)
油性 涂料
-0.88
பைடு நூலகம்沥青系涂 料
-1.20
环氧沥青 涂料
-1.50
环氧系涂料 （3层pe）
-1.30— -1.5
三层PE防腐层
采用聚乙烯对钢管进行防腐，是近年来逐步推广开来 的一种钢管防腐技术。聚乙烯涂层的主要特点是： • 防腐性能极佳，可耐受在自然环境下存在的各种腐蚀 ； • 具有较高的质价比； • 绝缘性能极好，而且在干燥条件下与长期浸水条件下 电性能基本不变，可有效的防止杂散电流引起的电化 学腐蚀；
阴极保护的原理
第一章 腐蚀原理
腐蚀原理
1.1 腐蚀是什么？
腐蚀的定义：腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学反应导致金属破坏 的过程。
按照腐蚀原理可分为：
化学腐蚀 定义：指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。 根据介质的不同它又可分为： （1）.气体腐蚀 （2）.在非电解质溶液中的腐蚀
（通常是水或土壤)。
阴极保护原理
第二章 阴极保护的定义
2.1 阴极保护的分类和特点
2.1.1 分类 阴极保护分为：外加电流和牺牲阳极阴极保护
外加电流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。
牺牲阳极法是用一种电位比所要保护的金属还要负的 金属或合金与被保护的金属电性连接在一起，依靠电 位比较负的金属不断地腐蚀溶解所产生的电流来保护 其它金属的方法。
-涂敷工艺：环氧底漆采用静电喷涂工艺涂敷，热熔胶和外层PE采用 挤塑工艺涂敷，该工艺的技术关键点是在熔结环氧固化前涂敷热 熔胶，实现两种材料界面上的交联（化学键作用力而不是分子间 作用力）。
-三层PE涂层的涂敷工艺步骤主要包括：表面处理（燃烧除油、抛丸 除锈）→静电喷涂法涂敷环氧→侧向挤出涂敷胶粘剂→侧向挤出 缠绕聚乙烯→冷却→电火花检漏（25kv）→管端处理。
-埋地干线防腐采用三层PE防腐涂层(3-layer PE)，其结构为： 底层：熔结环氧底层（primer）,厚度≥100μm； 中间层：共聚物热熔胶(adhesive),厚度170～250μm； 外 层 （ 背 层 ） ： 聚 乙 烯 防 腐 层 （ polyethylene ） , 厚 度 ≥ 3.0 或 ≥3.7mm.
2. 使用范围受土壤电阻率的限制，即土壤电阻率大于50欧. 米时，一般不宜选用牺牲阳极保护法；
3. 在存在强烈杂散电流干扰区，尤其受交流干扰时，阳极 性能有可能发生逆转；
4. 有效阴极保护年限受牺牲阳极寿命的限制，需要定期更 换。
阴极保护方案设计时，应根据强制电 流保护和牺牲阳极保护各自的特点与优缺点、 实际需要、外界条件和经费指标等因素进行 选择使用。
2.3.2 特点
一、强制电流
特点：必须有常年供电的直流电源和长寿命辅助阳极地床
1、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； 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: 每支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
2.4 评定阴极保护效果的方法
1. 最小保护电位 为使金属腐蚀停止进行，金属经阴极极化后所必须达到的绝 对值最小的负电位值，称之为最小保护电位。
美国NACE标准： （1） 施加阴极保护时被保护结构物的负电位至少达到 －0.85V或更负(相对饱和硫酸铜参比电极)
2 最大保护电位
阴极保护电位越负，保护效果就越好，单点保护范围 也就越广。但是过负的电位将使被保护金属构件防腐层与管 道金属间的结合力遭到破坏，产生阴极剥离，甚至氢脆。
电化学腐蚀： 定义：指金属表面与电解质因发生电化学反应而引起的破坏。
腐蚀原理
Fe→Fe2++2eO2+2H2O+4e-→4OH2H2O+2e-→H2+2OH通常工程材料在常温条件下含水环境 中的腐蚀是一种自然的电化学腐蚀 含水的环境通常成为电解质
⊙腐蚀发生的四个必要条件：
腐蚀原理
1) 必须有阳极或阳极区； 2) 必须有阴极或阴极区； 3) 阳极和阴极之间应电性连接 4) 阳极和阴极必须置于导电性介质中
三层PE结构示意图
第三章 腐蚀发生的不同类型
第四章 阴保系统构成
2、强制电流阴极保护系统示意图
本规程主要面向日常操作、管理和维护，简要说明了IHF数控高频开关恒电位仪及 YHS-1控制柜常用操作方法和注意事项，可以作为日常使用及管理维护的依据，详
细的使用方法请参阅恒电位仪及控制柜的使用说明书。
2、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。
二、牺牲阳极阴极保护
特点： 不需要外加直流电源，但牺牲阳极材料具备电位足够负
且长期保持该负电位的电化学性能。
优点：
1) 一次投资费用偏低，且在运行过程中基本上不需要支付维 护费用；
2) 保护电流的利用率较高，不会产生过保护； 3) 对邻近的地下金属设施无干扰影响，适用于厂区和无电源
的长输管道，以及小规模的分散管道保护； 4) 具有接地和保护兼顾的作用； 5) 施工技术简单，平时不需要特殊专业维护管理。
缺点：
三层PE防腐层
• 耐微生物腐蚀及深根植物根刺能力强，不发生植物
根穿透现象； • 强度高，可以直接用含有直径≤Φ 25mm 的非人
工粉碎砾石的土回填而不会造成任何损伤； • 抗阴极剥离能力强； • 产品质量稳定，有利于全面质量控制； • 使用寿命长，在≤ 60 ℃的条件下可以使用 50 年
以上。
三层PE防腐层
在阴极保护中，提出阴极保护电位值并不是越负越有 利于金属的防护，而应有一个绝对值最大的负电位值，称之 为最大保护电位。
一些涂料耐负电压的性能
涂料种类
耐阴极保护电压 (V)
油性 涂料
-0.88
பைடு நூலகம்沥青系涂 料
-1.20
环氧沥青 涂料
-1.50
环氧系涂料 （3层pe）
-1.30— -1.5
三层PE防腐层
采用聚乙烯对钢管进行防腐，是近年来逐步推广开来 的一种钢管防腐技术。聚乙烯涂层的主要特点是： • 防腐性能极佳，可耐受在自然环境下存在的各种腐蚀 ； • 具有较高的质价比； • 绝缘性能极好，而且在干燥条件下与长期浸水条件下 电性能基本不变，可有效的防止杂散电流引起的电化 学腐蚀；
阴极保护的原理
第一章 腐蚀原理
腐蚀原理
1.1 腐蚀是什么？
腐蚀的定义：腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学反应导致金属破坏 的过程。
按照腐蚀原理可分为：
化学腐蚀 定义：指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。 根据介质的不同它又可分为： （1）.气体腐蚀 （2）.在非电解质溶液中的腐蚀
（通常是水或土壤)。
阴极保护原理
第二章 阴极保护的定义
2.1 阴极保护的分类和特点
2.1.1 分类 阴极保护分为：外加电流和牺牲阳极阴极保护
外加电流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。
牺牲阳极法是用一种电位比所要保护的金属还要负的 金属或合金与被保护的金属电性连接在一起，依靠电 位比较负的金属不断地腐蚀溶解所产生的电流来保护 其它金属的方法。
-涂敷工艺：环氧底漆采用静电喷涂工艺涂敷，热熔胶和外层PE采用 挤塑工艺涂敷，该工艺的技术关键点是在熔结环氧固化前涂敷热 熔胶，实现两种材料界面上的交联（化学键作用力而不是分子间 作用力）。
-三层PE涂层的涂敷工艺步骤主要包括：表面处理（燃烧除油、抛丸 除锈）→静电喷涂法涂敷环氧→侧向挤出涂敷胶粘剂→侧向挤出 缠绕聚乙烯→冷却→电火花检漏（25kv）→管端处理。
-埋地干线防腐采用三层PE防腐涂层(3-layer PE)，其结构为： 底层：熔结环氧底层（primer）,厚度≥100μm； 中间层：共聚物热熔胶(adhesive),厚度170～250μm； 外 层 （ 背 层 ） ： 聚 乙 烯 防 腐 层 （ polyethylene ） , 厚 度 ≥ 3.0 或 ≥3.7mm.