外加电流的阴极保护法示意图原理
阴极保护原理
1．关于阴极保护原理的叙述如前面所述，阴极保护护就是以通电的方法使被保护物成为阴极，由此减缓、避免腐蚀。
阴极保护实现的技术有两种：一是外加电流阴极保护也称强制（电流）阴极保护，二是牺牲阳极（阴极）保护。
实体布局请见示意图。
关于它们实现阴极保护的过程，许多书籍、资料都有叙述，下面从积累的摘录（也可参照示意图）：（1）“用金属导线将管道接在直流电源的负极，将辅助阳极接在电源的正极，构成保护回路，如图阴极保护模型所示。
从图中可以看出，管道实施阴极保护时，有[b]外加电子注入管道表面。
当外加的电子来不及与电解质溶液中的某些物质起作用时，就会在金属表面积聚起来，导致阴极表面金属电极电位向负方向移动，即产生阴极极化。
[/ b]这时，微阳极区金属释放电子的能力就受到阻碍。
施加的电流愈大，电子积累就会越多，金属表面的电极电位就越负，微阳极区释放电子的能就越弱，换句话说，就是腐蚀电池二极间的电位差变小，阳极电流Ia越来越小。
当金属表面阴极极化到一定值时，阴、阳极达到等电位，腐蚀电池的作用就被迫停止。
此时，外加电流Ip等于阴极电流Ic，即Ia=0，这就是阴极保护的基本原理。
”这是一本石油工人技能培训教材里的叙述，是较最详细的一种，差不多的叙述在类似的书或小册子里常可见到。
（2）“在每种条件下，管线表面都会出现阳极区和阴极区，[b]在阳极区电流由管线钢表面流出，进入周围环境电解质（土壤和水），管线在该区域将会发生腐蚀。
在阴极区，电流由电解质流到管线表面上，该区域的腐蚀速率将减小。
[/b]基于上述观点，很明显，若[b]使得管线表面暴露的每一点都有电流流入，那么就可以减小腐蚀速率。
准确地说，这就是阴极保护所要完成的任务，直流电被强制地流到管线表面上，这一直流电可以使管线的电位向负方向偏移，导致金属腐蚀速率减小。
[/b]当适当调整电流大小并使其超过由阳极区释放的腐蚀电流时，将会有净电流注入管线表面的这些区域上，管线的整个表面将是阴极，腐蚀速率被减小，……阴极保护工程师的主要工作就是决定将腐蚀速率减小到可以接受水平时所需的阴极保护实际水平，腐蚀监测并结合阴极保护准则常常被用于这一决策。
船舶外加电流_船体外部外加电流阴极保护
船体外部外加电流阴极保护水运是五大运输体系之一，船舶是水上运输的主要工具。
近几年来，海上运输货物以8%的增长率逐年增加。
但是，由于船舶长期航行于海洋中，不同程度地受到各种腐蚀介质的侵蚀而发生腐蚀。
目前，船舶的防腐措施主要是和相结合。
由于涂层在涂装和使用过程中不可避免地会存在漏涂、孔隙等缺陷，腐蚀将首先在这些地方产生，加速而造成孔蚀，施加阴极保护可有效抑制涂层缺陷处孔蚀，而又可降低阴极保护电流密度，使阴极保护更经济，保护电流分布更均匀，保护效果更好。
1.保护电位范围根据GB/T3108-1999规定，船体钢板保护电位范围通常应达到-0.80～-1.00V（Ag/AgCl电极，下同）。
特殊情况下，当阳极布置位置受到限制时，保护电位范围可为-0.75～-1.00V。
下表是一些国家采用的船体保护范围。
表1一些国家采用的船体保护范围项目保护电位范围/V参比电极（美）洛克希德公司-0.75～-0.85Ag/AgCl （日）中川公司-0.75～-0.95Ag/AgCl 前联邦德国AEG公司-0.80～-0.90Ag/AgCl （英）休斯公司-0.75～-0.85Ag/AgCl 油性涂料-0.62～-0.75SCE氯化橡胶系-0.62～-0.80SCE乙烯系-0.62～-0.85SCE环氧沥青系-0.62～-0.90SCE2.保护电流密度保护电流密度与船体的材质、表面涂层状况、船舶在航率、航速、坞修间隔以及水质状况等因素有关。
通常，船外壳板保护电流密度为30～50mA/m2；螺旋桨为500mA/m2；声呐导流置为350mA/m2；舵为150mA/m2。
有关详细规定详见附录GB/T3108-1999。
其他一些国家采用的保护电流密度见表2、表3列出了英国WILSON TAYLOR公表2一些国家采用的保护电流密度国家船体钢板表面状况保护电流密度/(mA/m2)美国涂漆20～40裸板80～100前联邦德国裸板100～150普通涂漆30～40环氧系、乙烯系、氯化橡胶涂料10～20英国涂漆30～60日本油性涂料60～80乙烯、环氧系30～40前苏联涂漆30～60表3各类船舶的保护电流密度（单位：mA/m2）船舶种类新造船舶运营船舶破冰船2530挖泥船2427凹鼻拖船2224拖网渔船2224拖轮1822滚装渡船1420沿海船舶1420其他远洋船1215舶远洋船舶1015（特涂船舶）表4船用恒电位仪的系列规格序号额定输出直流电流/A 额定输出直流电压/V电源/(V/Hz）12012,16交流单相220/50交流三相380/50（交流三相440/60）230 35410012,16,20,24交流单相220/50交流三相380/50（交流三相440/60）5150交流三相380/50（交流三相440/60）620073008208,12,16直流24,110,2209301050船用参比电极有银/氯化银电极、锌及锌合金电极和铜/饱和硫酸铜电极三类。
外加电流保护法原理
外加电流保护法原理
外加电流保护法主要利用电化学反应的原理，具体操作方法是将混凝土中的钢筋作为阴极，并额外通过其他不溶性的辅助电极。
在外加电流的作用条件下，使钢筋附近聚集大量电子，在电流充足的条件下，可以有效地避免电化学腐蚀作用的发生，从而防止钢筋锈蚀。
其工作原理是将电源的正极与难溶性辅助阳极相接，负极与受保护的阴极相接，使被保护的阴极接触电解质的全部表面都充分而且均匀地接受自由电子，从而受到阴极保护。
电流流向是从阳极流向阴极，而电子流向是从阴极流向阳极。
如需更多与电化学相关的知识，可以咨询物理或化学专家，或查阅相关书籍资料。
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
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。
外加电流法
❖ 但这并不是两种方法选择的绝对界线 ❖ 应从技术性、有效性和经济性考虑
外加电流法阴极保护技术
—两种方法技术比较
No.2011-wu-3007
❖ 影响方法选择的一些重要因素： ❖ ①所需的CP电流需用量大小 ❖ ②存在杂散电流影响地区，不宜采用牺牲阳极保护 ❖ ③将会对邻近结构物产生源自CP系统的杂散电流影
缺点
1高电阻率环境不宜使用 2保护电流几乎不可调 3要求良好的涂覆层 4投产调试工作复杂 5消耗有色金属 1需要外部电源 2对邻近金属结构物干扰大 3维护管理工作量大
外加电流法阴极保护技术
—两种方法技术比较
No.2011-wu-3004
Hale Waihona Puke ❖ 对埋地金属结构物：❖ （1）外加电流法CP的电源功率与阳极床接地电阻 成正比，后者又与土壤电阻率直接相关
❖ 除参比电极控制点处的电位外，其他部位的电位都 仍在经常性变动之中
❖ 绝对不能认为，通过恒电位仪就可以控制整个结构 物电位恒定！
外加电流法阴极保护技术
—电源设备
No.2011-wu-3018
❖ 受控制的参比电位点的选择是十分重要的：
❖ 参比电位点
❖ 应选择在环境条件变化大，结构物的构型复杂和受 干扰影响大的部位
❖ ◆具有一定机械强度，耐腐蚀、冲击、震动，可靠 性高
❖ ◆加工性能好，易于制成各种形状 ❖ ◆材料来源广泛易得，价格低廉
外加电流法阴极保护技术
—辅助阳极
No.2011-wu-3021
❖ 辅助阳极的材料种类很多 ❖ 根据阳极消耗率（溶解性能）可分为： ❖ ◆可溶性阳极 ❖ ◆低溶性阳极 ❖ ◆难溶性阳极
No.2011-wu-3026
❖ （2）铝和锌
燃气管道强制电流阴极保护
燃气管道强制电流阴极保护管道的强制电流法阴极保护主要由外加直流电源和辅助阳极接地床构成。
基典型系统如图10-32所示。
图10-32 管道的强制电流阴极保护系统1—整流器 2—连接头 3—阳极电缆 4—交流输入 5—焦炭6—辅助阳极 7—参比电极 8—管道 9—接电压表阴极一、强制电流保护的设备与装置强制电流保护的设备与附属装置，如图10-33所示。
它包括直流电源、辅助阳级、绝缘法兰、测试桩和检查片。
图10-33 管道阴极保护示意1—流电源 2—整流器 3—阳极 4—被保护管线5—绝缘法兰 6—测试桩 7—检查片(一)电源设备阴极保护系统中，需要稳定的直流电源，能保证长期持久的供电。
阴极保护电源是阴极保护的重要设施，低电压、大电流是其特点。
一般状况下应优先合计市电，或各类站、场稳定可靠的交流电源。
当使用农用电时，必须装有备用电源或不间断供电的专门设备。
关于无市电地区，强制电流阴极保护电源还可以选择太阳能电池、高容量蓄电池、无人管理的密闭循环发电机组等。
这些电源设备都应具备；输出电压、电流可调；可长期连续供电，可靠性高；寿命长；易于修理保养；对环境适应性强；具有过载、防雷、故障保护装置。
1.整流器的类型整流器是一种将交流电转变为直流电的装置。
它结构简单，易于安装，无转动元件，操作维护都方便。
自然空冷式整流器元件的选择取决于所需性能及四周温度和天气的影响。
目前常用的整流元件特性如表10-52所示。
表10-52 整流二极管的特征℃Ω·cm2110041硒整流器仅同意有相当低的电流，因此所需空间大，仍常常在阴极保护装置里使用是因为它经得住足够的工作温度，对过载和过压不敏感。
在交流线路里快速熔断保险丝和直流输出端的慢速熔断丝足以应付过载状况。
锗整流元件不能用于阴极保护，因为它只能制成低功率的二极管。
有时，将二极管装在杂散电流导体上以切断反向电流，但很显然，在过载时易在两个方向上导通。
硅整流元件是阴极保护整流设备中最常用的。
《阴极保护》课件
阴极保护的应用领域
1 油气管道
阴极保护可延长管道 的使用寿命，并减少 维修和更换的成本。
2 船舶和海洋设施
3 桥梁和建筑结构
海水中的腐蚀对船舶 和海洋设施构成威胁， 阴极保护可以防止腐 蚀的发生。
在恶劣的环境条件下， 如盐湖地区和工业区， 阴极保护可保施工
系统的运行状况。
阴极保护的未来发展趋势
随着技术的不断进步，阴极保护将在更多领域得到应用，如新能源设施、航 空航天和高速铁路等。
阴极保护的原理
阴极保护的原理是通过形成保护电流来抵消金属腐蚀过程中的阳极反应。这 可以通过使用阴极保护剂、阳极材料和外部电源等手段实现。
阴极保护的方法
牺牲阳极法
通过使用比被保护金属更容易腐蚀的金属 作为阳极，从而保护被保护金属。
印流法
通过施加外部电流，将被保护金属作为阴 极，从而抑制金属的腐蚀。
《阴极保护》PPT课件
欢迎来到《阴极保护》PPT课件！通过这个课件，您将了解阴极保护的定义、 原理、方法、应用领域、设计与施工、评估与监控以及未来发展趋势。
阴极保护的定义
阴极保护是一种用于保护金属表面免受腐蚀的技术。通过在金属表面施加电流，将其作为阴极， 从而抑制氧化反应和电子流动，减少或消除金属的腐蚀。
系统设计
阴极保护系统的设计要考虑金属类型、环境条 件和保护需求等因素。
施工步骤
施工包括表面处理、安装阴极保护装置和进行 系统测试等。
阴极保护的评估与监控
1
评估方法
通过测量金属腐蚀速率、阴极保护
监控技术
2
电位和电流密度等参数，评估阴极 保护系统的性能。
使用远程监控系统、故障报警和定
期检查等技术，持续监控阴极保护
外加电流阴极保护原理
外加电流阴极保护原理
外加电流阴极保护是一种通过向金属表面施加电流的方式来保
护其不受电化学腐蚀的影响。
这种防腐方法最初应用于钢铁结构的海洋工程中，如海上石油平台、码头、管道等。
其保护原理基于电化学原理：将阴极电位负向移动，使得金属表面处于保护状态，从而防止金属表面被氧化剂、水分、盐等腐蚀性物质腐蚀。
外加电流阴极保护的优点在于，它可以有效地延长金属结构的使用寿命，减少维护成本，并且对环境和人体健康没有负面影响。
- 1 -。
埋地管道的阴极保护(外加电流法)
• 3）在通电前,应先检查电源的正负输出端,确保其没有短路 现象。随后将输出电压调至最低一档,接通电源,这时通过 电压表测量,确保各阳极接在电源正极上,被保护的金属结 构物接在电源负极上。否则,不但起不到保护作用,反而加 剧金属的腐蚀,这一点千万不可马虎。 • 4）阴极保护系统运行后，辅助阳极有10～20天的极化时 间，极化时间过后电位测试的数据就比较稳定。 • 5）阴极保护系统运行后，应根据各参比电极的反馈数值， 对系统进行调整，以使整个系统达到最佳保护状态。
缺点
• ①: 一次性投资费用偏高，而且运行过程中需要支 付电费 • ②: 阴极保护系统运行过程中，需要严格的专业维 护管理 • ③: 离不开外部电源，需常年外供电 • ④对邻近的及设备，这些是阴极保护成功的前提，但最 终的实现则通过施工来完成。外加电流阴极保护施工应注 意以下问题： • 1）施工前对所有电极进行检查，主要是外观检查，表面 不得沾有油污等其它杂物，电极体表面是否破损等；另外 对连接及绝缘电阻进行检查，以保证连接或绝缘良好。 • 2）施工时严格按照设计图进行施工，辅助阳极及参比电 极均要求连接良好，且对相应的电缆均要做好标记，以备 将来检修使用。
埋地管道的阴极保护
主讲：外加电流法
阴极保护的原理
• 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。
• 实质：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。
Evans极化图
常见防腐蚀方法：
电化学保护
阴极保护
阳极保护
牺牲阳极保护法
外加电流阴极保护法
外加电流保护法：
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。
外加电流的阴极保护原理 方程式
外加电流的阴极保护原理和方程式1. 阴极保护原理概述阴极保护是利用外部电流干预金属结构的电化学过程，以抑制金属的腐蚀。
在腐蚀过程中，金属在阳极区域失去电子，而在阴极区域接收电子。
通过向金属表面施加外加电流，可以使金属在阴极区域吸收更多的电子，从而减缓甚至停止腐蚀过程。
2. 外加电流的作用机制外加电流能够改变金属表面的电位，使金属处于更加稳定的电化学状态。
外加电流还能够促进阴极反应的进行，使金属表面形成致密的保护膜，从而提高金属的耐腐蚀性能。
3. 阴极保护方程式阴极保护过程中涉及的主要方程式包括极化曲线方程、Faraday 定律和Nernst 方程。
极化曲线方程描述了金属表面的极化行为，而Faraday 定律则描述了外加电流与金属腐蚀速率之间的关系。
Nernst 方程则揭示了溶液中阴极与阳极反应的动力学过程。
4. 我的个人观点和理解阴极保护作为一种重要的腐蚀控制技术，对于延长金属结构的使用寿命、提高设备的安全性具有重要意义。
在实际工程中，我们需要充分理解阴极保护的原理和方程式，并结合具体情况进行科学设计和应用。
只有在深入理解的基础上，才能更好地发挥阴极保护技术的效果。
5. 总结外加电流的阴极保护原理及方程式是阴极保护领域的重要内容，它揭示了金属腐蚀抑制的重要机制和量化方法。
通过学习和理解这些原理和方程式，我们能够更好地应用阴极保护技术，保护金属结构，延长使用寿命。
结合自身的实际经验和对阴极保护技术的理解，我们可以在工程实践中更加灵活地运用这一技术，为工程建设和设备运行提供更可靠的保障。
以上就是我撰写的有关外加电流的阴极保护原理和方程式的文章，希望能够满足你的要求。
如有需要，欢迎提出修改意见。
阴极保护技术是一种常用的腐蚀控制方法，通过外加电流干预金属结构的电化学过程，从而有效地抑制金属的腐蚀。
在实际工程中，阴极保护技术广泛应用于海洋工程、石油化工、管道输送等领域，以延长金属结构的使用寿命、提高设备的安全性。
辅助阳极不溶性外加电流的阴极保护法示意图原理
反 应 为 _ _ _ _O_2+_2_H_2O_+_4_e_-=_=4_O_H_ _ _ 。
生活中常见的通过覆盖保护层防止铁生锈的方法：
1、在铁的表面喷涂上防腐油漆（如桥梁、汽车、船舶） 2、油和油脂可以用来保护机器中由金属制成的转动部 分，如齿轮。
3、用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）喷涂或包裹在金 属表面。
4、在铁的表面覆盖一层搪瓷，如脸盆等金属器皿。 5、在铁的表面覆盖一层其他金属（如镀锡、镀锌）
牺牲阳极的阴极保护法示意图
原理： 形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反 应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀.
辅助阳极 （不溶性）
外加电流的阴极保护法示意图
原理：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个 极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的 作用下使阴极得到保护.此法主要用于防止土壤、 海水及水中金属设备的腐蚀.
6、用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝.
▲ 改变金属内部组成结构，制成合金而增强抗腐蚀能 力，如制成不锈钢.
▲ 电化学保护法. a.牺牲阳极的阴极保护法. b.外加电流的阴极保护法.
防腐措施由好到坏的顺序如下： 外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有 一般防腐条件保护＞无防腐条件
使用马口铁:在铁皮镀上千分之一厘米的锡,可隔绝空气 与水
使用不锈钢
及时 反馈
1、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快 到慢的顺序是 (5) (2) (1) (3) (4)
2、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐 蚀速率由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3)
1．下列叙述中正确的是（ B ）
阴极保护原理
一、阴极保护原理
腐蚀发生的微观过程：
显微视图
阴极点
阳极点
e- e- e-
e-
H+ H+
H
e-
H
H2
eH-+
Feee+-+e- -ee-F- e
Fe++ ++Fe+ H+
Fe++OHFe++ OH-
H+
H+
Fe(OH)2 Fe(OH)2
Fe(OH)2
思考： 假想实验：
（1）如果在电解液中添加一个辅助电极，通过某种 方法，在钢铁和辅助电极之间建立电通路，使电子通 过导线从辅助电极流向被保护金属，阴极反应、阳极 反应分别在哪个电极上进行？钢铁还会发生腐蚀吗？
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
但这并不是两种方法选择的绝对界线 应从技术性、有效性和经济性考虑
三、阴极保护判据
通入阴极电流后结构物发生极化
自然 电位 -.5 -.6 -.65 -.6 -.7 -.58
五、实验
实验二： （1）测量Zn、Fe的自然电位； （2）将二者联入电路，调节电流大小，测量二者的电 位变化； （3）绘制极化图
五、实验
实验三：认识恒电位仪、动手操作。
⊕
⊕
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。
极
（5）在Fe的表面，不可能发生金属失去电子的氧化
外加电流的阴极保护法原理
外加电流的阴极保护法原理宝子们，今天咱们来唠唠一个超酷的东西——外加电流的阴极保护法。
这玩意儿听起来可能有点高大上，但其实理解起来没那么难啦。
咱先来说说金属的那些事儿。
你看啊，金属这东西在自然界里可有点小脆弱呢。
就像一个小可怜，老是容易被腐蚀。
为啥会被腐蚀呢？这就跟金属的化学性质有关啦。
金属原子它老是不安分，想变成离子跑掉，特别是在有一些电解质溶液存在的时候，就像有个小恶魔在诱惑它，让它慢慢失去电子，然后就被腐蚀得不成样子了。
那这个外加电流的阴极保护法呢，就像是给金属请了个超级保镖。
想象一下啊，金属是个小宝贝，这个保护法就是给这个小宝贝打造了一个保护罩。
这个保护罩是怎么来的呢？就是通过外加电流啦。
我们知道，在一个电化学体系里，有阴极和阳极。
在这个外加电流的阴极保护法里啊，我们要保护的金属就被当成阴极啦。
阴极是个啥呢？阴极就像是一个很幸福的地方，电子都往这儿跑。
我们通过一个外部的电源，把电子源源不断地送到这个要保护的金属上，也就是阴极上。
这时候啊，那些想腐蚀金属的坏家伙，比如说那些想让金属原子变成离子的反应，就干不成啦。
因为金属上已经有好多好多电子了，那些想让金属失去电子的物质，根本就没办法下手。
就好比一群小坏蛋想抢一个小朋友的糖果，结果这个小朋友身边围了好多强壮的大人，小坏蛋只能灰溜溜地走啦。
而且哦，这个外加电流的大小是可以调节的呢。
就像我们可以根据金属面临的危险程度，给它派不同数量的保镖。
如果这个金属处在一个特别容易被腐蚀的环境里，我们就可以把电流调大一点，给它更多的保护。
如果环境相对好一些，那电流就可以小一点啦。
从微观的角度来看呢，这个过程就更有趣了。
那些在电解质溶液里的离子啊，它们本来可能会和金属发生一些不好的反应。
但是当我们给金属通上外加电流，让它变成阴极之后，离子们的行为就变了。
比如说，有些氧化性的离子，本来想从金属那里抢电子的，现在一看金属上电子多得很，就只能在旁边干瞪眼啦。
这种保护法的应用可广泛了呢。
外加电流阴极保护（ICCP）原理、基础知识、阴极保护方法的选择。
外加电流阴极保护（ICCP）原理、基础知识、阴极保护方法的选择。
一外加电流阴极保护(ICCP)原理外加电流阴极保护(ICCP)利用电化学腐蚀的原理,由连接外部直流电源的阳极直接向被保护的舰船施加阴极电流,不间断地提供电子,进而在金属表面富集电子,并通过控制舰船船体电位或电流密度,使船体发生阴极极化,达到降低甚至完全抑制船体水下部位金属腐蚀的目的。
外加电流保护系统由辅助阳极、参比电极、智能控制的直流电源以及相关连接电缆组成,当电路接通后,电流将从阳极经海水至船壳构成闭合回路,这样使船壳免遭腐蚀。
舰船外加电流阴极保护系统可以有效防止舰船浸水部分的电化学腐蚀。
外加电流特点1)可随外界条件引起的变化自动调节电流，使被保护部分的电位控制在最佳保护电位范围内。
2)使用寿命长，保护周期长。
3)辅助阳极排流量和作用半径大，可以保护结构复杂、面积较大的设备及港口建筑物。
外加电流阴极保护系统组成1)工作回路：由辅助阳极、阳极电缆、直流电源变压整流器、负极电缆、钢桩及海水组成。
是整个外加电流阴极保护系统的工作主体，其是否工作正常为整个保护系统正常运行的关键。
2)测量回路：由参比电极、测量电缆、直流电源变压整流器、参比电极负极电缆、钢桩及海水组成，可通过测量回路评价工作回路是否正常。
最大的外加电流阴极保护(ICCP)系统在FPSO的应用挪威Cathelco Jotun公司将为SBM 石油公司订购的FPSO (浮式采油储油卸油船)“D57”号装置配置迄今为止最大的外加电流阴极保护(ICCP)系统。
FPSO “D57”号装置是目前SBM石油公司最大的装置，可日产原油180 000桶且每天可接收压缩气体7 100万立方英尺。
该装置已由新加坡船厂建造并于2010年交船。
Cathelco Jotun公司提供的ICCP系统将为“D57”号装置的322m长船体的整个湿表面积进行防腐保护。
该ICCP系统由400A艏部系统和1000A艉部系统组成，将成为目前为FPSO提供的最强有力的防腐保护系统。
埋地管道的阴极保护(外加电流法)资料
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。
3.参比电极
• 参比电极的作用有两个： 一方面用于测量被保护结构物 的电位，监测保护效果； 另一方面，为自动控制的恒电 位仪提供控制信号， 以调节输出电流，使结构物总处于 良好的保护状态。
护 • ④ : 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 • ⑤ : 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
• ① : 一次性投资费用偏高 ，而且运行过程中需要支付电费
• ② : 阴极保护系统运行过程中 ， 需要严格的专业维护 管理
埋地管道的阴极保护
• 主讲：外加电流法
阴极保护的原理
• 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。
• 实质： 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。
• 4）阴极保护系统运行后，辅助阳极有10～20天的极化时间 ， 极化时间过后电位测试的数据就比较稳定。
• 5） 阴极保护系统运行后，应根据各参比电极的反馈数值，对 系统进行调整 ， 以使整个系统达到最佳保护状态。
感谢您的关注
内容总结
埋地管道的阴极保护 。实质： 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 。如果是复杂的管路系统中 ， 外加电流阴极保护建议采用恒电流控制 。辅助阳极地床分为深井阳极地床和浅埋阳 极地床 。参比电极的作用有两个：一方面用于测量被保护结构物的电位 ，监测保护 效果 。地表参比法是利用数字万用表与Cu/CuSO4参比电极通过测试桩测试施加有阴 极保护管道的保护电位 ，通过电位的分布间接评定涂层的质量状况 。② : 在恶劣的 腐蚀条件下或高电阻率的环境中也适用 。⑤ : 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 。保护材料及设备 ，这些是阴极保护成功的前提 ，但最终的实 现则通过施工来完成 。另外对连接及绝缘电阻进行检查 ， 以保证连接或绝缘良好。 3）在通电前,应先检查电源的正负输出端,确保其没有短路现象 。否则,不但起不到保 护作用,反而加剧金属的腐蚀,这一点千万不可马虎 。感谢您的关注
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小结：
防止金属腐蚀的措施 能防止金属腐蚀的原理
在金属制品表面覆盖保 隔绝空气和水 护层或镀不活泼金属 或形成原电池作正极
牺牲阳极的阴 极保护法
与活动性更强的金属 形成原电池，作正极
外加电流的阴 极保护法
利用电解池原理，被 保护金属，作阴极
改入镍、铬等 耐蚀金属形成合金
使用马口铁:在铁皮镀上千分之一厘米的锡,可隔绝空气 与水
使用不锈钢
及时 反馈
1、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快 到慢的顺序是 (5) (2) (1) (3) (4)
2、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐 蚀速率由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3)
1．下列叙述中正确的是（ B ）
牺牲阳极的阴极保护法示意图
原理： 形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反 应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀.
辅助阳极 （不溶性）
外加电流的阴极保护法示意图
原理：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个 极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的 作用下使阴极得到保护.此法主要用于防止土壤、 海水及水中金属设备的腐蚀.
负极电极反应为___F_e_-_2_e_-_=_=__F_e_2+__；正极
反 应 为 _ _ _ _O_2+_2_H_2O_+_4_e_-=_=4_O_H_-_ _ _ 。
生活中常见的通过覆盖保护层防止铁生锈的方法：
1、在铁的表面喷涂上防腐油漆（如桥梁、汽车、船舶） 2、油和油脂可以用来保护机器中由金属制成的转动部 分，如齿轮。
3、用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）喷涂或包裹在金 属表面。
4、在铁的表面覆盖一层搪瓷，如脸盆等金属器皿。 5、在铁的表面覆盖一层其他金属（如镀锡、镀锌）
3．观察右图装置，按题意填写下列空白：
（1）若试管内液面下降，则溶液X显 ____酸_____性，铁钉发生__析__氢___腐蚀，其
负极电极反应为___F_e__- _2_e_- _=_F__e_2+_____； 正极电极反应为_2_H__+_+_2_e-_=_=_H__2_↑。 （2）若试管内液面上升，则溶液X显 _碱__性__或_中__性，铁钉发生__吸__氧___腐蚀，其
①锌跟稀硫酸制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快
反应速率
②镀层破坏后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的
铁）更易腐蚀
③钢铁表面常易锈蚀生成 Fe2O3·xH2O
A．都正确
B．①③
C．①
D．②③
2．以下现象与电化学腐蚀无关的是（ D） A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D. 银制奖牌久置后表面变暗
6、用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝.
▲ 改变金属内部组成结构，制成合金而增强抗腐蚀能 力，如制成不锈钢.
▲ 电化学保护法. a.牺牲阳极的阴极保护法. b.外加电流的阴极保护法.
防腐措施由好到坏的顺序如下： 外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有 一般防腐条件保护＞无防腐条件