腐蚀与防护 第7章 腐蚀控制方法.ppt

金属的本身性质和介质条件，也与致钝时间有关。p131 当电流密度较小时，则不能建立钝态。由于致钝过程中有一部分电流消耗在电解腐蚀上。电流密度小，电解腐蚀消耗的电流相对较多，而用于致钝的部分相对较少。当电流密度小到一定程度时，电流全部消耗于电解腐蚀了，因而无法致钝。所以，设计阳极保护时，要合理选择致钝电流密度。 工程上一般采用逐步钝化法。即将被保护设备接上电源后，逐步注入腐蚀性溶液，使设备由下而上分段依次建立钝态。这样在整个致钝过程中，总的电流可大大减小，因而可选用容量较小的电器设备，还可减小金属设备的电解腐蚀。 2.维钝电流密度 ip 它直接反映金属设备在阳极保护下的腐蚀速度，越小越好。这样可减少常规消耗。 ip与金属本性和介质条件有关。对于可钝化金属，若维钝电流密度很大，则采用阳极保护意义不大。此时可采用涂料---阳极保护联合保护方式，达到较好的效果。 3.钝化区范围 指稳定钝化区电位范围。该范围越大越好，这样实施阳极保护时，抗电位波动能力较强，不会出现钝态向活态转变的危险。反之，电位范围较窄时，生产上工艺条件稍有波动，金属就有可能重新活化，很难实施阳极保护。 P132表6-3 二、阳极保护设计 1.选择辅助阴极材料 阴极材料在阳极保护过程中应该耐蚀，并且有一定机械强度、易制作、价格便宜。设计时，应适当地设计阴极面积，使阴极上具有必要的保护电流密度。 2.辅助阴极的合理配置 由于阳极保护也存在电流遮蔽作用，在结构形状复杂的设备中，容易出现电流分布不均匀。造成距辅助阴极近的部位可能已经钝化甚至过钝化，而距阴极较远或电流不易达到的地方，可能仍处于活化状态。因此，阴极的布置需合理分布，通常需试验来确定。 3.参比电极的选用和安装 阳极保护必须严格控制金属电位，监测金属的致 钝和维钝电位时，就要用到参比电极。阳极保护所用 参比电极要求工作稳定、可靠、便宜、易于制作和安 装。 若钝化区电位范围较窄，要求测定值精度高，可 使用甘汞电极、硫酸铜电极；若钝化区范围较宽，可 使用简单方便的固体金属电极，如：不锈钢、铸铁及 碳钢等。 参比电极的安装位置，一般选在距阴极最远或电位最低处。 F E D C B A ~ + - A--参比电极 B--辅助阴极 C--被保护结构 D--直流电源 E--控制电路 F--交流输入 三、阳极保护使用范围 电解质溶液中连续液相部分的保护 氧化性介质中对钢铁的保护 致钝电流密度不大，维钝电流密度也不大，钝化区 电位范围不易过窄的场合 四、联合保护 1.阳极保护与涂料联合防腐 单纯阳极保护 其主要缺点是致钝电流大，需大容量的直流电源设备才能建立钝化。另外，单一阳极保护，当生产中液面波动或断电时，容易引起活化，活化后重新建立钝化较困难。 联合防腐后 钝化时只需将涂料覆盖不严的地方，如针孔、龟裂、及安装时碰破处进行致钝。 2.阳极保护与无机缓蚀剂联合防腐 第三节 阴极保护与阳极保护的比较 1. 二者均为电化学保护，适用于连续液相部分的保护，不能保护气相部分。 2. 从原理上讲，金属在电解液中都可以进行阴极保护；而阳极保护是有条件的，只适用于金属在该电介质中能阳极钝化的情况，否则反会加速腐蚀。 3. 阴极保护时，电位偏离只是降低保护效率，不会加速腐蚀；而阳极保护时，电位如果偏离钝化电位区将会加速腐蚀，因此最好采用横电位仪控制最佳保护电位。 4. 对于强氧化性介质，如硫酸、硝酸等，采用阴极保护不如采用阳极保护。 5. 阴极保护时，若电位过负，则设备可能产生氢脆， 对加压设备很危险。而阳极保护时，设备是阳极，氢 脆只会发生在辅助阴极上，危险性不大。 6. 阴极保护的辅助电极是阳极，要溶解的，因此在强 腐蚀性介质中应用受限制。而阳极保护的辅助电极是 阴极，本身得到一定程度的保护。 确定电化学保护类型的原则 在强氧化性介质中，可优先考虑阳极保护 在二者保护效果相差不多时，则优先考 虑采用阴极保护 如果氢脆不能忽略，则要采用阳极保护 第四节 衬里 衬里是一种利用材料特性，在钢铁表面选衬各种非金属材料或金属材料，以延长设备使用寿命的防腐方法。 一、碳钢设备及衬里材料的表面处理 1.对被衬物表面的要求 设备表面与衬里材料是用胶粘剂连接的。因此对被粘表面要求较为严格： 良好的润湿性 润湿性表征了胶粘剂与被粘物之间直接接触的程度。要求润湿性越强越好，一般用接触角θ来衡量。 90o，润湿性较好 90o，润湿性较差 =180o，完全不润湿 θ 一