《金属腐蚀的防护》-课件.ppt

第九章 金属腐蚀的防护  §7－3电化学保护 通过施加外加电动势将被保护金属的电位移向免腐蚀区或钝化区，以降低腐蚀速度。 §7－4采用覆盖层 一.金属性覆盖层 二.非金属性覆盖层 .2.阳极形状 3.牺牲阳极数量 4.牺牲阳极位置 （四）外加电流保护法 . 组成部分－－辅助阳极，直流电源，参比电极，外加电流保护系统（设计）。 1.辅助阳极－－在外加电流阴极保护系统中，与直流电源正极相连接的外加电极， (图中AA)。（其作用是使外加电流从它经过介质达到被保护结构，从而构成完整的电回路。 辅助阳极 要求如下： ①导电性能良好，电耗少； ②排流量大，即允许电流密度高； ③具有一定的强度，耐磨损，抗冲击震动； ④易于加工和安装； ⑤易于购买到，价格低廉。 2.直流电源 低电压大电流，输出可调的直流电源，使用较多的是可控硅恒电位仪。 3.参比电极 －－在外电流保护系统中用来测量被保护体的电位并向控制系统传送信号以便调节保护电流大小，使结构电位处于给的范围内，用的最多的是 银/氯化银电极，铜/硫酸铜电极，甘汞电极等。 包括以下内容 （1）????????? 选择保护系数 合适的保护电流密度和保护电位， 例如铜在无菌中性土壤中保护电流密度为4.3――16.1mA/m2，而在海水中为53.8――269m A/m2，钢结构在海水中保护电位为-0.75――-0.95v（参比电极为Ag/AgCl） 4.外加电流保护系统设计 （2）????????? 辅助阳极布置 两种布置方法： a.近阳极布置－－直接安装在被保护金属构件上， b. 远阳极布置－－放在被保护构件几米甚至几十米以外，－－耗电量大，阳极消耗大，且易漏电，产生杂散电流腐蚀，而近阳极布置则相反。 5.阴极保护应用范围 用于船舶，近海石油工业设施，地下管道，电缆，海上采油平台，石油化工机械等。 .在采用阴极保护时应注意以下内容 ①腐蚀介质必须是导电的。如气体介质则不能采用此法。 ②金属材料在所处介质中易极化，从而避免耗电量过大。 ③由于阴极附近PH值增加，（因为H2析出）对不耐碱性腐蚀的金属如钍不易采用阴极保护 ④如果金属原来处于钝态，若外加阴极极化后可能使其活化，采用阴极保护反而会加速腐蚀，不宜采用阴极保护 举例： 郑州市燃气系统防腐蚀工作的成功案例 郑州市燃气系统防腐蚀工作中，最成功的案例是郑州市天然气长输管线的防腐。郑州市天然气的长输管线起点在开封，终点为郑州，长度75km，材质为普通碳钢，压力等级为0．32(最低)～1．6MPa(最高)，规格为p377X 7的螺旋焊缝钢管，外防腐层为加强级石油沥青玻璃丝布。为了加强其防腐效果，在设计时就同步考虑了阴极保护加防腐涂层双重保护方案，并在长输管线施工的同时，建设了开封、中牟、郑州外加电流阴极保护站(浅埋阳极)对长输管线进行阴极保护。每个站采用一台洛阳725所产的恒电位仪。长输管线的年阴极保护电费在300元左右，每年用于长输管线的综合维护费用为5万元。长输管线自投产以来，由于采用了外防腐层加阴极保护的综合防腐措施，效果很好，其外壁完好如初。尽管16年来长输管线的外防腐层曾多次遭到人为破坏，但由于有阴极保护措施，没有发现任何因外防腐层破损而造成的腐蚀穿孔现象，保证了长输管线的长期安全运行。长输管线的设计使用寿命是16年，现在已经使用16年整了，按现在情况看，至少还可以再使用16年。长输管线阴极保护设施建设费用总计为113．8万元，以这么低的投资，再加上16年的运行电费及维护费不足200万元。当年长输管线的建设费用为3000余万元。通过采取可靠的防腐蚀措施，延长了长输管线的使用寿命，等于为郑州燃气股份有限公司节省了2800万元的新长输管线建设费用，经济效益是非常可观的. 二．阳极保护 将被保护的金属设备与外加直流电源的正极相接，在腐蚀介质中使其阳极极化至稳定的钝化区，金属设备得到保护。 . （一）阳极保护的几个参数 1.致钝电流密度ipp －－金属在给定环境介质中发生钝化所需的最小电流密度(前页图） 2、维钝电流密度ip －－维持钝化所需的电流密度； 3、钝化电位范围－－钝化过渡区与过钝化区之间的电位范围 ipp小，则易于致钝；ip小，则易于维钝；│Etp—Ep│≥50mV，则便于控制。 . 金属材料在介质中阳极保护的参数： 介质 材料 温度℃ 致钝电流密度A/m2 维钝电流密度A/m2 钝化区电位范围mv 100％H2SO4 碳钢