腐蚀电化学原理 方法及应用 教学课件 ppt 作者 王凤平 康万利 敬和民 等编著第12章 电化学保护法.ppt

思考题1： 画出腐蚀速度为阴极极化控制的阴极保护原理示意图，并指出最小保护电位和最小保护电流。 Copper-Copper Sulfate Reference Electrode (2)、?牺牲阳极材料 作为牺牲阳极材料，应该具备下列条件： a、 阳极的电位要负，与被保护金属之间的有效电位差要大；适合做牺牲阳极的材料有锌基、铝基及镁基三大类合金。 b、?在使用过程中电位要稳定，阳极极化要小，表面不产生高电阻的硬壳，溶解均匀。 c、?单位重量阳极产生的电量要大，即产生1安时电量损失的阳极重量要小。 d、??阳极的自溶量小，电流效率高。 e、价格低廉，来源充分，无公害，加工方便。 Copper Rod Saturated Copper Sulfate Solution Undissolved Copper Sulfate Crystals Porous Plug Clear Window Removal Cap Connection for Test Lead Reference Electrode Conversions –0.800 Zinc (ZRE) +0.241 Saturated Calomel (SCE) +0.256 Silver-Silver Chloride (SSC) +0.316 Copper-Copper Sulfate (CSE) 0.000 Standard Hydrogen (SHE) Potential (V) Electrode (Half-Cell) 12. 1.4 牺牲阳极保护法 (Sacrifical Anode Cathodic Protection) 在被保护的金属上连接一个电位较负的金属作为阳极。电流由阳极经过电解液而流入金属设备，并使金属设备阴极极化而得到保护。 I 12. 1.4 牺牲阳极保护法 (1) 牺牲阳极阴极保护原理 本质— 阴极保护。通过牺牲阳极的溶解, 使金属设备获得阴极电流, 发生阴极极化，受到保护。 特点— 不需电源, 干扰少, 免维护，设备简单, 分散能力好, 但成本较高， 化工介质腐蚀性强, 牺牲阳极消耗量大, 少用。 (2) 阳极材料 牺牲阳极材料要求 — 电位足够负、电位稳定、极化小、不钝化、溶解均匀、单位重量排出电量大、电流效率高、成本低、无污染、加工方便等。 锌与锌合金：电位=-1.12V, 电量=0.74A·h/g, 电流效率=75%。电位不够负 (海水和少量土壤) 铝合金：电位=-1.2V, 电量=2.47A·h/g, 电流效率=65% 重量轻、电量大、电位负、资源丰富、价格便宜 (海水) 。 镁合金：电位=-1.6V, 电量=1.19A·h/g, 电流效率=45% 电位太负、电流效率低、损耗大 (土壤和淡水) 。 Al 绝缘垫 受保护体 固定栓 （3） 阳极安装 牺牲阳极安装 — 阳极与设备良好绝缘；涂绝缘屏蔽层，改善分散能力，阳极接触介质需良导电体。 （4）、牺牲阳极保护法与外加电流阴极保护法比较 外加电流阴极保护法的优点是可以调节电流和电压，适用范围广，可用于要求大电流的情况，使用不溶性阳极时装置耐久。缺点是必须经常维护检修，要有直流电源设备，当附近有其他结构时可能产生干扰腐蚀。 牺牲阳极保护的优点是不用外加电流，故适用于电源困难的场合，施工简单，管理方便，对附近设备没有干扰，适用于需要保护的场合。其缺点是能产生的有效电位差及输出电流量都是有限的，只适用于需要小电流的场合；调节电流困难，阳极消耗大，需定期更换。 * Chapter 12 Electrochemistry Protection Technique 第12章 电化学保护法 What is cathodic protection and how does cathodic protection stop corrosion? 前 言 Fe-H2O体系的电位-pH图 电化学保护是指通过改变金属的电位，使其极化到金属电位–pH图中的免蚀区或钝化区，从而降低金属腐蚀速度的一种方法。 电化学保护 阳极保护—表面形成稳定钝化膜， 使金属免遭腐蚀。 阴极保护 —提供阴极极化, 使金属电位负移，进入免蚀区。 牺牲阳极 外加电流 Fe-H2O体系的电位-pH图 电化学保护特点 — 效果显著：可使金属设备几十年不腐蚀； 施工方便: 工艺成熟、规范、标准； 效益显著：如海船表面涂装占造船费5%，牺牲阳极保护只占 1%费用。 采油平台成本1亿, 只能使用5年；投资100万元阴极保护, 采油平台可延长20年寿命。 采油平台 12.1. 阴极保护 12.1.1 阴极保护原理外加阴极