油气管的道阴极保护.ppt

油气管道阴极保护 阴极保护原理  阴极保护基本原理 金属在电解质溶液中,由于表面存在电化学 不均匀性,会形成无数的腐蚀原电池。这种 腐蚀电池,也可看成是双电极原电池系统。 原电池的阳极区发生腐蚀,不断输出电子 同时金属离子溶入电解质中。阴极区发生阴 极反应,视电解液和环境条件的不同,在阴 极表面析出氢气或接受正离子的沉积,但金 属本身却不发生腐蚀。因此,如果我们给金 属通以阴极电流,使金属表面全部处于阴极 状态,就可以抑制表面上阳极区金属的电子 释放,从根本上防止腐蚀发生  双电极原电池模型 电解液 电解液 阴极 阳极  用金属导线将管道连接到直流电源的负极,将辅助阳极 接到电源的正极,从图中可以看出,管道实施阴极保护 时,有外加电流流入管道表面。 阳极 H 电解液  当外加的电子来不及与电解质溶液中的某些一 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方向向负方面移一 动,即产生阴极极化。这时,微阳极区金属 释放电子的能力受到阻碍。施加的电流越大 电子积聚就会愈多,金属表面的电极电位就 会愈负,微阳极区释放电子的能力就愈弱 微阳极区释放电子的能力越弱,说明腐蚀电 池两极间的电位差在减小。如果继续施加电 流,继续降低腐蚀电池两端电极的电位差, 就会出现阳极电流等于零的局面。也就是说, 继续施加电流,可以使腐蚀电池两端电极电 位相等,阴阳极达到等电位  腐蚀原电池的腐蚀作用就会在两极电位相等一 的情况下被迫中止。此时,外加电流I等于 阴极电流I,电流不再继续流动。腐蚀电流 为零,金属就会得到完全保护。这就是阴极一 保护的基本原理  极化曲线图在左侧的阴教曲线图申,我们可一 其中E为金属腐蚀电池阳极的平 衡 电位曲线;Ec为阴极的平衡电位 曲线,两条曲线的交叉点,意味着 El 金属腐蚀电池的阳极与阴极等电 E 位,即短路。短路时的电位为自 腐蚀电位,用E自底来表示。此时 的电流用I表示。当外加电流 加至阴极,使阴极极化电流达到一 时,腐蚀系统的电位向负偏移 1到E1,阳极腐蚀电流降低到I 自廠1当阴极极化电流达到腐蚀系 统的电位继续偏移到E9,此时 阳极的腐蚀电流变为零,从而腐 蚀电池的腐蚀电流也变为零,整 个系统的腐蚀过程终止。  p从极化图中还可以看 EE 出,当电位降至E1, 外加保护电流必须为 OD,而阴极总电流应为 ED。如果要达到完全 保护,则外加电流要达 自腐 到P,它等于百腐与PE 之和,即等于I+PE,由此可见,只有在阴极施加的保 护电流大于自腐蚀电流,才能达到完全保护的要求 保护电流的大小,与很多因素有关,其中包括,金属 的性质、防腐涂层质量、介质的浸蚀性等。  外加电流阴极保护 利用外部直流电源取得阴极极化电流来防止一 金属遭受腐蚀的方法,称为外加电流阴极保一 护。此时,被保护的金属接在直流电源的负 极上,电源的正极接辅助阳极。当合上开关, 接通电路后,直流电源便给被保护金属一 迤加阴极极化电流,使金 属表面阴极极化。当外加 电流大于腐蚀电流时,则 被保 护 e,撇进入金属的电子速度大于 金属 金属失去电子的速度。此 时金属表面积累了过剩电子  金属的电极电位向奂的方向偏移。当金属的一 电位降到一定负值,金属腐蚀电池阴阳两极一 的电极电位相等或更负时,被保护的金属停一 了腐蚀。这就是外加电流阴极保护的原理。 实现这一保护的电路:电流由电源正极流出, 经导线与辅助阳极连接,电流经辅助阳极散」 流入电解液中,再流到被保护的金属上,又 通过汇流导线流回电源奂极。 一整个回路主要电阻是阻极至电解液和被保护 金属与电解液接触电阻