金屬腐蝕與防護(hù)課件——防護(hù)方法

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1、第十二章防護(hù)方法電化學(xué)保護(hù)陰極保護(hù)(1)保護(hù)原理金屬—電解質(zhì)溶解腐蝕體系受到陰極極化時(shí)，電位負(fù)移，金屬陽極氧化反應(yīng)過電位ηa減小，反應(yīng)速度減小，因而金屬腐蝕速度減小，稱為陰極保護(hù)效應(yīng)。利用陰極保護(hù)效應(yīng)減輕金屬設(shè)備腐蝕的防護(hù)方法叫做陰極保護(hù)。防護(hù)技術(shù)外加電流陰極保護(hù)示意圖電流關(guān)系:ⅠIcⅠ＝ⅠIcⅠ-Ia外加電流陰極保護(hù)陽極區(qū)陰極區(qū)腐蝕金屬陰極陽極IcorIaIcIcor=Oa=/Ic/腐蝕電池－　　＋I(xiàn)直流電源輔助陽極陰極陽極輔助陽極I－?。。獻(xiàn)cIaIaI-防護(hù)技術(shù)EEorEeaLgicorLg

2、iprLgiEEorEeaLgicorLgiprLgiEe(H?H)/ic/ia活化極倫控制腐蝕體系氧擴(kuò)散控制腐蝕體系兩種腐蝕體系所需保護(hù)電流的比較陰極保護(hù)的原理：由外電路向金屬通入電子，以供去極化劑還原反應(yīng)所需，從而使金屬氧化反應(yīng)(失電子反應(yīng))受到抑制。當(dāng)金屬氧化反應(yīng)速度降低到零時(shí)，金屬表面只發(fā)生去極化劑陰極反應(yīng)。陰極保護(hù)的效果用保護(hù)度η表示(2)保護(hù)參數(shù)保護(hù)電位Epr：陰極保護(hù)中所取的極化電位。顯然，要使金屬的腐蝕速度降低到零，達(dá)到“完全保護(hù)”(即保護(hù)度η=100%)，必須取陽極反應(yīng)平衡電位作為

3、保護(hù)電位，即取Epr=Eea。(最小)保護(hù)電流密度ipr：與所取保護(hù)電位對(duì)應(yīng)的外加極化電流密度叫做保護(hù)電流密度。*在兩個(gè)保護(hù)參數(shù)中，保護(hù)電位是基本的控制指標(biāo)。陰極保護(hù)適合的體系：從理論上來講，任何體系都可以。但在工程上作為一種腐蝕控制技術(shù)還要求保護(hù)電流密度比較小，在經(jīng)濟(jì)上才合算。陰極保護(hù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可以用保護(hù)效益Z來衡量腐蝕體系的陰極極化率大，陽極極化率小(即陰極極化曲線陡而陽極極化曲線平)，則隨著電位負(fù)移，金屬腐蝕速度減小快，而保護(hù)電流密度增加慢，保護(hù)效益也就較大，可以滿足經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面的要求。工業(yè)上

4、應(yīng)用陰極保護(hù)的腐蝕體系是：土壤、海水、河水等環(huán)境中的碳鋼管道、構(gòu)筑物、設(shè)備。*確定保護(hù)電位時(shí)應(yīng)考慮兩個(gè)方面的因素：第一，從保護(hù)效果來講，Epr越負(fù)越好。第二，析氫反應(yīng)的影響。析氫是使極化電流密度迅速增大，保護(hù)效益降低；析氫還可能造成對(duì)設(shè)備金屬材料的危害，如氫脆問題，以及對(duì)金屬表面涂層的破壞。陰極保護(hù)舉例：測(cè)量陰極極化曲線，確定是否適宜采用陰極保護(hù)。從極化曲線上確定保護(hù)電位，及相應(yīng)的保護(hù)電流密度。計(jì)算保護(hù)度：測(cè)量極化曲線得出保護(hù)電位的大致范圍后，將試樣恒定在不同的極化電位，經(jīng)過適當(dāng)?shù)谋┞稌r(shí)間，用失重法

5、測(cè)量金屬的腐蝕速度，從而計(jì)算不同極化電位下的保護(hù)度。防護(hù)技術(shù)電位(mv.sce)-1000-900-800123456789電流密度(A/m2)碳鋼在聯(lián)堿鹽析結(jié)晶器溶液中的陰極極化曲線引自?電化學(xué)保護(hù)在化肥生產(chǎn)中的應(yīng)用?P711:靜態(tài)2:微攪動(dòng)溶液成分：Fnh?56滴度CnH?42.5滴度Cl-　113滴度Na+　70.5滴度常溫0.3180.55防護(hù)技術(shù)碳鋼在聯(lián)堿鹽析結(jié)晶器溶液中的保護(hù)參數(shù)保護(hù)電位（nv/sce)-850-900-950-1000-1050保護(hù)電流密度(A/m2)00.3180.5

6、51.273.2腐蝕速度(mm/y)1.0840.2070.04040.02710.01700.0165保護(hù)度(%)080.996.397.598.498.5析氫情況產(chǎn)生少量氫氣泡大量析氫試驗(yàn)時(shí)間:144小時(shí)溶液成分:FnH?64滴度CNH?28.8滴度Cl-100滴度試驗(yàn)溫度：常溫引自?電化學(xué)保護(hù)在化肥生產(chǎn)中的應(yīng)用?P74防護(hù)技術(shù)金屬或合金參　比　電極Cu/飽和CuSO?Ag/AgCl/海水(2)Ag/AgCl/飽和KClZn/潔凈海水鐵與鋼含氧環(huán)境缺氧環(huán)境-0.85-0.95-0.80-0.90

7、-0.75-0.85+0.25+0.15鉛-0.6-0.55-0.5+0.5銅合金-0.5~-0.65-0.45~-0.6-0.4~-0.55+0.6~+0.45鋁(3)正的極限值負(fù)的極限值-0.95-1.2-0.90-1.15-0.85-1.1+0.15-0.1一些金屬的保護(hù)電位(單位：V)（1）比表數(shù)據(jù)取自1973年8月英國標(biāo)準(zhǔn)研究所制定的陰極保護(hù)規(guī)范（2）海水指潔凈，并未稀釋的海水（3）鋁進(jìn)行陰極保護(hù)時(shí)，電位不能太負(fù)，否則會(huì)加速腐蝕，產(chǎn)生負(fù)保護(hù)效應(yīng)防護(hù)技術(shù)鋼鐵的（陰極保護(hù)）保護(hù)電流密度環(huán)境條件

8、Ipr(mA/m2)環(huán)境條件Ipr(mA/m2)稀硫酸海水淡水高溫淡水高溫淡水室溫流動(dòng)流動(dòng)氧飽和脫氣1201506018040中性土壤中性土壤中性土壤混凝土混凝土細(xì)菌繁殖通氣不通氣含氯化物無氯化物40040451＜金屬防蝕技術(shù)便覽＞幾個(gè)腐蝕體系的陽極保護(hù)參數(shù)金屬溶液溫度°C致(A/m2)維(A/m2)Epp~Etp(v.sce)碳鋼碳鋼碳鋼不銹鋼50%H?So?碳銨生產(chǎn)碳化液25%NH?oH67%H?So?2740室溫242325300左右2.656310.5~1<0