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阴极保护技术探讨 目录 基础知识篇 阴极保护简介 阴极保护的相关定义 阴极保护的分类及组成 阴极保护参数的测量 结论 基础知识篇 关于电极的一些基本规定 1. 按电极电位的高低分：电位高者为正极； 电位低者为负极。 并规定外电路中电流方向：正极 → 负极 2. 按电极反应分：发生氧化反应者为阳极； 发生还原反应者为阴极。 3. 一般地，对原电池的电极称正极或负极； 对电解池的电极称阳极或阴极。 原电池中,正极=阴极,负极=阳极; 电解池中,正极=阳极,负极=阴极 基础知识篇 电化学腐蚀 电化学腐蚀指金属与电解质因发生电化学反应而产生的破坏。 特点：在腐蚀过程中有电流产生 腐蚀过程可表示如下： 氧化反应：Fe→Fe2++2e 还原反应：O2+2H2O+4e→4OH- 2H2O+2e→H2+2OH- 基础知识篇 基础知识篇 腐蚀电池形成的充分必要条件： 1)、必须有阴极和阳极。 2)、阴极和阳极之间必须有电位差 。 3)、阴极和阳极之间必须有金属的电流通道。? 4)、阴极和阳极必须浸在同一电解质中，该电解质中有流动的自由离子。 基础知识篇 腐蚀控制 腐蚀的控制方法应根据腐蚀机理的不同和所处环境条件的不同，采用相应的腐蚀控制方法， 在油气管道保护过程中应用最为广泛的控制金属腐蚀的方法为以下五类： 1、选择耐腐蚀材料 2、控制腐蚀环境 3、选择有效的防腐层 4、阴极保护 5、添加缓蚀剂 阴极保护简介 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位，称之为该金属的腐蚀电位（自然电位）。腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子，我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如，铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀而阴极区得到电子受到保护。 阴极保护的原理 （1）是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液 （2）通过施加外加的电动势把电极的腐蚀电位移向氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。 阴极保护的相关定义 1、自然电位 自然电位是金属埋入土壤后，在无外部电流影响时的对地电位。自然电位随着金属结构的材质、表面状况和土质状况，含水量等因素不同而异，一般有涂层埋地管道的自然电位在-0.4V～0.7V(CSE)之间，在雨季土壤湿润时，自然电位会偏负，一般取平均值-0.55V。 德国标准DIN30676中自然电位的范围 阴极保护的相关定义 2、保护电位： 保护电位是指阴极保护时使金属腐蚀停止时所需要的电位值。 3、保护电流密度： 保护电流密度系指被保护构筑物单位面积上所需的保护电流。 4、最小保护电流密度： 使金属腐蚀下降到最低程度或停止时所需要的保护电流密度，称作最小保护电流密度，其常用单位为mA/m2表示。处于土壤中的裸露金属，最小保护电流密度一般取10mA/m2。新建沥青管道最小保护电流密度为30—50μA/m2，环氧粉末的管道一般为10--30μA/m2，新建储罐罐底板最小保护电流密度为1--5mA/m2，老罐为5—10mA/m2 阴极保护的相关定义 5、最大保护电位 如前所述，保护电位不是愈低愈好，是有限度的，过低的保护电位会造成管道防腐层漏点处大量析出氢气，造成涂层与管道脱离，即阴极剥离，不仅使防腐层失效，而且电能大量消耗，还可导致金属材料产生氢脆进而发生氢脆断裂，所以必须将电位控制在比析氢电位稍高的电位值，此电位称为最大保护电位，超过最大保护电位时称为“过保护”。 6、最小保护电位 为使腐蚀过程停止，金属经阴极极化后所必须达到的绝对值最小的负电位值，称之为最小保护电位。 最小保护电位也与金属的种类、腐蚀介质的组成、温度、浓度等有关。最小保护电位值常常是用来判断阴极保护是否充分的基准。因此该电位值是监控阴极保护的重要参数。 实验测定在土壤中的最小保护电位为－0.85V（相对饱和CSE）。 阴极保护的相关定义 7、瞬时断电电位： 在断掉被保护结构的外加电源或牺牲阳极0.2—0.5秒中之内读取得结构对地电位。由于此时没有外加电流从介质中流向被保护结构，