阴极保护原理培训学案.ppt

腐蚀原理 阴极保护原理与工程 东营奥科防腐 薛萌 2013年1月 阴极保护的原理 第一章 腐蚀原理 1.1 腐蚀是什么？ 腐蚀的定义：腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学反应导致金属破坏的过程。 按照腐蚀原理可分为： 化学腐蚀 定义：指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。 特点：腐蚀过程中无电流的产生。 根据介质的不同它又可分为： （1）.气体腐蚀 （2）.在非电解质溶液中的腐蚀 电化学腐蚀： 定义：指金属表面与电解质因发生电化学反应而引起的破坏。 特点：腐蚀过程中有电流的产生。 腐蚀发生的示意图 Fe→Fe+++2e O2+2H2O+4e-→4OH- 2H2O+2e-→H2+2OH- ※ 通常工程材料自在常温条件下含水环境中的腐蚀是一种自然的电化学腐蚀 ★ 含水的环境通常成为电解质 ⊙腐蚀发生的四个必要条件： 第二章 阴极保护的原理 2.1 阴极保护的历史 1936年在伊拉克首都发现一个受阴极保护的壶 铜保层的保护(1824年) ㊣锌、铁可以对铜进行阴极保护 3. 铁的早期保护。 1834年－－－法拉第→阴极保护原理奠定基础 1890年－－－爱迪生→提出强制电流保护船舶 1902年－－－柯恩→ 实现了爱迪生的设想 1906年－－－德国建立第一个阴极保护厂 1913年－－－命名为电化学保护 1905年－－－美国－－－用于锅炉保护 1924年－－－铁路上的蒸汽锅炉 第三章 腐蚀发生的不同类型 第四章 阴保系统构成 第五章 牺牲阳极及外加电流 阴极保护比较 电网变化超出10%，输出稳定度降低，纹波增大 输出性能受电网波动 影响小 电网适应能力 0.7 0.9 功率因数 10%（50%额定输出） 1%以内（全范围） 纹波系数 误差1%～3% 误差≤1% 控制精度 柜式 台式、卧式、壁挂式 结构形式 大 需起重机械搬运 小 约为相控恒电位仪的1/5，可单人搬运 体积\重量 70% 90% 效 率 普通二极管，可控硅， 工频变压器 DSP、CPLD、AVR、FLASH、IGBT、MOSFET，快恢复二极管，高频磁性材料 特征器件 必须现场维护 模块化结构，维护简便 可维护性 少量/无 支持几乎无限多台恒电位仪联网使用 多机联网 无 有 无线数据 远程通讯 无 自动记录本机运行数据 数据存储 模拟控制 数字控制 控制方式 可控硅、磁饱和恒电位仪 数控高频开关恒电位仪 　 奥科 -- IHF数控高频开关恒电位仪与可控硅、磁饱和恒电位仪性能对比 * 腐蚀原理 腐蚀原理 Fe→Fe+++2e- O2+H2O+4e-→4OH- -离子 ＋离子 电解质 电流 阳极 阴极 金属 e- 电流 图1 微分腐蚀电池的结构示意图 腐蚀原理 1) 必须有阳极或阳极区； 2) 必须有阴极或阴极区； 3) 阳极和阴极之间应电性连接 4) 阳极和阴极必须置于导电性介质中 （通常是水或土壤)。 腐蚀原理 阴极保护原理 2.3 阴极保护的分类和特点 2.3.1 分类 阴极保护分为：外加电流和牺牲阳极阴极保护 外加电流是在回路中串入一个直流电源，借助辅助阳极，将直流电通向被保护的金属，进而使被保护金属变成阴极，实施保护，如图所示。 牺牲阳极法是用一种电位比所要保护的金属还要负的金属或合金与被保护的金属电性连接在一起，依靠电位比较负的金属不断地腐蚀溶解所产生的电流来保护其它金属的方法。 2.2 阴极保护的原理 牺牲阳极保护的原理 强制电流保护示意图 2.3.2 特点 一、强制电流 1、优点 A: 驱动电压高，能够灵活地在较宽的范围内控制阴极保护电流输出量； B: 在恶劣的腐蚀条件下或高电阻率的环境中也适用； C: 选用不溶性或微溶性辅助阳极时，可进行长期的阴极保护； D: 每支辅助阳极床的保护范围大，当管道防腐层质量良好时，一个阴极保护站的保护范围可达数十公里； E: 对裸露或防腐层质量较差的管道也能达到完全的阴极保护 特点：必须有常年供电的直流电源和长寿命辅助阳极地床 2、缺点 A: 一次性投资费用偏高，而且运行过程中需要支付电费； B: 阴极保护系统运行过程中，需要严格的专业维护管理； C: 离不开外部电源，需常年外供电； D：对邻近的地下金属构筑物可能会产生干扰作用。 二、牺牲阳极阴极保护 特点： 不需要外加直流电源，但牺牲阳极材料具备电位足够负且长期保持该负电位的电化学性能。 优点： 一次投资费用偏低，且在运行过程中基本上不需要支