阴极保护

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埋地钢质管道采用阴极保护具有十分重要的经济意义

  埋地钢质输油管道普遍存在电化学腐蚀.与此相应的电化学保护方法之一牺牲阳极阴极保护法得到了广泛应用。材料在介质作用下由于发生化学作用、物理作用而导致的破坏现象称为腐蚀。其中物理作用导致的溶解破坏(物理腐蚀)仅在介质为液态金属时才发生。工程实践中普遍存在的是由于化学作用导致的腐蚀破坏称为腐蚀。

  腐蚀反应有两种途径:其一为化学腐蚀· 其二为电化学腐蚀。在化学腐蚀过程中,电子的传递是在金属与介质间直接进行的,没有腐蚀微电流产生,化学腐蚀与电位及电位变,不能用电化学方法进行保护由于金属是电子的良导体,如果介质是离子导体,金属的腐蚀(或被氧化)与介质中被还原的物质获得电子这两个过程,可以同时而等价地在金属表面的不同部位进行。金属被氧化后成为正价离子(包括络合离子)进入介质或成为难溶化合物留在金属表面,此为阳极反应过程。

  金属腐蚀时从阳极流到阴极的电流是腐蚀电池内部的电子流.其值与金属腐蚀速度成正比如果将外部的电流加到金属上.使金属内部的电干流减小到一个很小的值甚至为零,则可减缓甚至阻止金属腐蚀.此方法称为电化学保护方法。分为阳极保护方法和阴极保护方法,前者是使金属电位正移到钝化区.仅适用于在介质中具有活化一钝化转变性能的金属.后者是使金属电位负移进入稳定区,该法适用于一切金属,因而应用十分广泛。

  将金属结构用导线连接到电位较负的另一金属材料上并同时浸入同一电解液中(称为牺牲阳极阴极保护)或用导线将金属结构接到直流电源的负极。将辅助阳极接到直流电源的正极(称为外加电流阴极保护)就会有外加电子流入阴极)表面上。当外加的电子来不及与电解质溶液中的某些物质起作时。就会在阴极表面积聚起来,导致阴极表面电概电位向负的方向移动,即产生阴极极化。这时金属结构微阳极区释放电子的能力就受到阻碍。施加的阴极电流越大,电子积累就会越多,金属结构表面上的电极电位就越负,微阳极释放电子的能力就越弱。当金属结构表面阴极极化到某一值时,微阴极和徽阳极达到等电位。阴阳极间电位差为零,腐蚀原电池的作用就被迫停止,微阳极释放电子的能力完全消失,金属内部腐蚀电流为零。相应阴极金属的腐蚀也被迫停止。

  在阴极保护工程中,以牺牲阳极阴极保护方法历史最悠久,应用也最广泛。我国各油田埋地钢质输油管道的阴极保护基本都采用这种方式进行,金属材料普遍存在电化学腐蚀,因此采用电化学方法进行防护具有十分重要的技术经济意义。


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