阴极保护

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阴极保护控制参数

 

在实施阴极保护时,判断金属是否能够得到完全保护,主要通过保护电位和保护电流密度来确定。

1保护电位

保护电位是指进行阴极保护的金属停止腐蚀时所需要的电位值。为了使金属完全停止腐蚀,必须使其电位极化至阳极金属相的平衡电位,这时的电位称为最小保护电位。也就是说,只有当保护电位等于或者更负于最小保护电位时,金属才能达到完全保护。最小保护电位的大小与金属的种类、环境(如温度)和介质条件(如成分、浓度等)有关。常见金属在常见环境下的最小保护电位值可通过经验数据和实验来确定。对于有些不知道的少见环境下金属的最小保护电位,可采用比腐蚀电位中c-0.2~0.3v(对钢铁)和一0.15v(对铝)的方法来确定。但这种估计是粗略的,对于具体的情况,若无经验数据,最好通过实验确定最小保护电位值。但是,金属的保护电位也不是越负越好,而是有一定的范围。例如,铁在海水环境中的保护电位应在-0.80~.1.0V(vs.SCE)之间,因为当电位比-0.8V更正时,金属不能得到完全的保护,而当电位比-1.0V更负时,阴极上易发生析氢反应,生成的氢气不仅破坏表面防腐涂层,还容易发生氢脆。因此,在实际情况中,不仅要确定最小保护电位,也要确定最大保护电位。

2保护电流密度

  保护电流密度是指被保护的金属构筑物单位面积所需要的保护电流。保护电位为最小保护电位时对应的保护电流密度成为最小保护电流密度。最小保护电流密度的数值与多种影响因素有关,如金属表面状态(有无涂层,漆膜的破损程度,污损生物的附着情况等)、介质条件(如成分、浓度、温度、流速等)等。金属在介质中的腐蚀性越强,阴极极化程度越低时,所需的保护电流密度越大。因此凡是增大腐蚀速率、降低阴极极化的因素,如温度升高、压力增大、流速加快等,都能使最小保护电流密度增加。以海水中的钢构筑物为例,不同海水深度处的海水温度、溶氧量、pH值、海水流速以及细菌和生物附着生长情况不同,所需的保护电流密度也不同。若保护电流密度选取不当,偏低时易造成金属腐蚀,偏高时不仅造成能源浪费还可能引起钢材氢脆。在上述两个参数中,保护电位是最主要的数。因为电极电位决定金属的电极过程,并依此判断和控制阴极保护是否完全。在保护过程中,当电位一定时,电流密度会随环境条件的变化而变化,故只是一个次要因素。

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