牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理
阴极保护有几种方式
邦信防腐阴极保护有几种方式？阴极保护分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。
一、牺牲阳极法它是由一种比被保护金属电位更负的金属或合金与被保护的金属电连接所构成。
在电解液中，牺牲阳极因较活泼而优先溶解，释放出电流供被保护金属阴极极化，实现保护。
作为牺牲阳极材料，必须能满足以下要求：1、要有足够负的稳定电位；2、自腐蚀速率小且腐蚀均匀，要有高而稳定的电流效率；3、电化学当量高，即单位重量产生的电流量大；4、工作中阳极极化要小，溶解均匀，产物易脱落；5、腐蚀产物不污染环境，无公害；6、材料来源广，加工容易，价格低廉。
常用的牺牲阳极品种有镁基、锌基和铝基合金3类。
二、强制电流法它是由外部的直流电源直接向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化，达到阴极保护>阴极保护的目的。
它由辅助阳极、参比电极、直流电源和相关的连接电缆所组成。
辅助阳极的功能是把保护电流送入电解质流到保护体上，故阳极工作时处在电解状态下。
对辅助阳极的基本要求有：1、导电性好；2、排流量大；3、耐腐蚀，消耗量小，寿命长；4、具有一定的机械强度、耐磨、耐冲击震动；5、容易加工、便于安装；6、材料易得、价格便宜。
按阳极的溶解性能，辅助阳极可分为：可溶性阳极（如钢、铝）、微溶性阳极（如高硅铸铁、石墨）、不溶性阳极（如铂、镀铂、金属氧化物）3大类。
直流电源是强制电流的动力源，它的基本要求是稳定可靠，能长期连续运行，适应各种环境条件。
常见的直流电源有：整流器、恒电位仪、恒电流仪、热电发生器、密闭循环蒸汽发电机（CCVT）、太阳能电池、风力发电机、大容量蓄电池等。
外加电流的阴极保护法原理
外加电流的阴极保护法原理外加电流的阴极保护法的原理是利用外加电流控制金属结构表面电位，使其保持在一个稳定的负电位区域，从而防止金属结构腐蚀。
在这个过程中，外加电流通过阳极和阴极之间的电解液流动，形成阴极保护电位场，防止了金属的电化学反应。
下面将对外加电流的阴极保护法的原理进行详细的解释。
阴极保护的基本原理是根据电位差。
金属在空气或水中容易发生电化学反应，从而导致腐蚀。
在自然环境中，金属电位受到多种大气因素、水质和离子等影响，难以控制。
而采用外加电流的阴极保护法，通过电化学反应调节阴极电位保护金属，达到有效地抵制腐蚀的作用。
在阴极保护系统中，金属结构是作为阴极，电源是以阳极连接。
通过控制外加电流，控制阳极与阴极之间的电位差，使金属结构的电位维持在一个稳定的阴极保护电位区间。
这个区间一般为-800 mV至-1050 mV，具体的阴极保护电位还要根据金属结构和使用环境的具体情况来确定。
该电位差表示金属较低电位的范围，防止了金属发生电化学反应。
阴极保护电位的调节是通过外加电流的控制来实现的。
外加电流可以根据金属结构的不同和使用环境的不同而调节，以维持金属的电位稳定在阴极保护区间。
在外加电流的过程中，阳极和阴极之间的电解液流动，形成阴极保护电位场。
阴极保护电位场的形成需要满足一定的条件。
首先，金属表面必须充分暴露在电解液中，以便流动的离子与金属接触。
其次，电解液的电导率要足够高，以便电子和离子能够流动。
最后，通过控制电源的电流，使得阴极电位在一个稳定的负值区间内，从而防止了金属的电化学反应。
在阴极保护电位场中，金属表面经过保护，金属离子和电子的流动受到限制，从而减少了金属的腐蚀。
同时，电流对金属也具有一定的影响。
当外加电流过大时，电极周围的电解质会发生电化学反应，导致电极和电解质中的物质发生变化，从而导致电极腐蚀。
因此，外加电流的大小和金属结构的阴极保护电位需要严格控制。
阴极保护技术是船舶和海洋工程中常用的一种技术，该技术可以显著地减少金属结构的腐蚀，延长金属结构的使用寿命。
阴极保护方法
阴极保护方法采用阴极保护技术延缓钢铁构筑物的腐蚀主要有两种方法：牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。
牺牲阳极阴极保护就是在金属构筑物上连接或焊接电位较负的金属,如铝、锌或镁。
阳极材料不断消耗,释放出的电流供给被保护金属构筑物而阴极极化，从而实现保护。
外加电流阴极保护是通过外加直流电源向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化。
该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构。
牺牲阳极与外加电流优缺点比较：一、强制电流优点:1.输出电流连续可调2.保护范围大3.不受环境电阻率4.影响工程越大越经济5.保护装置寿命长缺点：1.需要外部电源2.对邻近金属构筑物干扰大3.维护管理工作量大二、牺牲阳极优点:1.不需要外部电源2.对邻近构筑物无干扰或很小3.投产调试后可不需管理4.工程越小越经济5.保护电流分布均匀，利用率高缺点：1.高电阻率环境中不宜使用2.保护电流几乎不可调3.覆盖层质量必须好4.投产调试工作复杂5.消耗有色金属三、排流保护（一）极性排流：优点：1.利用杂散电流保护管道2.经济实用3.方法简单，只需简单管理4.有杂散电流时，可自动防止杂散电流腐蚀缺点：1.对其他构筑物有干扰影响2.干扰源停运时，保护体得不到保护3.易造成过负电位（二）强制排流优点：1.保护范围广2.电压、电流连续可调3.以干扰源的负馈线代替辅助阳极，结构简单4.干扰源停运时，保护体仍被保护5.不存在阳极干扰缺点：1.对其他构筑物有干扰影响2.需要外部电源3.排流点易过保护。
外加电流的阴极保护原理
外加电流的阴极保护原理外加电流的阴极保护原理是一种利用外加电流对金属结构进行防腐蚀保护的技术。
在金属结构中，阴极往往是容易被腐蚀的部分，因为它们是电化学反应中接受电子的部分。
外加电流的阴极保护原理就是通过将金属结构设为阴极，在金属表面形成一层阴极保护膜，从而减少阴极的电极反应速率，达到延迟或阻止金属结构的腐蚀过程。
外加电流的阴极保护原理基于两种电化学反应：阴极反应和阳极反应。
阴极反应是金属结构表面的电解反应，而阳极反应则发生在与阴极相对的阳极区域。
在阴极保护过程中，通过加入外部直流电源，将金属结构设为阴极，使得阳极反应从金属结构转移到其他区域。
这种外加电流通过减慢或抑制金属结构表面的腐蚀反应，来保护金属结构免受腐蚀。
在外加电流的阴极保护原理中，阴极保护的效果主要与电流密度、电解液的成分和浓度、金属结构的材料和表面处理以及金属结构的形状和尺寸等因素有关。
首先，电流密度是外加电流阴极保护的关键因素。
适当的电流密度有助于形成均匀且致密的保护膜。
如果电流密度过低，保护膜的形成速度会很慢，导致保护效果不佳；而电流密度过高，则会导致阴极反应速率过快，形成非致密保护膜，导致保护效果变差。
其次，电解液的成分和浓度也非常重要。
电解液一般由一种或多种阴离子和阳离子组成。
其中，阴离子起到腐蚀抑制和保护膜形成的作用，而阳离子则对电流的传输起到重要的作用。
适当选择电解液的成分和浓度可增加保护膜的致密性和稳定性，提高阴极保护效果。
再次，金属结构的材料和表面处理也影响着阴极保护的效果。
金属材料的选择应考虑其在电解液中的耐蚀性和导电性。
此外，金属结构的表面处理方法对保护膜的生成有重要影响。
常见的表面处理方法包括沉积涂层、镀锌、喷涂和阳极氧化等。
最后，金属结构的形状和尺寸也会对阴极保护的效果产生影响。
金属结构的形状和尺寸影响着电流的分布和传输。
通常情况下，金属结构的小曲率区域会形成高电流密度区域，导致保护膜生成较快，而大曲率区域则会形成低电流密度区域，保护效果相对较差。
阴极保护外加电流阴极保护基本概念
外加电流阴极保护基本概念我们都知道常用的阴极保护方法有两种，一种是牺牲阳极阴极保护，另外一种是外加电流阴极保护，前面我们关于牺牲阳极阴极保护的案例已经讲过很多了，今天我们重点讲一下外加电流阴极保护。
外加电流阴极保护，简单点说就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。
在工程中主要是用于保护金属管道和储罐不被电化学腐蚀。
外加电流阴极保护的目的就是防止金属电化学腐蚀。
在对金属管道阴极保护施工过程容易出现两种情况：第一种情况是地下管网在出地面后没有与地上部分进行金属绝缘隔离。
第二种情况是地下接地网与地下管道接触，造成短路导通，造成阴极保护系统不能正常工作。
管道与管道连接的设备是与接地网连接的，也就是说，地上管道是与接地导通的。
所以要使阴极保护系统正常工作，必须将地上管道与地下管道之间做隔离，第一方法是在地上管道与地下管道之间加装绝缘隔离接头;第二种方法是在地下管道与地上管道之间加装法兰隔离措施，在法兰处加装绝缘垫片，同时在法兰螺栓处加装绝缘套管和绝缘垫片。
采用这种的法兰连接方法后，法兰两侧的管道就被电气隔离了。
法兰连接后，要求做连续性测试，如果测试结果是导通的，说明垫片有破损或者某个套管有损伤导致法兰导通。
如果测试结果是断开的，说明采用这种措施达到了电气隔离的目的。
阴极保护系统实际应用过程中，大部分采用第一种方法，也就是在地下管道与地上管道之间加装绝缘隔离连接头。
外加电流阴极保护在大面积和大电流环境中，经济效益比较高，而且电流可以调节，使用寿命较长，而且保护范围比较大，因此在大的管道工程中有着无法取代的地位，但是外加电流阴极保护施工，大部分工作内容在地面以下，属于隐蔽工程。
而一些问题通常是在后期检查、测试的时候才发现。
这时候项目临近中交，地面基本硬化完成，设备也安装完成。
一旦发现问题，处理起来，费时费力，既增加成本，又影响工期。
所以，要在施工过程中，分析潜在的风险和容易出现的问题，及时采取相应措施来规避这些风险、处理好这些问题，从而确保进度、质量和成本控制，使项目顺利竣工，投入运营。
外加电流的阴极保护原理
外加电流的阴极保护原理外加电流的阴极保护原理是一种利用外部电源向金属结构施加电流，以减缓或阻止金属结构的腐蚀过程的方法。
这种方法通常用于防止钢铁结构在潮湿、盐碱环境中的腐蚀，以及减少管道、船舶、海洋平台等金属结构的腐蚀速度。
在这种保护原理下，金属结构的腐蚀过程会被转移至外部电流的阳极区，从而保护了金属结构的阴极区。
外加电流的阴极保护原理的基本原理是通过向金属结构施加一个与其自然电位相反的电流，使金属结构的电位向负方向移动，从而使其成为一个电化学上的“阴极”。
这样一来，金属结构的腐蚀过程就会被减缓或阻止，从而达到了保护金属结构的目的。
在实际应用中，外加电流的阴极保护原理通常通过在金属结构表面安装阳极和外部电源来实现。
阳极通常由惰性金属或铁、铝合金制成，外部电源则通过控制器对阳极施加适当的电流。
当外部电流施加到金属结构上时，金属结构的电位会发生变化，从而形成一个保护性的电位。
外加电流的阴极保护原理具有许多优点。
首先，它能够提供持久的保护效果，有效延长金属结构的使用寿命。
其次，它能够在不影响金属结构外观和性能的情况下实现保护效果。
此外，它还能够适应不同环境条件下的保护需求，如海洋环境、土壤环境等。
然而，外加电流的阴极保护原理也存在一些局限性。
首先，它需要一定的设备和技术支持，成本较高。
其次，对于大型金属结构的保护效果可能受到影响，需要进行详细的设计和施工。
此外，外加电流的阴极保护原理在一些特殊环境条件下可能会出现效果不佳的情况，需要谨慎应用。
总的来说，外加电流的阴极保护原理是一种有效的金属结构腐蚀防护方法，通过施加外部电流改变金属结构的电位，实现了对金属结构的保护。
在实际应用中，需要根据具体情况进行详细的设计和施工，以确保保护效果的实现。
同时，也需要注意其局限性，合理选择保护方案，以达到最佳的保护效果。
外加电流的阴极保护原理
外加电流的阴极保护原理
阴极保护是一种常用的金属防腐蚀方法。
当金属处于电解质中时，会发生电化学反应，金属表面形成阳极和阴极。
阴极保护的原理就是通过施加外加电流，将金属件的表面设置为阴极，使其与电解质中的阳极直接相连，从而抑制或减少金属腐蚀的发生。
外加电流的阴极保护原理是基于电化学原理的。
施加外加电流后，金属件表面的阴极反应将被加强，阻止阳极反应的进行，从而降低了金属的腐蚀速率。
阴极保护通常通过两种方式实现：
1. 电流阴极保护：在金属件周围放置一个外部供电的电源，使金属件处于恒定的负电位状态，将金属件设为阴极。
由于金属处于阴极状态，金属的电位会变得较低，使其成为电解质中的阴极反应发生的位置。
这样，金属的腐蚀就通过阴极反应得到抑制。
2. 防护层阴极保护：在金属表面涂覆一层可溶性阳极材料或者不溶性阳极材料。
当电流通过涂层时，阳极材料会发生氧化反应，而金属件成为电化学电池中的阴极。
通过这种方式，涂层的阳极材料将受到腐蚀，而金属件则不会受到腐蚀，实现了对金属的保护。
这样，通过施加外加电流，金属阴极保护可以阻止或者减缓金属的腐蚀反应，延长金属的使用寿命。
这种方法广泛应用于海洋设施、油气管道等需要长期暴露于潮湿和腐蚀环境的金属结构。
天然气埋地管道临时阴极保护方案施工长输管道阴极保护原理及运行管理
天然气埋地管道临时阴极保护方案施工长输管道阴极保护原理及运行管理河南汇龙合金材料有限公司一、阴极保护原理阴极保护的原理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。
有两种办法可以实现这一目的，即，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。
1、牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。
该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于1安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于100欧姆·米）的金属结构。
如，城市管网、小型储罐等。
根据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年，最多5年。
牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。
本人认为，产生该问题的主要原因是阳极成份达不到规范要求，其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。
因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。
2、外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电流从土壤中流向被保护金属，使被保护金属结构电位低于周围环境。
该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管道，大型罐群等。
二、阴极保护投入前的准备和验收(一) 阴极保护投入前对被保护管道的检查1、管道对地绝缘的检查从阴极保护的原理介绍，已得知没有绝缘就没有保护。
为了确保阴极保护的正常运行，在施加阴极保护电流前，必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。
应检查管道的绝缘法兰的绝缘性能是否正常；管道沿线布置的设施如阀门、抽水缸、闸井均应与土壤有良好的绝缘；管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确有效的绝缘处理措施。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理牺牲阳极阴极保护（Sacrificial anode cathodic protection）是
一种常用于金属结构防腐蚀的方法，也被称为阳极保护。
该原理是通过在
被保护金属表面上安装一种具有更高的电位的金属（通常是锌、铝或镁）
作为“牺牲阳极”，使其成为阴极而被腐蚀，从而保护被保护金属的阴极。
牺牲阳极保护的原理基于电池原理。
当两种不同电位的金属直接接触时，会形成一个局部电池。
在这个局部电池中，电流从更高电位的金属
（阳极）流向更低电位的金属（阴极）。
通过将一种轻易腐蚀的金属作为
牺牲阳极，我们可以使其作为一个阴极，吸引任何电流，从而将其腐蚀而
保护被保护金属。
牺牲阳极的选择是基于金属间的电位差以及被保护金属的面积。
通常
情况下，被保护金属的面积较大，因此可以选择电位差较大的牺牲阳极。
例如，在防腐蚀中使用锌作为牺牲阳极，它的电位较为负值，可以吸引大
量的电流并保护被保护金属。
外加电流阴极保护（Impressed current cathodic protection）是
另一种常用的防腐蚀方法，与牺牲阳极保护相比，它使用外部电源提供电流，而不是依赖于被保护金属表面的牺牲阳极。
外加电流阴极保护的原理是通过在被保护金属表面施加一定的电流，
使其成为一个阴极，在电子层面上抵消金属的阳极解溶反应。
这种方法通
常需要在被保护金属表面设置一个或多个附加的阴极（通常是一个带有导
线的金属板或一组金属杆），并通过外部电源将电流传输到这些阴极上，
然后通过电解作用来保护被保护金属的阴极。
外加电流阴极保护需要精确地控制电流的大小和分布，以确保被保护
金属的各个部分都能得到充分的保护。
通过控制电流的大小和方向，可以
有效地减少金属结构的腐蚀速率和损坏。
此外，外加电流阴极保护还可以
通过适当地调整电流的大小来对不同的金属结构进行保护。
总结而言，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护都是常用的防腐蚀
方法。
牺牲阳极保护通过使用具有更高电位的金属作为牺牲阳极来保护金
属结构。
而外加电流阴极保护则是通过外部电源施加电流来保护金属结构。
这两种方法都有其适用的场景和优势，可以根据具体情况选择使用。