阴极保护和阳极保护技术
阴极保护原理
1．关于阴极保护原理的叙述如前面所述，阴极保护护就是以通电的方法使被保护物成为阴极，由此减缓、避免腐蚀。
阴极保护实现的技术有两种：一是外加电流阴极保护也称强制（电流）阴极保护，二是牺牲阳极（阴极）保护。
实体布局请见示意图。
关于它们实现阴极保护的过程，许多书籍、资料都有叙述，下面从积累的摘录（也可参照示意图）：（1）“用金属导线将管道接在直流电源的负极，将辅助阳极接在电源的正极，构成保护回路，如图阴极保护模型所示。
从图中可以看出，管道实施阴极保护时，有[b]外加电子注入管道表面。
当外加的电子来不及与电解质溶液中的某些物质起作用时，就会在金属表面积聚起来，导致阴极表面金属电极电位向负方向移动，即产生阴极极化。
[/ b]这时，微阳极区金属释放电子的能力就受到阻碍。
施加的电流愈大，电子积累就会越多，金属表面的电极电位就越负，微阳极区释放电子的能就越弱，换句话说，就是腐蚀电池二极间的电位差变小，阳极电流Ia越来越小。
当金属表面阴极极化到一定值时，阴、阳极达到等电位，腐蚀电池的作用就被迫停止。
此时，外加电流Ip等于阴极电流Ic，即Ia=0，这就是阴极保护的基本原理。
”这是一本石油工人技能培训教材里的叙述，是较最详细的一种，差不多的叙述在类似的书或小册子里常可见到。
（2）“在每种条件下，管线表面都会出现阳极区和阴极区，[b]在阳极区电流由管线钢表面流出，进入周围环境电解质（土壤和水），管线在该区域将会发生腐蚀。
在阴极区，电流由电解质流到管线表面上，该区域的腐蚀速率将减小。
[/b]基于上述观点，很明显，若[b]使得管线表面暴露的每一点都有电流流入，那么就可以减小腐蚀速率。
准确地说，这就是阴极保护所要完成的任务，直流电被强制地流到管线表面上，这一直流电可以使管线的电位向负方向偏移，导致金属腐蚀速率减小。
[/b]当适当调整电流大小并使其超过由阳极区释放的腐蚀电流时，将会有净电流注入管线表面的这些区域上，管线的整个表面将是阴极，腐蚀速率被减小，……阴极保护工程师的主要工作就是决定将腐蚀速率减小到可以接受水平时所需的阴极保护实际水平，腐蚀监测并结合阴极保护准则常常被用于这一决策。
阴极保护_精品文档
阴极保护引言：阴极保护是一种常用的金属腐蚀防护方法，主要应用于金属设备、管道、船舶和建筑等领域。
通过采取适当的措施，将金属材料的电位移到更负的方向，从而减少金属材料的腐蚀速度。
本文将介绍阴极保护的原理、应用领域、常用方法以及一些优缺点。
一、阴极保护的原理阴极保护是基于金属腐蚀的电化学原理而实施的一种防护方法。
金属腐蚀是指金属在水、空气、土壤等介质中，受到氧化或其他化学物质作用而逐渐破坏的过程。
通过施加外加电源，将金属材料的电位移向更负的方向，实施阴极保护，可以有效地减缓金属的腐蚀过程。
具体而言，阴极保护主要包括两种方式：1) 通过阴极电流的施加，在结构表面形成一个足够厚度的电子屏蔽，从而降低腐蚀的速率；2) 通过阳极材料的提供，以消耗环境中的氧气而达到抑制腐蚀的效果。
二、阴极保护的应用领域阴极保护广泛应用于金属设备、管道、船舶和建筑等领域，并且有着重要的经济和社会效益。
以下是几个常见的应用领域：1. 管道防腐阴极保护在石油、天然气、水泥、化工等行业中广泛应用于管道防腐。
通过在管道表面施加电流，降低金属管道的腐蚀速率，延长其使用寿命。
这种方法具有效果明显、使用方便等优点，已被广泛采用。
2. 船舶防腐船舶在海域中长时间暴露于水中，容易受到海洋环境的腐蚀。
阴极保护在船舶上的应用可以有效地减缓腐蚀速度，延长船舶的使用寿命。
通过在船体附近安装阴极保护系统，将船体电位负化，以减少腐蚀。
3. 油罐防腐石油储罐是石油储存和运输的重要设施，经常接触到腐蚀性介质。
阴极保护可以在油罐内外表面施加电流，降低其腐蚀速率，保护油罐的安全运营。
三、阴极保护的常用方法阴极保护有多种常用的方法，具体选择方法应根据不同情况和需求作出。
以下是几种常见的阴极保护方法：1. 外加直流电源法该方法是最常见的阴极保护方法之一，通过外接直流电源，在金属结构和电源之间建立电路，施加足够的电流来实现保护。
通过控制电流大小和施加时间，可以有效地减缓金属的腐蚀速度。
牺牲阳极阴极保护法原理
牺牲阳极阴极保护法原理
牺牲阳极阴极保护法原理：
牺牲阳极阴极保护法是一种用于维护金属材料耐蚀性的方法。
该
方法包括将一个金属（称为“牺牲阳极”）暴露在腐蚀介质中，使它
先被腐蚀，并将另一种金属（称为“阴极”）连接到牺牲阳极上，如
此便形成了一个电池。
在该电池的作用下，挑起的电流会使电路中牺
牲阳极腐蚀得更快，而阴极却不会受到腐蚀。
牺牲阳极阴极保护法的原理是，当一个电池中的牺牲阳极腐蚀消失，阴极对电路相连的介质就不会再有电流挑起，进而使介质中的氧
分子不再腐蚀物质。
这样，牺牲阳极便可保护电路外的金属不被腐蚀。
牺牲阳极阴极保护法具有一定的缺点，其中一个缺点就是较难将
保护电路中的金属与外部腐蚀介质完全隔离开来，因此会存在一定的
活性电流及潜在的腐蚀风险。
除此之外，保护电路中的牺牲阳极会随
着时间的推移而不断消耗，在极端的情况下，牺牲阳极的消耗会使电
路失效。
总之，牺牲阳极阴极保护法是非常有用的一种方式，它利用一个
电路中牺牲阳极的腐蚀来保护外界金属材料，从而起到保护金属材料
不受腐蚀的作用。
虽然它也有一些缺点，但是通过合理的设计，仍然
可以发挥有效的效果。
牺牲阳极法阴极保护方案
牺牲阳极法阴极保护方案一、将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或合金，该金属或合金为阳极，依靠它的优先溶解所释放出的电流使金属结构阴极极化到所需的电位而实现保护，这种方法称为牺牲阳极法阴极保护。
二、牺牲阳极法阴极保护的优点：（1）不需要外部电源；（2）对邻近金属构筑物无干扰或很小；（3）电流输出虽不能控制，但有自动调节倾向，且覆盖层不易损坏。
（4）调试后，可不需日常管理；（5）保护电流分布均匀，利用率高；三、牺牲阳极材料1 作为牺牲阳极材料，必须满足以下条件:1.1有足够负且稳定的电位，不仅要有足够负的开路电位，而且要有足够的闭路电位（或称工作电位，即在电解质介质中与金属结构连接时牺牲阳极的电位）。
1.2腐蚀率小，且腐蚀均匀，要具有高而稳定的电流效率。
牺牲阳极的电流效率是指实际电容量与理论电容量的百分比，以%表示。
1.3电化学当量高，即单位重量产生的电流量大。
1.4工作中阳极的极化率要小，溶解均匀，产物易脱落。
1.5腐蚀产物不污染环境、无公害。
1.6材料来源广泛，加工容易并价格低廉。
2、镁2.1镁阳极的特点是比重小、电位很负、对铁的驱动加压很大，且单位发生的电量大。
2.2镁作为牺牲阳极，有较快的溶解速度，镁在电解质中溶液中的腐蚀行为是由本身很负的电位和表面上保护膜的性质所决定。
2.3镁的标准电极电位为-2.37V(SHE);非平衡电极电位则随腐蚀性介质的性质而变，例如：镁在海水中的电位为-1.5V(SCE)，镁在土壤之中的电位为 1.5V至-1.6(SCE)，镁在碱溶液中的电位约为-0.84V(SCE)。
镁的电极电位与介质的PH值有密切关系,PH值在酸性范围内，电位较负，因为生成的腐蚀产物氢氧化镁在碱性介质中是难溶的。
正因为镁在酸性及中性介质中的电位较负和保护膜的不稳定性，所以镁在酸性和中性介质中的腐蚀速度较大。
而在碱性介质中，镁的表面保护膜稳定，电位较正，腐蚀速度则因此而降低。
镁作为牺牲阳极使用时，与电位较正的金属相接触，这时，镁产生阳极化，会引起负的差异效应，即在阳极极化的影响下，金属的自溶大为增强。
阴极保护的两种方法的比较
阴极保护的两种方法，都是通过一个阴极保护电流源向受到腐蚀或存在腐蚀，需要保护的金属体，提供足够的与原腐蚀电流方向相反的保护电流，使之恰好抵消金属内原本存在的腐蚀电流。
两种方法的差别只在于产生保护电流的方式和“源”不同。
一种是利用电位更负的金属或合金，另一种则利用直流电源。
强制电流阴极保护驱动电压高，输出电流大，有效保护范围广，适用于被保护面积大的长距离、大口径管道。
牺牲阳极阴极保护不需外部电源，维护管理经济，简单，对邻近地下金属构筑物干扰影响小，适用于短距离、小口径、分散的管道。
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阴极保护技术在埋地管道上的应用案例的总结
阴极保护技术在埋地管道上的应用案例的总结课程：现代阴极保护技术班级：学号：姓名：目录1.阴极保护技术介绍1.1阴极保护技术原理1.2阴极保护方法1.2.1牺牲阳极阴极保护技术1.2.2强制电流阴极保护技术2. 阴极保护技术在埋地管道上的应用2.1 阴极保护技术的应用现状2.2 埋地管道采取防腐措施的必要性3.应用实例分析3.1 西气东输东输管道工程阴极保护3.1.1 阴极保护设计参数选定3.1.2 阴极保护站位置的确定3.1.3 阴极保护系统的构成3.1.4 管道外防腐涂层与阴极保护的协调问题3.2 天津渤西油气处理厂管道牺牲阳极保护3.2.1 保护电位的确定3.2.2 阳极材料及数量的确定3.2.3 阳极分布及埋设3.3 长庆油田靖咸长输管道、靖惠管道、第三采油厂管道的检测与评定3.4 油气管道阴极保护的现状与展望参考文献1.阴极保护技术介绍1.1阴极保护技术原理阴极保护是通过阴极电流使金属阴极极化实现。
通常采用牺牲阳极或外加电流的方法。
系统的检测主要通过每间隔一定的距离所测得的阴极保护数据来准确分析判定管道的阴极保护状态。
1.2阴极保护方法1.2.1牺牲阳极阴极保护技术牺牲阳极法是将需要保护的金属结构作为阴极，通过电气连接与电子电位更低的金属或合金连接，使其满足腐蚀电池形成的条件，让电子电位低的阳极材料向电子电位高的阴极材料不间断地提供电子。
牺牲阳极因较活泼而优先溶解，向被保护金属通入一定量的负极直流电，使其相对于阳极接地装置变成一个大阴极而免遭腐蚀, 而阳极则遭到强烈腐蚀；此时阴极材料的结构首先极化，在结构表面富集电子，不再产生离子，进而减缓并停止结构腐蚀进程，从而达到保护阴极材料的目的。
1.2.2强制电流阴极保护技术强制（外加）电流是通过外加的直流电源（整流器等），直接向被保护的金属材料施加阴极电流，使其发生阴极极化，同样达到保护阴极金属材料的目的。
而给辅助阳极(一般为高硅铸铁或废钢)施加阳极电流，构成一个腐蚀电池，也可使金属结构得到保护。
阴极保护的基本知识
阴极保护的基本知识阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。
阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。
美国腐蚀工程师协会（NACE）对阴极保护的定义是：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。
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。
保护电位是指阴极保护时使金属腐蚀停止（或可忽略）时所需的电位。
实践中，钢铁的保护电位常取-0.85V（CSE），也就是说，当金属处于比-0.85V（CSE）更负的电位时，该金属就受到了保护，腐蚀可以忽略。
阴极保护是一种控制钢质储罐和管道腐蚀的有效方法，它有效弥补了涂层缺陷而引起的腐蚀，能大大延长储罐和管道的使用寿命。
根据美国一家阴极保护工程公司提供的资料，从经济上考虑，阴极保护是钢质储罐防腐蚀的最经济的手段之一。
网状阳极阴极保护方法网状阳极阴极保护方法是目前国际上流行且成熟的针对新建储罐罐底外壁的一种有效的阴极保护新方法，在国际和国内都得到了广泛应用。
网状阳极是混合金属氧化物带状阳极与钛金属连接片交叉焊接组成的外加电流阴极保护辅助阳极。
阳极网预铺设在储罐基础中，为储罐底板提供保护电流。
网状阳极保护系统较其它阴极保护方法具有如下优点：1) 电流分布均匀，输出可调，保证储罐充分保护。
2) 基本不产生杂散电流，不会对其它结构造成腐蚀干扰。
3) 不需回填料，安装简单，质量容易保证。
4) 储罐与管道之间不需要绝缘，不需对电气以及防雷接地系统作任何改造。
5) 不易受今后工程施工的损坏，使用寿命长。
6) 埋设深度浅，尤其适宜回填层比较薄的建在岩石上的储罐。
7) 性价比高，造价仅为目前镁带牺牲阳极的1倍；虽然长期由恒电位仪提供电流，但其可靠性，寿命和综合经济效益远高于牺牲阳极；深井阳极阴极保护深井阳极阴极保护是近年来兴起的一种阴极保护方法，采用的阳极与浅埋基本相同，但施工较浅埋阳极复杂得多，且一次性投资比较高，调试比较麻烦。
阴极保护与阳极保护
➢ 阳极保护仅对具有活化-钝化特征的体系有效。
E
Ea
A
活性溶解区
B
Eb
Ec
钝化过渡区
C
钝化稳定区
Ed
D
E
维钝
过钝化区
致钝
阳极保护原理图
I
第九章 阴极保护与阳极保护
9.2.2 阳极保护参数
（1）致钝电流密度
➢ 致钝电流密度也叫临界电流密度，即金属在给定介质中进入钝化态的临界电流密度，
牺牲阳极法阴极保护
第九章 阴极保护与阳极保护
9.1.1 阴极保护原理
任何一个腐蚀反应至少包含一个阳极反应和一个阴极反应，可以将在电解质中腐蚀着的金属
表面看作双电极腐蚀原电池
Ic
双电极腐蚀
原电池模型
阳极部分
阴极部分
阳极
+
直流电源
外加电流阴
电解质溶液
极保护模型
辅助阳极
阳极
Ic
阴极
阴极
第九章 阴极保护与阳极保护
可靠电源的地区，还可以采用蓄电池、太阳能电池、风力发电机、热发生器等。
（3）参比电极
参比电极选用要求包括：电位稳定、不易极化、重现性好、具有一定的机械强度、使
用寿命长、价格低廉、制作安装和使用方便等，常用的参比电极有两种形式：一是电
极材料和待定电解液组成的半电池，为可逆电极，如银/氯化银电极、铜/硫酸铜电极、
能力；
c）在电解质溶液中添加无机添加剂或有机缓蚀剂，增加电解质的导电性、促进阴极
极化，相对地提高设备表面的电阻值，改善电流分散能力
第九章 阴极保护与阳极保护
（3）联合保护
1）阴极保护与涂层的联合保护
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阴极保护和阳极保护技术
腐蚀问题不仅造成巨大的经济损失和严重的社会危害，而且还可能阻碍高新技术发展和国民经济的长远发展。
因此，任何国家都必须重视腐蚀问题，采取各种措施防止和减轻腐蚀及其可能产生的后果，这是防腐蚀工程技术的主要目的。
经过数十年的研究、开发和工程实践，科学技术和工业的发展已经奠定了坚实的防腐蚀理论基础，发展出多种经济可靠和行之有效的防腐蚀工程技术和方法。
随着现代工业和科学技术的发展，腐蚀科学和防腐蚀工程技术在国民经济中所占地位越来越重要。
阴极保护和阳极保护技术都属于电化学保护技术已经成为防腐蚀工程技术中的重要分支技术，它在世界范围内获得了迅速发展和广泛的工业应用，在控制腐蚀方面的有效性、可靠性和经济性方面已取得了十分令人瞩目的成绩。
普遍地、正确地选用适当的防腐蚀工程技术和方法可以防止或者显著减缓腐蚀破坏，最大程度地减轻可能由腐蚀造成的经济损失和社会危害。
据估计，只要充分利用现有的防腐蚀工程技术，就金额以使腐蚀降低到百分之十五到百分之三十。
阴极保护和阳极保护是两种有效的防腐蚀工程技术，它们的主要任务和内容可归纳如下：第一，阐明阴极保护和阳极保护技术的防腐蚀作用原理和基础；第二，规定它们在工程应用中的各项技术措施和使用参数；第三，确定它们的应用范围、限制条件、检测方法和有效性判据，及形成技术标准。
第四，规范阴极保护和阳极保护技术的设计、工程实施、运行管理、进行故障诊断与排除，以及经济分析；第五，改进和发展新的阴极保护和阳
极保护工程技术。
阴极保护和阳极保护技术均属于电化学保护技术，是防腐工程技术中广泛应用、经济有效的防腐蚀措施。