牺牲阳极与外加电流阴极保护
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。
电厂海水循环水系统外加电流阴极保护
电厂海水循环水系统外加电流阴极保护阴极保护技术包括牺牲阳极和外加电流两种方法。
一般对小口径管道，海水流速及介质组成变化较大，需提供较大保护电流情况，较适宜采用外加电流阴极保护。
近年来，电厂机务部分海水循环水系统越来越多地采用外加电流阴极保护。
机务部分循环水系统通常由管道（直管、弯头及大小头等）、设备（如凝汽器、换热器、滤网、蝶阀等）组成，具有复杂的结构、多种材质连接，这些都使管道及设备系统阴极保护变得复杂，要对系统进行全面地保护，必须进行科学合理的设计和良好的防腐施工。
２海水管道系统外加电流阴极保护应用在海边电厂用循环水为天然海水，电厂管道系统就应采用外加电流阴极保护，外加电流阴极保护法，是通过外加电源来提供所需的保护电流。
将被保护的金属作阴极，选用特定材料作为辅助阳极，从而使被保护金属受到保护的方法。
加电流阴极保护系统由如下几部分组成：①直流电源，②辅助阳极，③参比电极。
此外，为使阳极输出的保护电流更均匀，避免阳极附近结构物产生过保护，有时在阳极周围还须涂刷阳极屏蔽层。
在外加电流阴极保护系统中，需要有一个稳定的直流电源，以提供保护电流。
目前，广泛使用的有整流器和恒电位仪两种。
辅助阳极的作用是将直流电源输出的直流电流由介质传递到被保护的金属结构上。
参比电极的作用有两个：一方面用于测量被保护结构物的电位，监测保护效果；另一方面，为自动控制的恒电位仪提供控制信号，以调节输出电流，使结构物总处于良好的保护状态。
对于整个输水管道，经过分析观察，采用阴极保护——涂层联合保护防蚀是实却可行的。
碳钢管在海水中会发生严重腐蚀，单独采用涂层，即使是重防蚀涂料也达不到好的保护效果，反而产生更严重的局部腐蚀。
怎样的原理去进行阴极保护，但要我们要知道外加电流阴极保护系统设计。
整个海水管道系统由各种口径的管道，包括弯头、大小头等，同时管道又与多个设备相连。
一般可以根据一些原则对外加阴极保护系统的设计。
（１）考虑全局，重点保护，如在考虑管道达到保护的前提下，重点考虑管道与设备相连部分，因为设备与管道材质的差异，易引发严重的电偶腐蚀问题；（２）应充分考虑海水流速、水温等对腐蚀速率的影响；（３）应保证钛材不因过保护而吸氢，在电位＜－０．７５Ｖ（ＳＣＥ）时，钛材可能吸氢，引起氢脆腐蚀；（４）辅助阳极数量及设置应充分考虑到系统的整体性，并尽可能避免电流屏蔽，同时要求可检测所有辅助阳极的工作状态，以便于检修；（５）参比电极设置在有代表性的位置，以保证外加电流保护系统运行的可靠性根据以上原则以及所保护对象的具体情况，决定将整个管道系统分为三个部分，采用三套各自独立的外加电流阴极保护系统。
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。
金属的电化学腐蚀与防护教学设计高二化学人教版选修4
第四章第四节金属的电化学腐蚀与防护一．教材分析本课时讲授选修4第四章第四节《金属的电化学腐蚀与防护》，本节的主要内容有三个方面：一、揭示金属腐蚀的严重危害；二、金属腐蚀的原因；三、金属防护。
鉴于金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更为普遍也更为严重，本课以最常见的钢铁锈蚀为例，剖析了金属的两种电化学腐蚀过程——吸氧腐蚀和析氢腐蚀，且重点介绍了金属的两种电化学腐蚀方法——牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
本课内容较为简单，联系原电池以及电解池部分内容来解决问题。
在教学上，一方面是要让学生了解金属发生腐蚀的原因及现代防腐措施，同时还要让学生知道：防止金属腐蚀，任重道远！二．学情分析本课时重点在于三个探究性实验，学生在知识上存在的问题不大，主要是实验操作和动手能力的极度缺乏，会给这节课带来一些难点。
大部分学生思考问题的深度不够，可能会导致教学过程中某些关键点的导出困难。
三．教学大纲及考试说明教学大纲：金属的电化学腐蚀与防护-知道"是什么"。
能够根据所学知识的要点识别有关材料考试大纲：理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
四．教学目标1.知识与技能知道金属腐蚀的两种类型能够解释金属发生电化学腐蚀的原因了解防止金属腐蚀的具体方法2.过程与方法学会从视频材料以及教材中获取关键信息学会通过实验从微观上来研究宏观现象通过探究学习，训练学生的定性实验能力，培养学生的定量实验思维3.情感态度与价值观认识到金属腐蚀的严重危害通过探究活动，发展学生的合作探究能力，学会合作学习与交流通过实验这一科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神和态度五．教学重难点重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理六．课时安排 1课时七．教学方法：1、本节教学在整体设计上应以色彩鲜明的图像和现象明显的实验作为重要的辅助手段，以强化学生的直观感受，有利于学生加深对相关知识的理解。
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。
钢结构防腐工程阴极保护牺牲阳极
钢结构防腐工程阴极保护牺牲阳极阴极保护材料、牺牲阳极保护、外加电流保护、阴保辅助材料、管道材料河南汇龙合金材料有限公司技术部：刘珍编制：2018年8月内部资料请勿外传随着城镇燃气地下管网的迅速发展，地下燃气管网错综复杂，且与消防管道、供水管道、供热管道、供电线路等地下金属构筑物纵横交错，甚至还有可能发生电连接，位于城市道路地下的燃气管网还要受到车辆行驶时造成的盈利冲击腐蚀，钢质管道的腐蚀与防护问题也日益突出。
为了延长埋地钢质管道的使用寿命，确保城镇燃气供应安全、可靠，通常采用阴极保护方法保护埋地钢质管道。
1 阴极保护设计1.1阴极保护类型的确定阴极保护属于电化学保护，是利用外部电流使金属腐蚀电位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术。
埋地钢质管道阴极保护分为强制电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护两种。
强制电流阴极保护主要适用于郊区等地下管网单一地区的燃气主管道或城镇燃气环网。
其优点是输出电流大而且可调，不受土壤电阻率限制，保护半径较大;系统运行寿命长，保护效果好;保护系统输出电流的变化可反映出管道涂层的性能改变。
其缺点是需设专人维护管理，要求有外部电源长期供电，易产生屏蔽和干扰，特别是地下金属构筑物较复杂的地方。
牺牲阳极阴极保护主要适用于人口稠密地区和城镇内各种压力级制燃气管道。
其优点是不需外加电源，施工方便，不需进行经常性专门管理，不会生屏蔽，对其他构筑物也不会产生干扰，保护电流分布均匀、利用率高。
其缺点是输出电流小，保护范围有限;需定期更换，不能实时监测输出电流分的变化，也不能反映管道涂层的状况。
根据以往的经验和我们的实践得知，城镇燃埋地钢质管道宜采用牺牲阳极阴极保护来减缓土壤对管道的电化学腐蚀。
1.2阴极保护电流的确定要使埋设的燃气管道得到充分的保护，就要证有足够的电流使管道不受到腐蚀。
钢质管道廖的小保护电流是阴极保护设计重要的参数之一，其计算公式如下：I=AIP(1)式中I——管道所需小保护电流，mAA——管道总表面积，m2IP——小保护电流密度，mA/m2小保护电流密度Ip是根据管道的防腐层种类、好坏来确定的，新建沥青玻璃布防腐管道所需的Ip约0.1mA/m2，新建三层PE管道所需的Ip约0.001mA/m2，旧管道的Ip取0.3mA/m2。
循环水管道阴极保护技术
１前言阴极保护技术包括牺牲阳极和外加电流两种方法，两种方法各有优缺点，对于电厂海水循环水系统，具体选择哪一种方法，往往要根据所需保护电流的大小，可否获得方便的输入电源，是否会引发危险性以及设备结构空间大小等因素决定。
一般对小口径管道，海水流速及介质组成变化较大，需提供较大保护电流情况，较适宜采用外加电流阴极保护。
近年来，电厂机务部分海水循环水系统越来越多地采用外加电流阴极保护。
机务部分循环水系统通常由管道（直管、弯头及大小头等）、设备（如凝汽器、换热器、滤网、蝶阀等）组成，具有复杂的结构、多种材质连接，这些都使管道及设备系统阴极保护变得复杂，要对系统进行全面地保护，必须进行科学合理的设计和良好的防腐施工。
２海水管道系统外加电流阴极保护应用滨海某电厂，３００ＭＷ发电机组，循环水为天然海水，其主厂房内循环及开式循环水钢质管道系统全部采用外加电流阴极保护，保护系统由辅助阳极、参比电极、恒电位仪、阳极屏及连接电缆等附件组成。
该阴极保护系统选用了铂铌和混合金属氧化物（ＭＭＯ）两类辅助阳极，以Ａｇ／ＡｇＣｌ和高纯锌复合参比电极作为系统控制和检测电极。
２．１主厂房内循环及开式循环水管道系统组成主厂房内循环水系统包括φ１８２０×１６钢管３２ｍ，材质为Ｑ２３５Ａ；４个９０°φ１８２０弯头；ＤＮ１８００蝶阀及伸缩器４个；ＤＮ１８００二次滤网２个，材质为３１６Ｌ；ＤＮ１８００收球网２个，壳体为碳钢衬胶，其它材质主要是３１７ＬＮ不锈钢；ＤＮ１８００波纹补偿器４个，主要材质为不锈钢；凝汽器水室衬胶，冷凝管为钛管，管板为钛钢复合板。
开式水系统包括φ８２０×７钢管６６米，材质为Ｑ２３５Ａ；电动滤水器２台，整体材质为３１６Ｌ不锈钢；φ６３０×７钢管７米，材质为Ｑ２３５Ａ；φ５２９×７钢管６米，材质为１０ＣｒＭｏＡｌ；闭式循环热交换器２个，材质为钛。
φ３７７×６钢管７５米，材质为１０ＣｒＭｏＡｌ；电动蝶阀９个；９０°ＤＮ８００热压弯头６个，ＤＮ６００热压弯头４个，ＤＮ５００热压弯头２个；ＤＮ８００×５００大小头２个，ＤＮ６００×５００大小头８个，φＤＮ５００×３５０大小头４个；φ３２５×６钢管４５米；φ２１９×６钢管４８米。
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护的基本概念及自身特点
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护的基本概念及自身特点土壤中的杂散电流也能引起钢管的腐蚀，杂散电流从地下钢管的一端流入又从另一端流出，流入端成为阴极流出端变为阳极，导致钢管腐蚀杂散电流的强度与管道腐蚀量成正比，一般壁厚7~8 mm 钢管在杂散电流作用下4~5 个月即可能发生腐蚀穿孔，其速度大大超过自然腐蚀，是造成管道腐蚀穿孔的主要原因。
阴极保护是在金属表面通过足够的阴极，电流使金属表面阴极化，从而防止其表面腐蚀，它适用于土壤淡水等介质中，金属的腐蚀保护，同时它还可以应用于防止某些金属的局部腐蚀，如孔蚀、应力腐蚀、开裂腐蚀、疲劳等，阴极保护法又分强制电流法排流保护法牺牲阳极法。
强制电流是国内长输管道阴极保护保护的主要形式，通过向被保护管道输入直流电流使其阴极化从，而达到阴极保护工程目的这种保护方法输出的电流连续可调，保护范围大，工程越大相对投资比例越小，且不受土壤电阻率限制。
不足的是对邻近金属构筑物造成干扰，外部电源维护管理工作量大。
城市天然气管网及附属设备上多采用牺牲阳极保护法即用一块低电位金属与管道设备相，接使两者在电解质中构成原电池电位较低的金属作为阳极，会逐渐被腐蚀以实现对阴极金属管道的保护，通常牺牲阳极腐蚀到最后尺寸最快要10 ，年因此根据被保护物的长度土壤电阻率及保护年限确定牺牲阳极以降低或阻止金属的电化学腐蚀速度，保障管道的使用寿命。
牺牲阳极通过阳极自身的消耗，给被保护金属体提供保护电流，因此对牺牲阳极材料，要求有足够的负电位阳极极化小，使用过程中电位稳定，溶解均匀表面不产生高电阻的硬壳且无污染，同时材料的价格便宜来源广，常用的有镁与镁合金、锌铝合金三大类，镁阳极一般适用于各种土壤环境，锌阳极适用于土壤电阻率低的潮湿环境，铝阳极则用于低电阻潮湿和氯化物的环境而不能用于土壤中。
河南汇龙合金材料有限公司刘珍。
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牺牲阳极与外加电流阴极保护腐蚀电化学基础，金属腐蚀是一种普遍存在的热力学倾向，在海水、淡水、土壤、超市大气和酸、盐等工业介质中服役的金属结构物和设备都会遭到腐蚀破坏，这些环境介质都是电解质体系。
金属在电解质中腐蚀过程实际上是一个电化学过程。
金属通过其他电解质界面处电化学反应而发生的腐蚀称为电化学腐蚀。
电化学腐蚀反应是一般电化学反应规律和特征，这些规律和特征就是腐蚀电化学的基础，阴极保护就是基于腐蚀电化学原理而发展起来的控制技术。
实施阴极保护的基本原理是，从外部对被保护金属结构物施加阴极性电流，通过阴极极化使被保护金属的电极电位负移某个保护电位范围，从而抑阻金属结构物的电化学腐蚀。
阴极保护可分为牺牲阳极法和外加电流法
牺牲阳极阴极保护：选择一种电极电位比被保护金属更负的活泼金属，把它与共同置于电解质环境中的被保护金属从外部实现电连接，活泼金属在所构成的电化学电池中为阳极而优先溶解，释放出的电子使被保护金属阴极极化到所需的电位，从而使被保护金属得到保护。
牺牲阳极法阴极保护的局限性：1.由于输出功率小，牺牲阳极系统在高电阻环境中应慎用，过高电阻率环境中则不宜使用，2可提供的保护电流小，可调节的电流范围小，3消耗有色金属，重量大，工作寿命短，若干年后需要更换。
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