阴极保护防腐专业名词解释
阴极保护防腐
阴极保护防腐什么是阴极保护防腐？阴极保护防腐是一种常用的金属腐蚀防护方法，通过在金属结构表面引入一个电流，将金属结构作为阴极极化，使其成为电化学反应中的阴极，从而有效地减少或阻止金属腐蚀的发生。
阴极保护防腐的原理阴极保护防腐的原理基于电化学反应的基本规律，即金属在一定条件下的电极反应。
当金属结构暴露在外部环境中时，发生的腐蚀反应是金属离子释放到电解质溶液中，并与电解质中的阴离子结合形成盐类。
而阴极保护的目的就是通过施加一个外部电流，将金属结构极化为阴极，使其电位低于腐蚀电位，从而减缓或阻止腐蚀反应的发生。
阴极保护防腐的应用范围阴极保护防腐广泛应用于各种金属结构，包括钢铁、铜、铝和镍合金等。
其主要应用领域包括：1.石油和化工行业：阴极保护常用于石油储罐、石油管道、石油设备等的腐蚀保护。
2.水处理行业：阴极保护可应用于水质处理设备、给水管道等的腐蚀保护。
3.海洋工程：由于海洋环境的高盐度和潮湿程度，金属结构容易受到腐蚀，阴极保护可以有效延长金属结构的使用寿命。
4.铁路和桥梁工程：阴极保护广泛应用于铁路桥梁、隧道、障碍等的腐蚀保护，可以减少维修和更换的频率。
阴极保护防腐的实施方法阴极保护防腐的实施通常涉及以下几个关键步骤：1.设计阴极保护系统：在进行阴极保护防腐之前，需要进行相关的设计计算，包括金属结构的阳极和阴极位置的确定、电极材料的选择等。
2.安装阳极系统：阳极是阴极保护系统中负责释放电流的部分，常见的阳极材料包括铝、锌和镁等，通过将阳极安装在金属结构表面或周围的土壤中，以确保电流正常传输。
3.连接阳极与金属结构：阳极与金属结构之间需要建立电气连接，通常采用导线、连接件等进行连接，并确保连接牢固可靠。
4.监测阴极保护系统：为了确保阴极保护系统能够正常工作，需要进行定期的监测和测试，如测量金属结构的电位、电流和电阻等参数。
5.维护和维修：根据监测结果，及时对阴极保护系统进行维护和维修，包括更换阳极、修复连接等。
腐蚀与阴极保护
第一章腐蚀与阴极保护1 腐蚀1.1 定义：金属暴露在自然界会随着时间的流逝而变质，其本质就是金属由元素状态返回自然状态，腐蚀是一种自然现象；通俗地说，腐蚀就是金属和周围介质发生化学或电化学作用而导致的无谓消耗或破坏。
1.2 电化学腐蚀金属在电解质溶液中由于电化学作用所发生的腐蚀称为电化学腐蚀。
其原因是金属表面产生原电池作用，或外界电源影响使金属表面产生电解作用所引起的破坏。
腐蚀缩短了管道的使用寿命，降低了管道的输送能力，会引起生产费用的增加和意外事故的产生，所以我们要实施管道保护。
电化学腐蚀过程：金属电化学腐蚀基本上由阳极过程、电子转移过程、阴极过程等三个过程组成。
a、阳极过程：是指阳极金属不断溶解的过程，它是失去电子的过程，也叫氧化过程。
b、电子转移过程：是指电子从金属的阳极区转移到金属的阴极区的过程。
c、阴极过程：是指从阳极流过来的电子在溶液中被能吸收电子的物质所接受的过程，也叫还原过程。
这种阳极上放出电子的氧化反应和阴极上吸收电子的还原反应相对独立地进行，并且又是同时完成的腐蚀过程，称之为电化学腐蚀过程。
1.3 腐蚀电池a、原电池：把两种电极电位不同的金属放入电解液中，即成为简单的原电池，若用导线将两种金属连接起来，则两电极间有电位差存在而产生电流。
在电解质溶液中，金属表面上的各部份，其电位是不完全相同的，电位较高的部分形成阴极区，电位较低的部分形成阳极区。
这便构成了局部腐蚀电池。
腐蚀电池可以理解为金属腐蚀表面上短路的多电极原电池。
b、微腐蚀电池：因钢管表面状态的差异所形成的腐蚀电池。
这是由于制管时的缺陷造成金属内可能夹杂有不均匀物质，如熔渣、焊缝等。
这些组成不均匀的金属管道与土壤接触时，就好象两块相互能导电的不同金属放在电解质溶液中一样，在有差异的部位上，由于电极电位差而构成腐蚀电池。
c、宏腐蚀电池：因土壤性质差异引起的腐蚀电池，如土壤的含盐量和湿度等的影响，它们所构成的腐蚀电池两极间的距离比较远，故称宏腐蚀电池。
阴极保护分类及特点
阴极保护分类及特点阴极保护是一种常用的防腐蚀技术，通过对金属结构施加负电压，形成一个保护性的电场，以防止金属的腐蚀损伤。
根据阴极的保护方式和特点，阴极保护可以分为以下几类。
1. 静态阴极保护静态阴极保护是通过固定电源对金属结构施加恒定的直流电压，形成一个稳定均匀的阴极保护电场。
这种防护方式适用于金属结构较小且表面面积较小的情况，例如管道、阀门等。
静态阴极保护的特点是简单易行，但需要保证施加的电压稳定，以免过高或过低导致防护效果不佳。
2. 动态阴极保护动态阴极保护是通过周期性改变电源的输出电压和频率，使阴极电位在最大电位和最小电位之间变动，以增强阴极保护电场的强度。
动态阴极保护适用于大面积金属结构的防护，例如船舶、桥梁等。
由于动态阴极保护能够改变阴极电位的周期性波动，可以有效防止孤立的腐蚀点产生。
3. 电流补偿法电流补偿法是一种针对金属结构上腐蚀局部的修补方法。
当金属结构上的某个区域损坏或失效时，可以通过电流补偿器将额外的电流输送到该区域，以达到修复和保护的效果。
电流补偿法适用于较大的金属结构，例如油罐、储罐等。
其特点是可以针对局部腐蚀问题进行修复，但需要较为复杂的电路设计和安装过程。
4. 加入阴极保护剂加入阴极保护剂是一种通过向金属结构表面施加一定的溶液，以形成和保持一个有效的阴极保护层的方法。
阴极保护剂通常是具有阴极保护性能的物质，例如锌粉、铅等。
加入阴极保护剂的方法适用于需要长期保护且无法施加电压的金属结构，例如埋地管道、船舶舰艇等。
加入阴极保护剂的特点是易于实施，但需要定期维护和更换阴极保护剂。
总之，阴极保护是一种有效的金属结构防腐蚀技术。
不同的阴极保护分类具有不同的特点和适用范围，可以根据具体情况选择合适的防护方式。
在实施阴极保护时，还需要考虑电源选型、电极材料、电路设计等因素，以保证防护效果的稳定和可靠性。
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。
阴极保护知识
一、腐蚀的定义 3、管道腐蚀的原因。 ➢ （2）异种金属腐蚀
如果不同的金属处于同一电解质并且电气连接，较活泼的金属将发生腐蚀；如穿 越隧道中固定管道的不锈钢管箍受到保护，而低碳螺栓受到腐蚀。
油气管道行业中最常见的异种金属腐蚀发生在站场管道与惰性材料接地极之间，经常 会造成站内管道严重腐蚀。
电化学腐蚀电池
阴极保护的电化学基础
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一、腐蚀的定义 2、阴极保护的电化学基础——电化学腐蚀电池。
当金属浸入电解液后，受金属结构、环境的影响，金属表面 不同部位电位值不一样，形成电位差。该电位差造成金属中的电 子从电位负的部位移向电位正的部位，而电位负的部位由于失去 电子变成离子，溶入电解液，与电解液中阴离子结合成腐蚀产物 。使金属受到腐蚀。
失去电子发生氧化反应、电位较负的部位为阳极，得到电子发生还原反应、电位
较正的部位为阴极；因此，腐蚀发生在阳极，阴极不会腐蚀。
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一、腐蚀的定义
2、阴极保护的电化学基础——电化学腐蚀电池。
表1 金属活动顺序表
金属
（焦炭、石墨） 高硅铸铁 铜 铸铁
低碳钢（生锈） 低碳钢（光亮）
纯铝 锌 镁合金 纯镁
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二、阴极保护的工作原理及应用 3、强制电流阴极保护
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二、阴极保护的工作原理及应用
3、强制电流阴极保护 ➢ 强制电流阴极保护的参比电极
（1恒电位仪自动控制的讯
号源。 （3）埋设在汇流点附近。
➢ 主要用于长输埋地管道、大型罐群等。
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二、阴极保护的工作原理及应用 3、强制电流阴极保护
电极-阴-阳极保护
阴极保护（cathodic protection）：阴极保护是一种用于防止金属在电介质（海水、淡水及土壤等介质）中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理是对被保护的金属表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，该金属表面的电化学不均匀性得到消除，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制，达到保护的目的。
在金属表面上的阳极反应和阴极反应都有自己的平衡点，为了达到完全的阴极保护，必须使整个金属的电位降低到最活泼点的平衡电位。
根据提供阴极电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种，前者是将一种电位更负的金属（如镁、铝、锌等）与被保护的金属结构物电性连接，通过电负性金属或合金的不断溶解消耗，向被保护物提供保护电流，使金属结构物获得保护。
后者是将外部交流电转变成低压直流电，通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属结构物，从而使腐蚀得到抑制。
不论是牺牲阳极法还是外加电流法，其有效合理的设计应用都可以获得良好的保护效果。
阴极保护和涂覆层的联合应用，可以使地下或水下金属结构物获得最经济和有效的保护。
良好的涂覆层可以保护构筑物99%以上的外表面不受腐蚀，地下或水下的金属结构物通常在使用前涂覆防护涂层用以将金属与电介质环境电绝缘隔离。
如果金属构筑物能够做到完全电绝缘隔离，金属在电介质中的腐蚀电池的形成将受到抑制，腐蚀电流将无法产生，从而防止金属的腐蚀。
然而，完全理想的涂覆层是不存在的，由于施工过程中的运输、安装及补口，热应力及土壤应力、涂层的老化及涂层微小针孔的存在，金属结构物的外涂层总会存在一些缺陷，而这些缺陷最终将导致金属的局部腐蚀产生。
阴极保护技术和涂层联合应用则可以有效解决这一问题。
一方面阴极保护可有效地防止涂层破损处产生的腐蚀，延长涂层使用寿命，另一方面涂层又可大大减少保护电流的需要量，改善保护电流分布，增大保护半径，使阴极保护变得更为经济有效，对于裸露或防腐涂层很差的地下或水下金属构筑物，阴极保护甚至是腐蚀防护的唯一可选择的手段。
阴极保护
金属的阴极保护金属有许多优良的性质，例如导电性、导热性、强度、韧性、可塑性、耐磨性、可铸造性等。
金属材料至今依然是最重要的结构材料，广泛应用于生产、生活和科技工作的各个方面。
金属制品在生产和使用的过程中，受到各种损坏，例如，机械磨损、生物性破坏、腐蚀等。
１.1、金属腐蚀的定义金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。
金属的腐蚀还有其他的表述。
所谓环境是指和金属接触的物质。
例如自然存在的大气、海水、淡水、土壤等，以及生产生活用的原材料和产品。
由于这些物质和金属发生化学作用或电化学作用引起金属的腐蚀，在许多功能情况下还同时存在机械力、射线、电流、生物等的作用。
金属发生腐蚀的部分，由单质变成化合物，至使生锈、开裂、穿孔、变脆等。
因此，在绝大多数的情况下，金属腐蚀的过程是冶金的逆过程。
1.２、金属腐蚀的分类有多种分类方法。
（１）按腐蚀过程的分，主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是金属和环境介质直接发生化学作用而产生的损坏，在腐蚀过程中没有电流产生。
例如金属在高温的空气中或氯气中的腐蚀，非电解质对金属的腐蚀等。
引起金属化学腐蚀的介质不能导电。
电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化学作用而引起的损坏，在腐蚀过程中有电流产生。
引起电化学腐蚀的介质都能导电。
例如，金属在酸、碱、盐、土壤、海水等介质中的腐蚀。
电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在于它可以分解为两个相互独立而又同时进行的阴极过程和阳极过程，而化学腐蚀没有这个特点。
电化学腐蚀比化学腐蚀更为常见和普遍。
（２）按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布，分为全面腐蚀和局部腐蚀。
全面腐蚀，是指腐蚀分布于整个金属的表面。
全面腐蚀有各处的腐蚀程度相同的均匀腐蚀；也有不同腐蚀区腐蚀程度不同的非均匀腐蚀。
在用酸洗液清洗钢铁、铝设备时发生的腐蚀一般属于均匀腐蚀。
而腐蚀主要集中在金属表面的某些区域称为局部腐蚀。
尽管此种腐蚀的腐蚀量不大，但是由于其局部腐蚀速度很大，可造成设备的严重破坏，甚至爆炸，因此，其危害更大。
阴极保护PPT课件
高保护效果。
定期维护与检测
03
定期对阴极保护系统进行检查和维护，确保系统正常运行，延
长使用寿命。
降低成本与可持续发展的挑战
降低能耗优化阴极保护Fra bibliotek统的设计和运行，降低能耗，减少对环境的影响。
资源回收与再利用
研究阴极保护材料的回收和再利用技术，降低资源消耗和环境污 染。
政策支持与标准制定
推动政府出台相关政策，鼓励阴极保护技术的研发和应用，同时 制定相关标准，规范行业的发展。
排流保护法利用排流器将 干扰源与被保护金属进行 电气隔离，从而消除杂散 电流对阴极保护系统的影 响。排流器可以等效为一 个电阻，通过调整电阻值 可以控制排流量的大小。
排流保护法广泛应用于存 在杂散电流干扰的场合， 如电气化铁路、高压输电 线路等附近金属设施的保 护。
可以有效消除杂散电流对 阴极保护系统的影响。
硅基阳极
硅基阳极具有较好的电化 学性能和稳定性，可用于 强酸、强碱等腐蚀环境。
石墨阳极
石墨阳极价格低廉，导电 性好，但易受到氧化和高 温的影响。
电解质
硫酸盐
硫酸盐是常用的电解质之 一，具有较高的离子导电 性和稳定性。
氯化物
氯化物也是常用的电解质 之一，具有较低的离子导 电性和稳定性。
硝酸盐
硝酸盐具有较好的离子导 电性和稳定性，但易分解 产生氧气。
01 定义
02 工作原理
03 应用范围
04 优点
05 缺点
外加电流法是通过外加电 源的方式，将被保护金属 与电源负极相连，利用电 流通过电极反应使被保护 金属得到阴极极化的方法 。
外加电流法通过外加电源 提供电流，使被保护金属 得到阴极极化。电流的大 小和方向可以通过电源进 行控制，从而实现精确的 阴极保护。
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阴极保护防腐专业名词解释电解质是具有导电性的离子溶液。
电离：除了在氧化和还原反应中可以产生离子，离子也可以由离子化分子的电解而存在于电介质中。
阳离子是带正电荷的离子，阴离子是带负电荷的离子。
管道阴极保护，这些离子都是载流电荷，所以，电解作用更明显的电解质，它的导电性同样会更好。
腐蚀电池：腐蚀现象是一个由电子和离子移动而产生的电化学过程。
金属的腐蚀损失发生在阳极。
阴极不会发生金属腐蚀损失而最终阴极得到保护。
阴极保护工程，电化学腐蚀是指有电子通过金属和电解质界面的一种传输移动过程。
腐蚀是发生在腐蚀电池内的。
一个完整的腐蚀电池由四部分组成：阳极、阴极、电解质、金属通路电解质中的电荷传输：带电的运动是指电解质导电的基本原理，它和固体金属作为导体中的电子运动是不同的，带正电荷的阳离子会从阳极开始朝向阴极的方向移动。
需要注意的是，离子在阴极不会被沉积出来。
另一方面，带负电荷的阴离子也会从阴极开始向阳极的方向移动。
这种电荷的移动传输现象被称为电解电流。
离子相较而言会比较重一些从而是的移动速度缓慢。
同样因此原因电解质拥有比金属导体更高的电阻率。
这也是引起极化现象的原因所在。
在腐蚀和阴极保护工作中，采用传统电流的方向。
传统电流的方向和正离子传输的方向一致。
在阴极上沉积的或者从阳极方向移动过来的所有材料的重量和通过回路中的电荷量（阴极保护准则）成正比。
法拉第定律的贡献在
于把腐蚀电池中金属随着时间增长而产生的损耗和电流联系在一起。
定律的表达式是：金属损失重量等于电化学当量乘以安培再乘以年数，单位是千克。
如果损失发生在整个金属结构中，上述损失计量可能是不会很明显的。
但是，如果结构表面有涂层。
损耗只是发生在涂层有缺陷的地方，那么在短时间里，可能会产生很多穿孔。
对于埋在地下的管道防腐层完整性有了很多的改善，涂层的漏点也越来越少。
如果没有及时采取有效的阴极保护措施，流出的电流击中在已经很少有的涂层缺陷的地方，埋在地下的管道受到腐蚀穿孔的速度可能要比防腐层相较而言差一些的管道腐蚀的更快。