腐蝕與防腐總結(jié)

1、1儲(chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院課件主講：寇主講：寇 杰杰聯(lián)系方式聯(lián)系方式：2腐蝕與防腐主要內(nèi)容 本門課程的講解內(nèi)容參考的資料較多，希本門課程的講解內(nèi)容參考的資料較多，希望各位能以本總結(jié)為主線，參考教學(xué)課件和望各位能以本總結(jié)為主線，參考教學(xué)課件和相關(guān)資料完成本門課程的學(xué)習(xí)。相關(guān)資料完成本門課程的學(xué)習(xí)。 本課程的主要內(nèi)容為：本課程的主要內(nèi)容為： 電化學(xué)腐蝕基礎(chǔ)電化學(xué)腐蝕基礎(chǔ) 腐蝕控制方法（防腐蝕技術(shù)）腐蝕控制方法（防腐蝕技術(shù)）3參考資料1.油氣管道腐蝕與防護(hù)油氣管道腐蝕與防護(hù)，寇杰等編寫，中國石化出版社，寇杰等編寫，中國石化出版社2.金屬的腐蝕與保護(hù)金屬的腐蝕與保護(hù)張承忠張承忠3.腐蝕電化學(xué)原理曹楚南編著4

2、.地下金屬管道的腐蝕與防護(hù)5.腐蝕工程M.G.方坦納, N.D.格林著，左景伊譯6.管線腐蝕控制A.W.皮博迪（原著），R.L.比安切蒂7.金屬腐蝕理論及應(yīng)用魏寶明主編8.金屬腐蝕與控制孫躍、胡津 9.材料腐蝕通論腐蝕科學(xué)與工程基礎(chǔ) 10.油氣田腐蝕與防護(hù)技術(shù)手冊 4腐蝕的定義 從廣義的角度，材料腐蝕的定義是：材料腐從廣義的角度，材料腐蝕的定義是：材料腐蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)或物理作用蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)或物理作用而破壞的現(xiàn)象。而破壞的現(xiàn)象。 目前，廣泛被接受的材料腐蝕的目前，廣泛被接受的材料腐蝕的定義：定義：材料材料腐蝕是材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)作用而破壞的現(xiàn)象腐蝕是材料受

3、環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)作用而破壞的現(xiàn)象。 5腐蝕的分類一 按金屬腐蝕破壞的類型分按金屬腐蝕破壞的類型分類類 均勻腐蝕均勻腐蝕 全面腐蝕全面腐蝕 非均勻腐蝕非均勻腐蝕 局部腐蝕局部腐蝕 坑點(diǎn)腐蝕坑點(diǎn)腐蝕 潰瘍腐蝕潰瘍腐蝕 選擇性腐蝕選擇性腐蝕 晶間腐蝕晶間腐蝕 腐蝕裂紋腐蝕裂紋 氫鼓泡和氫脆氫鼓泡和氫脆6腐蝕的分類二 按作用機(jī)理分類按作用機(jī)理分類 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 純粹的電化學(xué)腐蝕純粹的電化學(xué)腐蝕 電化學(xué)與機(jī)械作用共同產(chǎn)生的腐蝕電化學(xué)與機(jī)械作用共同產(chǎn)生的腐蝕 細(xì)菌腐蝕細(xì)菌腐蝕 宏觀電池腐蝕宏觀電池腐蝕 縫隙腐蝕縫隙腐蝕 土壤腐蝕土壤腐蝕 7腐蝕科學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容 研究由于金屬和環(huán)境相互作用而發(fā)生在金屬表面

4、研究由于金屬和環(huán)境相互作用而發(fā)生在金屬表面的物理、化學(xué)的破壞；研究破壞的現(xiàn)象、過程、機(jī)理的物理、化學(xué)的破壞；研究破壞的現(xiàn)象、過程、機(jī)理和規(guī)律；提出抗腐蝕的原理和在各種環(huán)境條件下抗腐和規(guī)律；提出抗腐蝕的原理和在各種環(huán)境條件下抗腐蝕的方法和措施，為金屬材料的合理使用提供理論依蝕的方法和措施，為金屬材料的合理使用提供理論依據(jù)。據(jù)。 8電化學(xué)腐蝕的定義 不僅金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而破壞并且伴隨不僅金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而破壞并且伴隨有凈電流產(chǎn)生的現(xiàn)象，稱有凈電流產(chǎn)生的現(xiàn)象，稱電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕?；蛘叨x為?；蛘叨x為電化學(xué)腐蝕是指金屬與電解質(zhì)因發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而電化學(xué)腐蝕是指金屬與電解質(zhì)因發(fā)生電化學(xué)反

5、應(yīng)而產(chǎn)生的破壞產(chǎn)生的破壞。 9電化學(xué)腐蝕的過程 任何一種按電化學(xué)機(jī)理進(jìn)行的腐蝕反應(yīng)至少包含任何一種按電化學(xué)機(jī)理進(jìn)行的腐蝕反應(yīng)至少包含有一個(gè)有一個(gè)陽極反應(yīng)陽極反應(yīng)和一個(gè)和一個(gè)陰極反應(yīng)陰極反應(yīng)，并與流過金屬內(nèi)部，并與流過金屬內(nèi)部的的電子流和介質(zhì)中定向遷移的離子電子流和介質(zhì)中定向遷移的離子聯(lián)系在一起。陽極聯(lián)系在一起。陽極反應(yīng)是金屬原子從金屬轉(zhuǎn)移到介質(zhì)中并放出電子的過反應(yīng)是金屬原子從金屬轉(zhuǎn)移到介質(zhì)中并放出電子的過程，即氧化過程。陰極反應(yīng)是介質(zhì)中的氧化劑奪取電程，即氧化過程。陰極反應(yīng)是介質(zhì)中的氧化劑奪取電子發(fā)生還原反應(yīng)的過程。子發(fā)生還原反應(yīng)的過程。 10電化學(xué)腐蝕的特點(diǎn)介質(zhì)為離子導(dǎo)電的電解質(zhì)；介質(zhì)為離子

6、導(dǎo)電的電解質(zhì)； 金屬金屬/ /電解質(zhì)界面反應(yīng)過程是因電荷轉(zhuǎn)移而引起的電解質(zhì)界面反應(yīng)過程是因電荷轉(zhuǎn)移而引起的電化學(xué)過程，必須包括電子和離子在界面上的轉(zhuǎn)移；電化學(xué)過程，必須包括電子和離子在界面上的轉(zhuǎn)移； 界面上的電化學(xué)過程可以分為兩個(gè)相互獨(dú)立的氧界面上的電化學(xué)過程可以分為兩個(gè)相互獨(dú)立的氧化和還原過程。化和還原過程。金屬金屬/ /電解質(zhì)界面上伴隨電荷轉(zhuǎn)移電解質(zhì)界面上伴隨電荷轉(zhuǎn)移發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)稱為電極反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)稱為電極反應(yīng)。 電化學(xué)腐蝕過程伴隨電子的流動(dòng)，即電流的產(chǎn)生。電化學(xué)腐蝕過程伴隨電子的流動(dòng)，即電流的產(chǎn)生。 11電化學(xué)腐蝕的特點(diǎn) 總之，電化學(xué)腐蝕實(shí)際上是短路的原電池電極反總之，電化學(xué)腐蝕

7、實(shí)際上是短路的原電池電極反應(yīng)的結(jié)果，這種原電池又稱為應(yīng)的結(jié)果，這種原電池又稱為腐蝕原電池腐蝕原電池。腐蝕原電。腐蝕原電池與一般原電池的差別僅在于原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變池與一般原電池的差別僅在于原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽ㄈ绺呻姵兀饔糜泄?，而腐蝕原電池只導(dǎo)為電能（如干電池），作用有功，而腐蝕原電池只導(dǎo)致材料的破壞，不對外界作有用功。當(dāng)金屬表面受到致材料的破壞，不對外界作有用功。當(dāng)金屬表面受到外界的交、直流雜散電流的干擾，產(chǎn)生外界的交、直流雜散電流的干擾，產(chǎn)生電解電池電解電池的作的作用時(shí)，腐蝕金屬電極的陽極溶解，即發(fā)生所謂的用時(shí)，腐蝕金屬電極的陽極溶解，即發(fā)生所謂的“雜雜散電流腐蝕散電流腐蝕”。

8、電解池的正極進(jìn)行陽極反應(yīng)，負(fù)極進(jìn)。電解池的正極進(jìn)行陽極反應(yīng)，負(fù)極進(jìn)行陰極反應(yīng)，其電極的正、負(fù)極性正好與腐蝕原電池行陰極反應(yīng)，其電極的正、負(fù)極性正好與腐蝕原電池相反。故相反。故電化學(xué)反應(yīng)是借助于原電池或電解池進(jìn)行的電化學(xué)反應(yīng)是借助于原電池或電解池進(jìn)行的。 12電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕的對比 化學(xué)腐蝕的介質(zhì)可以是不電離、不導(dǎo)電的干氣體和化學(xué)腐蝕的介質(zhì)可以是不電離、不導(dǎo)電的干氣體和非電解質(zhì)溶液；電化學(xué)腐蝕介質(zhì)是電解質(zhì)溶液；非電解質(zhì)溶液；電化學(xué)腐蝕介質(zhì)是電解質(zhì)溶液； 化學(xué)腐蝕中金屬原子與介質(zhì)是在兩相的界面上直接化學(xué)腐蝕中金屬原子與介質(zhì)是在兩相的界面上直接交換電子，發(fā)生直接的化學(xué)反應(yīng)，沒有電流產(chǎn)生；在交換電

9、子，發(fā)生直接的化學(xué)反應(yīng)，沒有電流產(chǎn)生；在電化學(xué)腐蝕中，金屬在陽極上失去電子，腐蝕介質(zhì)在電化學(xué)腐蝕中，金屬在陽極上失去電子，腐蝕介質(zhì)在陰極區(qū)得到電子，有電流產(chǎn)生。陰極區(qū)得到電子，有電流產(chǎn)生。13原電池的電化學(xué)過程 原電池的電化學(xué)過程是由原電池的電化學(xué)過程是由陽極的氧化過程陽極的氧化過程、陰極的還原過程陰極的還原過程以及以及電子的轉(zhuǎn)移過程電子的轉(zhuǎn)移過程所組成。所組成。 14電化學(xué)腐蝕速度 在電化學(xué)作用下，單位時(shí)間、單位面在電化學(xué)作用下，單位時(shí)間、單位面積上發(fā)生變化的物質(zhì)的量稱為積上發(fā)生變化的物質(zhì)的量稱為腐蝕速度腐蝕速度。 金屬的腐蝕速度與其腐蝕電流密度成正比，金屬的腐蝕速度與其腐蝕電流密度成正比，

10、可以用腐蝕電流密度來描述電化學(xué)腐蝕速度的大可以用腐蝕電流密度來描述電化學(xué)腐蝕速度的大小。小。 15腐蝕原電池 腐蝕原電池腐蝕原電池實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)是一個(gè)短路的原電池，即電子是一個(gè)短路的原電池，即電子回路短接，電流不對外做功，電子自耗于腐蝕電池回路短接，電流不對外做功，電子自耗于腐蝕電池內(nèi)陰極的還原反應(yīng)中。因此，如果金屬陽極的離子內(nèi)陰極的還原反應(yīng)中。因此，如果金屬陽極的離子化被促進(jìn)，即可加劇腐蝕過程。化被促進(jìn)，即可加劇腐蝕過程。 16腐蝕電池的分類 金屬的腐蝕是由氧化與還原反應(yīng)組成的電池金屬的腐蝕是由氧化與還原反應(yīng)組成的電池反應(yīng)過程實(shí)現(xiàn)的，反應(yīng)過程實(shí)現(xiàn)的，依據(jù)氧化與還原電極的大小及依據(jù)氧化與還原電極的大

11、小及肉眼的可分辨性肉眼的可分辨性，腐蝕電池可分為：，腐蝕電池可分為： 宏觀電池宏觀電池 微觀電池微觀電池 17宏觀電池的類型 不同金屬分別浸入不同的電解質(zhì)溶液中構(gòu)成的腐蝕不同金屬分別浸入不同的電解質(zhì)溶液中構(gòu)成的腐蝕電池，有時(shí)稱為電偶電池或雙金屬電池。電池，有時(shí)稱為電偶電池或雙金屬電池。 不同金屬浸入同一種電解質(zhì)溶液中構(gòu)成腐蝕電池。不同金屬浸入同一種電解質(zhì)溶液中構(gòu)成腐蝕電池。 同一金屬材料浸入同一電解質(zhì)溶液中，由于在金屬同一金屬材料浸入同一電解質(zhì)溶液中，由于在金屬的不同區(qū)域其介質(zhì)的濃度、溫度、流動(dòng)狀態(tài)及的不同區(qū)域其介質(zhì)的濃度、溫度、流動(dòng)狀態(tài)及PH值不值不同，造成不同區(qū)域的電位不同，而構(gòu)成濃差或溫

12、差宏同，造成不同區(qū)域的電位不同，而構(gòu)成濃差或溫差宏觀腐蝕電池。觀腐蝕電池。 18微觀電池形成原因金屬表面的化學(xué)成份不均勻而形成微電池（如鑄金屬表面的化學(xué)成份不均勻而形成微電池（如鑄鐵中的石墨）；鐵中的石墨）；金屬組織的不均勻性形成微電池，晶粒與晶界之金屬組織的不均勻性形成微電池，晶粒與晶界之間、不同相之間電位不同；間、不同相之間電位不同；金屬表面物理狀態(tài)不均勻形成微電池，金屬在機(jī)金屬表面物理狀態(tài)不均勻形成微電池，金屬在機(jī)加工中，由于各部變形不均勻，受力不均勻，受力加工中，由于各部變形不均勻，受力不均勻，受力較大的部位成為陽極，形成微電池。較大的部位成為陽極，形成微電池。 金屬表面膜如果失去了完

13、整性，也會(huì)形成微觀電池，這種金屬表面膜如果失去了完整性，也會(huì)形成微觀電池，這種微電池又叫膜孔電池，一般膜為陰極，孔膜下的金屬為陽極。微電池又叫膜孔電池，一般膜為陰極，孔膜下的金屬為陽極。膜孔電池是發(fā)生孔蝕和應(yīng)力腐蝕的主要原因。膜孔電池是發(fā)生孔蝕和應(yīng)力腐蝕的主要原因。 19雙電層的建立 金屬是具有一定結(jié)合力的原子或離子結(jié)合而成的金屬是具有一定結(jié)合力的原子或離子結(jié)合而成的晶體。晶體點(diǎn)陣上的質(zhì)點(diǎn)離開點(diǎn)陣變成離子要消耗能晶體。晶體點(diǎn)陣上的質(zhì)點(diǎn)離開點(diǎn)陣變成離子要消耗能量，需要外界做功。量，需要外界做功。 任何一種金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，其界面上的任何一種金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，其界面上的原子或離子之間必

14、然發(fā)生相互作用，可能出現(xiàn)以下幾原子或離子之間必然發(fā)生相互作用，可能出現(xiàn)以下幾種情況：種情況：金屬表面帶負(fù)電荷，溶液帶正電荷；金屬表面帶負(fù)電荷，溶液帶正電荷； 金屬表面帶正電荷，溶液帶負(fù)電荷；金屬表面帶正電荷，溶液帶負(fù)電荷；特殊的雙電層。特殊的雙電層。20雙電層的建立 金屬本身是電中性的，電解質(zhì)溶液也是電中性的，金屬本身是電中性的，電解質(zhì)溶液也是電中性的，但當(dāng)金屬以陽離子形式進(jìn)入溶液、溶液中正離子沉積但當(dāng)金屬以陽離子形式進(jìn)入溶液、溶液中正離子沉積在金屬表面上、溶液中離子分子被還原時(shí)，都將使金在金屬表面上、溶液中離子分子被還原時(shí)，都將使金屬表面與溶液的電中性遭到破壞，形成帶異種電荷的屬表面與溶液的

15、電中性遭到破壞，形成帶異種電荷的雙電層。雙電層。 21雙電層的組成n雙電層是由緊密層與雙電層是由緊密層與分散層兩大部分組成分散層兩大部分組成的。的。22電極電位 電子導(dǎo)體（金屬）與離子導(dǎo)體（液體、固體電電子導(dǎo)體（金屬）與離子導(dǎo)體（液體、固體電解質(zhì)）接觸，并有電荷在兩相之間遷移而發(fā)生氧化解質(zhì)）接觸，并有電荷在兩相之間遷移而發(fā)生氧化還原反應(yīng)的體系稱為還原反應(yīng)的體系稱為電極電極。 金屬在電解質(zhì)溶液中會(huì)在金屬金屬在電解質(zhì)溶液中會(huì)在金屬/ /電解質(zhì)溶液界面電解質(zhì)溶液界面上形成雙電層。雙電層兩側(cè)的電位差，即金屬與溶上形成雙電層。雙電層兩側(cè)的電位差，即金屬與溶液之間的電位差為液之間的電位差為電極電位電極電位

16、。 23電極電位的定義方式一金屬金屬/ /溶液界面附近總的電位躍是電極電位的基礎(chǔ)。溶液界面附近總的電位躍是電極電位的基礎(chǔ)。電極電位是金屬自動(dòng)電離的氧化過程和溶液中陽離子電極電位是金屬自動(dòng)電離的氧化過程和溶液中陽離子的還原過程，在整個(gè)擴(kuò)散中達(dá)到平衡時(shí)，金屬表面和的還原過程，在整個(gè)擴(kuò)散中達(dá)到平衡時(shí)，金屬表面和擴(kuò)散末端的電位差。金屬擴(kuò)散末端的電位差。金屬/ /溶液兩相間總電位躍的絕溶液兩相間總電位躍的絕對值叫對值叫絕對電極電位絕對電極電位。金屬金屬/ /溶液之間的電位差是無法測量的，所以單個(gè)溶液之間的電位差是無法測量的，所以單個(gè)電極的絕對電極電位也就無法得知。實(shí)際中采用兩個(gè)電極的絕對電極電位也就無法

17、得知。實(shí)際中采用兩個(gè)電極進(jìn)行比較，得出相對的電極電位。電極進(jìn)行比較，得出相對的電極電位。 24電極電位的定義方式二 氫標(biāo)電極電位氫標(biāo)電極電位是被測電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成的原電池是被測電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成的原電池的電位差。的電位差。 標(biāo)準(zhǔn)氫電極是指氫氣壓力為標(biāo)準(zhǔn)氫電極是指氫氣壓力為1 1大氣壓（大氣壓（latmlatm）、）、2525，H H+ +活度為活度為1 1，進(jìn)行，進(jìn)行 的可逆反應(yīng)的電極體系的可逆反應(yīng)的電極體系。 eHH221 人為地規(guī)定氫電極的標(biāo)準(zhǔn)電位人為地規(guī)定氫電極的標(biāo)準(zhǔn)電位為為E E0 0=0=0。標(biāo)準(zhǔn)氫電極與任何電極組標(biāo)準(zhǔn)氫電極與任何電極組成可逆原電池，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，成可逆原電池

18、，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測得的電位差就是該電極電位值，測得的電位差就是該電極電位值，通常指的電極電位如果不加說明就通常指的電極電位如果不加說明就是指氫標(biāo)電極電位。比是指氫標(biāo)電極電位。比HSEPHSEP低為負(fù)低為負(fù)電性金屬；比電性金屬；比HSEPHSEP高為正電性金屬。高為正電性金屬。負(fù)電性越強(qiáng)，離子化越大，腐蝕趨負(fù)電性越強(qiáng)，離子化越大，腐蝕趨勢更嚴(yán)重。勢更嚴(yán)重。 25電極電位的定義方式三平衡電極電位平衡電極電位（平衡電位）是指當(dāng)金屬電極與（平衡電位）是指當(dāng)金屬電極與溶 液 界 面 的 電 極 過 程 建 立 起 平 衡 反溶 液 界 面 的 電 極 過 程 建 立 起 平 衡 反應(yīng)：應(yīng)： ，該電極反

19、應(yīng)的，該電極反應(yīng)的電量和物質(zhì)量在氧化、還原反應(yīng)中都達(dá)到平衡時(shí)的電量和物質(zhì)量在氧化、還原反應(yīng)中都達(dá)到平衡時(shí)的電極電位電極電位，用，用BEP來表示。顯然該平衡過程包括兩來表示。顯然該平衡過程包括兩個(gè)含義：物質(zhì)平衡、電荷平衡。個(gè)含義：物質(zhì)平衡、電荷平衡。 neOmHMOmHneMnn2226電極電位的定義方式四穩(wěn)態(tài)電極電位穩(wěn)態(tài)電極電位是指在一個(gè)電極表面上同是指在一個(gè)電極表面上同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)不同質(zhì)的氧化、還原反應(yīng)，但僅時(shí)進(jìn)行兩個(gè)不同質(zhì)的氧化、還原反應(yīng)，但僅有電量的平衡，而無物質(zhì)的平衡時(shí)的電位。有電量的平衡，而無物質(zhì)的平衡時(shí)的電位。 例 如 ， 將 鐵 放 入 鹽 酸 溶 液 中 ， 發(fā) 生 鐵 的 氧

20、化 反 應(yīng) ：例 如 ， 將 鐵 放 入 鹽 酸 溶 液 中 ， 發(fā) 生 鐵 的 氧 化 反 應(yīng) ：FeFe2+2e，使鐵電極表面帶上剩余電荷；同時(shí)，它吸附使鐵電極表面帶上剩余電荷；同時(shí)，它吸附著酸溶液中的著酸溶液中的H+，在鐵表面使氫還原：在鐵表面使氫還原：2H+2eH2。達(dá)到達(dá)到平衡只可能是電荷交換的平衡平衡只可能是電荷交換的平衡i氧化氧化i還原還原（iFe/Fe2+iH2/H+），），而無物質(zhì)的平衡。顯然，穩(wěn)態(tài)電位不是平衡電位，是不能利用而無物質(zhì)的平衡。顯然，穩(wěn)態(tài)電位不是平衡電位，是不能利用能斯特公式計(jì)算的，只能靠實(shí)測取得。在實(shí)際中，由于金屬通能斯特公式計(jì)算的，只能靠實(shí)測取得。在實(shí)際中，

21、由于金屬通常很少處于自己離子的溶液中，而往往是與其它溶液相接觸，常很少處于自己離子的溶液中，而往往是與其它溶液相接觸，很少是平衡可逆狀態(tài)體系，故常呈現(xiàn)非平衡的穩(wěn)態(tài)電位。穩(wěn)態(tài)很少是平衡可逆狀態(tài)體系，故常呈現(xiàn)非平衡的穩(wěn)態(tài)電位。穩(wěn)態(tài)電位在金屬腐蝕與防腐中有重要的意義。電位在金屬腐蝕與防腐中有重要的意義。 27電極電位的定義方式五n標(biāo)準(zhǔn)電極電位標(biāo)準(zhǔn)電極電位：指參加電極反應(yīng)的物質(zhì)都處于標(biāo)：指參加電極反應(yīng)的物質(zhì)都處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，即準(zhǔn)狀態(tài)，即25、離子活度為、離子活度為1、分壓力為、分壓力為1大大氣壓時(shí)測得的電勢（與氫電極比較）。至今為止氣壓時(shí)測得的電勢（與氫電極比較）。至今為止已經(jīng)測定了各種金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)電

22、極電位。已經(jīng)測定了各種金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電位。28極化現(xiàn)象 由于電極上有電流通過而造成電位變化的現(xiàn)象由于電極上有電流通過而造成電位變化的現(xiàn)象稱為稱為極化現(xiàn)象極化現(xiàn)象。由于有電流通過而發(fā)生的電極電位。由于有電流通過而發(fā)生的電極電位偏離起始電位（偏離起始電位（E E（i=0i=0）的變化值，用過電位或超的變化值，用過電位或超電位來表示，電位來表示，E Ei iE E（i=0i=0）。 EEcEa通路前通路后t陰極極化：電位向負(fù)向偏移陽極極化：電位向正向偏移29陽極極化的原因 陽極過程進(jìn)行緩慢活化極化陽極過程進(jìn)行緩慢活化極化 陽極表面的金屬離子濃度升高，阻礙金屬的繼陽極表面的金屬離子濃度升高，阻礙金

23、屬的繼續(xù)溶解濃差極化續(xù)溶解濃差極化 金屬表面生成保護(hù)膜電阻極化金屬表面生成保護(hù)膜電阻極化30陰極極化的原因 陰極過程進(jìn)行的緩慢活化極化陰極過程進(jìn)行的緩慢活化極化 陰極附近反應(yīng)物或反應(yīng)生成物擴(kuò)散陰極附近反應(yīng)物或反應(yīng)生成物擴(kuò)散緩慢濃差極化緩慢濃差極化 31交換電流密度的解釋 交換電流密度交換電流密度 i io o僅是表示平衡態(tài)下氧化僅是表示平衡態(tài)下氧化和還原速度的一種簡便形式，并不表示有真和還原速度的一種簡便形式，并不表示有真正的凈電流產(chǎn)生，因?yàn)樵谄胶鈶B(tài)時(shí)，電荷交正的凈電流產(chǎn)生，因?yàn)樵谄胶鈶B(tài)時(shí)，電荷交換是平衡的，正負(fù)抵消。換是平衡的，正負(fù)抵消。 不同的金屬電極有不同的不同的金屬電極有不同的io值值

24、 io腐蝕速度快，電極不易腐蝕速度快，電極不易極化，易建立穩(wěn)定的平衡電位極化，易建立穩(wěn)定的平衡電位 io耐蝕性好耐蝕性好 32極化規(guī)律的概念 對于單電極而言，當(dāng)電極上有正電流通過時(shí)（陽極電流，對于單電極而言，當(dāng)電極上有正電流通過時(shí)（陽極電流，電流從溶液流向金屬或電子從金屬流向溶液），電極金屬電流從溶液流向金屬或電子從金屬流向溶液），電極金屬/ /溶溶液界面上必伴隨有氧化反應(yīng)，此時(shí)電極稱為液界面上必伴隨有氧化反應(yīng)，此時(shí)電極稱為陽極陽極，則過電位為，則過電位為正值。當(dāng)電極上有負(fù)電流通過（陰極電流，電流從電極流向溶正值。當(dāng)電極上有負(fù)電流通過（陰極電流，電流從電極流向溶液或電子從溶液流向金屬），電極金

25、屬液或電子從溶液流向金屬），電極金屬/ /溶液界面上必伴隨有溶液界面上必伴隨有還原反應(yīng)，此時(shí)電極稱為還原反應(yīng)，此時(shí)電極稱為陰極陰極，過電位為負(fù)值。，過電位為負(fù)值。 換言之，當(dāng)過電位為正值時(shí)，電極上只能發(fā)生氧化反應(yīng)，換言之，當(dāng)過電位為正值時(shí)，電極上只能發(fā)生氧化反應(yīng)，即通過陽極電流，即通過陽極電流，i i為正值；當(dāng)過電位為負(fù)值時(shí)，電極上只能為正值；當(dāng)過電位為負(fù)值時(shí)，電極上只能發(fā)生還原反應(yīng)，即通過陰極電流，發(fā)生還原反應(yīng)，即通過陰極電流，i i為負(fù)值。這表明，推動(dòng)電為負(fù)值。這表明，推動(dòng)電極反應(yīng)的動(dòng)力方向與電極反應(yīng)方向具有一致性，稱之為極反應(yīng)的動(dòng)力方向與電極反應(yīng)方向具有一致性，稱之為極化規(guī)極化規(guī)律律，用

26、數(shù)學(xué)式表達(dá)為：，用數(shù)學(xué)式表達(dá)為：i0 i0 33極化曲線的定義表示電極電位和電流之間關(guān)系的曲線叫做表示電極電位和電流之間關(guān)系的曲線叫做極化曲極化曲線線；表示陽極電位和電流之間關(guān)系的曲線叫做；表示陽極電位和電流之間關(guān)系的曲線叫做陽極極陽極極化曲線化曲線；表示陰極電位和電流之間關(guān)系的曲線叫做；表示陰極電位和電流之間關(guān)系的曲線叫做陰陰極極化曲線極極化曲線。極化曲線又可分為極化曲線又可分為表觀極化曲線表觀極化曲線和和理論極化曲線理論極化曲線兩種。表觀極化曲線表示通過外電流時(shí)的電位與電流兩種。表觀極化曲線表示通過外電流時(shí)的電位與電流關(guān)系，亦稱實(shí)測的極化曲線，它可借助參比電極實(shí)測關(guān)系，亦稱實(shí)測的極化曲線，

27、它可借助參比電極實(shí)測出。理論極化曲線表示在腐蝕原電池中，局部陰極和出。理論極化曲線表示在腐蝕原電池中，局部陰極和局部陽極的電流和電位變化關(guān)系。局部陽極的電流和電位變化關(guān)系。 34極化曲線測試方法 利用腐蝕原電池自身電流變化，對利用腐蝕原電池自身電流變化，對應(yīng)測出電極的極化電位應(yīng)測出電極的極化電位 借助外加電流實(shí)現(xiàn)電極極化來測定借助外加電流實(shí)現(xiàn)電極極化來測定極化曲線極化曲線 恒電流法恒電流法 恒電壓法恒電壓法 35伊文思腐蝕極化圖 為了研究金屬腐蝕，在不考為了研究金屬腐蝕，在不考慮電極電位及電流變化具體過慮電極電位及電流變化具體過程的前提下，只從極化性能相程的前提下，只從極化性能相對大小、電位和

28、電流的狀態(tài)出對大小、電位和電流的狀態(tài)出發(fā)，伊文思依據(jù)電荷守恒定律發(fā)，伊文思依據(jù)電荷守恒定律和完整的原電池中電極是串聯(lián)和完整的原電池中電極是串聯(lián)于電回路中，電流流經(jīng)陰極、于電回路中，電流流經(jīng)陰極、電解質(zhì)溶液、陽極，其電流強(qiáng)電解質(zhì)溶液、陽極，其電流強(qiáng)度應(yīng)相等的原理，提出了如圖度應(yīng)相等的原理，提出了如圖所示的腐蝕圖，稱為伊文思腐所示的腐蝕圖，稱為伊文思腐蝕極化圖。蝕極化圖。 -EEaEcIImaxGBHAICo36腐蝕控制因素 由公式由公式II（E Ec c0 0E Ea a0 0）/ /（P Pa aP Pc cR R）可知，腐蝕原電池的腐蝕電流大小，取決于可知，腐蝕原電池的腐蝕電流大小，取決于下

29、面下面4 4個(gè)因素：個(gè)因素：初始電位差初始電位差E Ec c0 0E Ea a0 0 、電阻電阻R R、陽極極化率陽極極化率P Pa a、陰極極化率陰極極化率P Pc c 陽極控制陽極控制陰極控制陰極控制混合控制混合控制電阻控制電阻控制37金屬的去極化與極化相反，凡是能消除或降低極化所造成原與極化相反，凡是能消除或降低極化所造成原電池阻滯作用的過程均叫做電池阻滯作用的過程均叫做去極化去極化，能夠做到去極，能夠做到去極化作用的物質(zhì)叫去極化劑，去極化劑是活化劑，它化作用的物質(zhì)叫去極化劑，去極化劑是活化劑，它起到加速腐蝕的作用。起到加速腐蝕的作用。對腐蝕電池陽極極化起去極化作用的過程叫陽對腐蝕電池陽

30、極極化起去極化作用的過程叫陽極去極化。對陰極極化起去極化作用的過程叫陰極極去極化。對陰極極化起去極化作用的過程叫陰極去極化。去極化。 38陽極去極化的原因 陽極鈍化膜被破壞陽極鈍化膜被破壞 陽極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物金屬離子加速離開金屬金屬離子加速離開金屬/ /溶液界面、一些物質(zhì)與金屬離子形成溶液界面、一些物質(zhì)與金屬離子形成絡(luò)合物，均會(huì)使金屬表面離子濃度降絡(luò)合物，均會(huì)使金屬表面離子濃度降低。由于濃度降低，加速了金屬的進(jìn)低。由于濃度降低，加速了金屬的進(jìn)一步溶解。一步溶解。 39陰極去極化的原因 陰極上積累的負(fù)電荷得到釋放陰極上積累的負(fù)電荷得到釋放 使去極化劑容易達(dá)到陰極以及使陰極反使去極化劑容易達(dá)到陰極以

31、及使陰極反應(yīng)產(chǎn)物容易迅速離開陰極。如攪拌、加絡(luò)應(yīng)產(chǎn)物容易迅速離開陰極。如攪拌、加絡(luò)合劑可使陰極過程進(jìn)行得更快，陰極去極合劑可使陰極過程進(jìn)行得更快，陰極去極化作用對腐蝕影響極大，往往比陽極去極化作用對腐蝕影響極大，往往比陽極去極化作用更為突出?；饔酶鼮橥怀?。 析氫腐蝕析氫腐蝕 吸氧腐蝕吸氧腐蝕 大陰極、小陽極最為不利大陰極、小陽極最為不利 40鈍化現(xiàn)象 鈍化鈍化主要是指某些金屬或合金在特殊主要是指某些金屬或合金在特殊條件下失去化學(xué)活性的現(xiàn)象。金屬發(fā)生條件下失去化學(xué)活性的現(xiàn)象。金屬發(fā)生鈍化以后，其表面處于一種特殊狀態(tài)，鈍化以后，其表面處于一種特殊狀態(tài)，抗腐蝕。抗腐蝕。 腐蝕速度硝酸濃度41鈍化的

32、本質(zhì) 金屬的電極電位朝正值方向移動(dòng)是引起金屬的電極電位朝正值方向移動(dòng)是引起鈍化的原因鈍化的原因 鈍化時(shí)，金屬表面狀態(tài)發(fā)生某種突然的鈍化時(shí)，金屬表面狀態(tài)發(fā)生某種突然的變化，而不是金屬整體性質(zhì)的變化變化，而不是金屬整體性質(zhì)的變化 金屬發(fā)生鈍化后，其腐蝕速度有較大金屬發(fā)生鈍化后，其腐蝕速度有較大幅度的降低，以體現(xiàn)鈍態(tài)條件下金屬具有幅度的降低，以體現(xiàn)鈍態(tài)條件下金屬具有高耐蝕性這一鈍性特征高耐蝕性這一鈍性特征 42鈍化特性曲線 ABAB活化區(qū)活化區(qū)：電流隨電：電流隨電位升高而增大；位升高而增大； BCBC活化活化/ /鈍化過渡區(qū)鈍化過渡區(qū)：當(dāng)電極電位到達(dá)某一臨界當(dāng)電極電位到達(dá)某一臨界值時(shí)，金屬開始鈍化，

33、電值時(shí)，金屬開始鈍化，電流急劇下降，處于不穩(wěn)定流急劇下降，處于不穩(wěn)定狀態(tài)；狀態(tài)； CDCD穩(wěn)定鈍化區(qū)穩(wěn)定鈍化區(qū)：隨著：隨著電位的正移，電流幾乎保電位的正移，電流幾乎保持不變；持不變； DEDE過鈍化區(qū)過鈍化區(qū)：電流再：電流再次隨電位升高而增大。次隨電位升高而增大。43鈍化理論 成相膜理論成相膜理論 吸附膜理論吸附膜理論 44金屬腐蝕圖（EPH圖） 大多數(shù)金屬腐蝕過程是電化學(xué)過程，其大多數(shù)金屬腐蝕過程是電化學(xué)過程，其實(shí)質(zhì)是實(shí)質(zhì)是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，氧化還原反應(yīng)與溶液的酸，氧化還原反應(yīng)與溶液的酸堿性有關(guān)，而很多反應(yīng)的電極電位又隨堿性有關(guān)，而很多反應(yīng)的電極電位又隨PHPH值而變值而

34、變化，這就存在著一種可能性，即根據(jù)腐蝕介質(zhì)的化，這就存在著一種可能性，即根據(jù)腐蝕介質(zhì)的PHPH值、離子的濃度與電極反應(yīng)的電極電位值的相值、離子的濃度與電極反應(yīng)的電極電位值的相互關(guān)系，來判斷電極反應(yīng)的方向和反應(yīng)的產(chǎn)物，互關(guān)系，來判斷電極反應(yīng)的方向和反應(yīng)的產(chǎn)物，提出防腐措施。提出防腐措施。 EPHEPH圖由波爾貝等人首先提出：以電極電位圖由波爾貝等人首先提出：以電極電位為縱坐標(biāo)，以介質(zhì)的為縱坐標(biāo)，以介質(zhì)的PHPH值為橫坐標(biāo)，就金屬與水值為橫坐標(biāo)，就金屬與水的化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)的平衡值而做出的線圖，的化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)的平衡值而做出的線圖，它反映了在腐蝕體系中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與電化它反映了在腐蝕

35、體系中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與電化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)的電位、學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)的電位、PHPH值和離子濃度值和離子濃度的相互關(guān)系的相互關(guān)系。 45EPH圖在腐蝕中的應(yīng)用 非腐蝕區(qū)：在該區(qū)域內(nèi)，電位和非腐蝕區(qū)：在該區(qū)域內(nèi)，電位和PH值的變化將不會(huì)引起金屬的腐值的變化將不會(huì)引起金屬的腐蝕，金屬處于穩(wěn)定狀態(tài)；蝕，金屬處于穩(wěn)定狀態(tài)； 腐蝕區(qū)：在該區(qū)域內(nèi)，金屬是不腐蝕區(qū)：在該區(qū)域內(nèi)，金屬是不穩(wěn)定的，可隨時(shí)被腐蝕，而離子則穩(wěn)定的，可隨時(shí)被腐蝕，而離子則是穩(wěn)定的；是穩(wěn)定的； 鈍化區(qū)：在此區(qū)域內(nèi)的電位及鈍化區(qū)：在此區(qū)域內(nèi)的電位及PHPH值范圍，生成穩(wěn)值范圍，生成穩(wěn)定的固態(tài)氧化物、氫氧化物或鹽，在此區(qū)域內(nèi)，金定的

36、固態(tài)氧化物、氫氧化物或鹽，在此區(qū)域內(nèi)，金屬是否遭受腐蝕取決于所生成的固態(tài)膜是否有保護(hù)屬是否遭受腐蝕取決于所生成的固態(tài)膜是否有保護(hù)性，也就是看它是否進(jìn)一步阻礙金屬的溶解。性，也就是看它是否進(jìn)一步阻礙金屬的溶解。 46防腐蝕技術(shù)的定義 金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的根本原因是金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的根本原因是由于由于金屬表面存在電化學(xué)不均勻性金屬表面存在電化學(xué)不均勻性，當(dāng)金，當(dāng)金屬與介質(zhì)接觸時(shí)形成了腐蝕原電池。為了屬與介質(zhì)接觸時(shí)形成了腐蝕原電池。為了達(dá)到金屬腐蝕防護(hù)目的而采取的綜合的方達(dá)到金屬腐蝕防護(hù)目的而采取的綜合的方法或手段，稱為法或手段，稱為防腐蝕技術(shù)防腐蝕技術(shù)。 47腐蝕控制方法正確選用金屬材料和合理設(shè)

37、計(jì)正確選用金屬材料和合理設(shè)計(jì)金屬結(jié)構(gòu)；金屬結(jié)構(gòu)； 電化學(xué)保護(hù)；電化學(xué)保護(hù)； 采用保護(hù)性覆蓋層；采用保護(hù)性覆蓋層； 添加緩蝕劑。添加緩蝕劑。 48選材的基本原則 材料的耐腐蝕性能要滿足生產(chǎn)的要材料的耐腐蝕性能要滿足生產(chǎn)的要求求 材料的機(jī)械性能、加工性能要滿足材料的機(jī)械性能、加工性能要滿足設(shè)備設(shè)計(jì)與加工的要求設(shè)備設(shè)計(jì)與加工的要求要注意節(jié)約投資要注意節(jié)約投資 總之，總之，選材選材時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用那些耐蝕時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用那些耐蝕性能滿足使用介質(zhì)要求、材料綜合性能性能滿足使用介質(zhì)要求、材料綜合性能好、價(jià)格又便宜的金屬和合金。好、價(jià)格又便宜的金屬和合金。 49選材的基本方法 了解設(shè)備或構(gòu)件的工作環(huán)境條件了解設(shè)備或

38、構(gòu)件的工作環(huán)境條件 調(diào)查設(shè)備的結(jié)構(gòu)類型與制造工藝調(diào)查設(shè)備的結(jié)構(gòu)類型與制造工藝調(diào)查生產(chǎn)對材料的特殊要求調(diào)查生產(chǎn)對材料的特殊要求 取得與之有關(guān)的腐蝕數(shù)據(jù)取得與之有關(guān)的腐蝕數(shù)據(jù) 50腐蝕的條件存在兩電極且兩極間有電位差存在兩電極且兩極間有電位差 存在電解質(zhì)存在電解質(zhì) 兩極互相連接并與電解質(zhì)接觸兩極互相連接并與電解質(zhì)接觸 51電法保護(hù)的類型 陰極保護(hù)陰極保護(hù) 犧牲陽極的陰極保護(hù)犧牲陽極的陰極保護(hù) 外加電流的陰極保護(hù)外加電流的陰極保護(hù) 陽極保護(hù)陽極保護(hù) 52犧牲陽極保護(hù)原理 利用比被保利用比被保護(hù)部件的電位更負(fù)護(hù)部件的電位更負(fù)的金屬或合金制成的金屬或合金制成犧牲的陽極，從而犧牲的陽極，從而使被保護(hù)的部件

39、發(fā)使被保護(hù)的部件發(fā)生陰極極化，達(dá)到生陰極極化，達(dá)到減緩腐蝕的目的，減緩腐蝕的目的，這種方法稱為犧牲這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)或陽極的陰極保護(hù)或簡稱犧牲陽極保護(hù)。簡稱犧牲陽極保護(hù)。 -EEaEaEcIIaIa53犧牲陽極的要求 理論上，凡電位比待保護(hù)金屬負(fù)的所有理論上，凡電位比待保護(hù)金屬負(fù)的所有金屬均可以做為犧牲陽極的材料。金屬均可以做為犧牲陽極的材料。一般從以一般從以下三個(gè)方面來衡量犧牲陽極的質(zhì)量。下三個(gè)方面來衡量犧牲陽極的質(zhì)量。 電極電位：開路地位、有效電壓電極電位：開路地位、有效電壓 單位重量陽極材料產(chǎn)生的電量單位重量陽極材料產(chǎn)生的電量 電流效率電流效率 電流效率電流效率為有效電量和理

40、論電量之比。為有效電量和理論電量之比。 常用的犧牲陽極材料為鎂、鋁、鋅等活潑金屬及其合金。常用的犧牲陽極材料為鎂、鋁、鋅等活潑金屬及其合金。54犧牲陽極填料的作用n改良陽極周圍環(huán)境，確保穩(wěn)定良好的電流改良陽極周圍環(huán)境，確保穩(wěn)定良好的電流效率；效率；n降低陽極接地電阻，增加陽極輸出電流；降低陽極接地電阻，增加陽極輸出電流；n溶解陽極腐蝕產(chǎn)物，防止陽極極化；溶解陽極腐蝕產(chǎn)物，防止陽極極化；n吸收周圍土壤水分，維持陽極四周長久潤吸收周圍土壤水分，維持陽極四周長久潤濕。濕。55外加電流陰極保護(hù)原理 外加電流的陰極保護(hù)外加電流的陰極保護(hù)又稱強(qiáng)制陰極保護(hù)，是將又稱強(qiáng)制陰極保護(hù)，是將被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)整體接被

41、保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)整體接至電源負(fù)極，通以陰極電至電源負(fù)極，通以陰極電流，陽極為一個(gè)不溶性的流，陽極為一個(gè)不溶性的輔助件，二者組成宏電池，輔助件，二者組成宏電池，實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)，其實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)，其實(shí)質(zhì)是使被保護(hù)的金屬發(fā)生陰極使被保護(hù)的金屬發(fā)生陰極極化。極化。 56外加電流陰極保護(hù)原理在未通電流保護(hù)以前，腐蝕原電池的在未通電流保護(hù)以前，腐蝕原電池的自然腐蝕電位為自然腐蝕電位為E E，相應(yīng)的最大腐蝕電相應(yīng)的最大腐蝕電流為流為IcIc。通上外加電流后，由電解質(zhì)通上外加電流后，由電解質(zhì)流入陰極的電流量增加，由于陰極的流入陰極的電流量增加，由于陰極的進(jìn)一步極化，其電位降低。如流入陰進(jìn)一步極化，其電位降低。

42、如流入陰極的電流為極的電流為I ID D，則其電位降為則其電位降為E E/ /，此此時(shí)由原來的陽極流出的腐蝕電流將由時(shí)由原來的陽極流出的腐蝕電流將由IcIc降至降至I I/ /。I ID D與與I I/ /的差值就是由輔助陽的差值就是由輔助陽極流出的外加電量。為了使金屬構(gòu)筑極流出的外加電量。為了使金屬構(gòu)筑物得到完全保護(hù)，即沒有腐蝕電流從物得到完全保護(hù)，即沒有腐蝕電流從其上流出，就需進(jìn)一步將陰極極化到其上流出，就需進(jìn)一步將陰極極化到使總電位降至等于陽極的初始電位使總電位降至等于陽極的初始電位E EA A0 0，此時(shí)外加的保護(hù)電流值為此時(shí)外加的保護(hù)電流值為I IP P。57外加電流陰極保護(hù)與犧牲陽

43、極保護(hù)的區(qū)別 外加電流保護(hù)的輔助陽極的電極外加電流保護(hù)的輔助陽極的電極電位可以和被保護(hù)的金屬的電極電位電位可以和被保護(hù)的金屬的電極電位相同，甚至可以比其更正；相同，甚至可以比其更正； 外加電流保護(hù)的極化程度比犧牲外加電流保護(hù)的極化程度比犧牲陽極的更大，但兩者均是借助外加電陽極的更大，但兩者均是借助外加電流使管路電極電位發(fā)生陰極極化，即流使管路電極電位發(fā)生陰極極化，即陰極電極電位向負(fù)方向偏移。陰極電極電位向負(fù)方向偏移。 58陰極保護(hù)基本參數(shù) 最小保護(hù)電位最小保護(hù)電位Emin 最大保護(hù)電位最大保護(hù)電位Emax59陽極地床材料的要求 抗腐蝕性強(qiáng)，這樣可減少陽極材料的抗腐蝕性強(qiáng)，這樣可減少陽極材料的消

44、耗，從而減少更換的麻煩；消耗，從而減少更換的麻煩； 陽極地床的電阻盡可能小，因?yàn)殛帢O陽極地床的電阻盡可能小，因?yàn)殛帢O保護(hù)站的功率主要消耗在陽極地床上保護(hù)站的功率主要消耗在陽極地床上（606070%70%），因此一般不宜超過），因此一般不宜超過1 1，在設(shè)計(jì)時(shí)一般取在設(shè)計(jì)時(shí)一般取0.50.5左右；左右； 取材方便，容易加工；取材方便，容易加工；價(jià)格便宜，經(jīng)濟(jì)成本小。價(jià)格便宜，經(jīng)濟(jì)成本小。 60陽極地床材料 在理論上任何導(dǎo)電材料都可以作為陽極地床的在理論上任何導(dǎo)電材料都可以作為陽極地床的材料，但從經(jīng)濟(jì)上考慮，所選的材料最好同時(shí)具有材料，但從經(jīng)濟(jì)上考慮，所選的材料最好同時(shí)具有較低消耗率和較低價(jià)格的特

45、點(diǎn)。較低消耗率和較低價(jià)格的特點(diǎn)。目前常用的陽極材目前常用的陽極材料有：料有：碳素鋼、鑄鐵、高硅鑄鐵、石墨等。碳素鋼、鑄鐵、高硅鑄鐵、石墨等。 常用陽極地床材料和性能常用陽極地床材料和性能 61擴(kuò)大保護(hù)區(qū)方法 提高通電點(diǎn)的外加電位可以擴(kuò)大陰極保護(hù)提高通電點(diǎn)的外加電位可以擴(kuò)大陰極保護(hù)站的保護(hù)區(qū)，但提高外加電位受最大保護(hù)電位站的保護(hù)區(qū)，但提高外加電位受最大保護(hù)電位（-1.1-1.1-1.5-1.5V V）的限制。如上所述，如果外加的限制。如上所述，如果外加電位超過上述標(biāo)準(zhǔn)值（盡管有人建議，在采用電位超過上述標(biāo)準(zhǔn)值（盡管有人建議，在采用塑料膠粘帶作防腐絕緣層的情況下，通電點(diǎn)的塑料膠粘帶作防腐絕緣層的情

46、況下，通電點(diǎn)的電位可提高到電位可提高到-2.5-2.5-3.5-3.5V V），），由于電滲現(xiàn)象和由于電滲現(xiàn)象和氫去極化作用，會(huì)使管外絕緣層發(fā)生分離的危氫去極化作用，會(huì)使管外絕緣層發(fā)生分離的危險(xiǎn)，下面兩種方法可使過高的外加負(fù)電位降低險(xiǎn)，下面兩種方法可使過高的外加負(fù)電位降低到允許的范圍之內(nèi)。到允許的范圍之內(nèi)。 屏蔽接地屏蔽接地 反電位反電位 62陽極保護(hù)的基本原理 將外加電源正極與被保護(hù)金屬構(gòu)將外加電源正極與被保護(hù)金屬構(gòu)件相連接，使金屬發(fā)生陽極極化，并件相連接，使金屬發(fā)生陽極極化，并使金屬達(dá)到穩(wěn)定的鈍化狀態(tài)，從而降使金屬達(dá)到穩(wěn)定的鈍化狀態(tài)，從而降低金屬的腐蝕速度，使構(gòu)件得到保護(hù)。低金屬的腐蝕速度

47、，使構(gòu)件得到保護(hù)。顯然，顯然，陽極保護(hù)與金屬的鈍性有非常陽極保護(hù)與金屬的鈍性有非常密切的關(guān)系密切的關(guān)系。 63陽極保護(hù)的方法 用外電源進(jìn)行陽極極化用外電源進(jìn)行陽極極化 在溶液中添加氧化劑、有鈍化作用的添加劑，如空氣中在溶液中添加氧化劑、有鈍化作用的添加劑，如空氣中的氧、三價(jià)鐵鹽、硝酸鹽、鉻酸鹽、重鉻酸鹽等，能使溶液的氧、三價(jià)鐵鹽、硝酸鹽、鉻酸鹽、重鉻酸鹽等，能使溶液的氧化還原電位升高，導(dǎo)致金屬的鈍化。但是，要求氧化的氧化還原電位升高，導(dǎo)致金屬的鈍化。但是，要求氧化劑的濃度足夠高，否則反而會(huì)加速腐蝕。劑的濃度足夠高，否則反而會(huì)加速腐蝕。 合金的陽極改性，在合金中添加少量的貴金屬元素鈀、合金的陽極

48、改性，在合金中添加少量的貴金屬元素鈀、鉑、釘?shù)?，它們起?qiáng)陰極作用，加速陰極反應(yīng)，使合金電位鉑、釘?shù)?，它們起?qiáng)陰極作用，加速陰極反應(yīng)，使合金電位正移到鈍化區(qū)內(nèi)，從而具有高的耐腐蝕性。在溶液中添加某正移到鈍化區(qū)內(nèi)，從而具有高的耐腐蝕性。在溶液中添加某些金屬離子（些金屬離子（Pt4+、鈀鈀Pd2+、Ag+、Cu2+等），也有類似等），也有類似的作用，因?yàn)檫@些金屬離子在合金表面析出時(shí)，可作為強(qiáng)陰的作用，因?yàn)檫@些金屬離子在合金表面析出時(shí)，可作為強(qiáng)陰極。極。 64陽極保護(hù)的主要參數(shù) 致鈍電流密度致鈍電流密度icrit 維鈍電流密度維鈍電流密度ipp 穩(wěn)定鈍化區(qū)電位范圍穩(wěn)定鈍化區(qū)電位范圍65陽極保護(hù)的應(yīng)用條

49、件 只適應(yīng)于只適應(yīng)于活化鈍化金屬活化鈍化金屬 要求鈍化區(qū)電位范圍不小于要求鈍化區(qū)電位范圍不小于5050mvmv；致鈍致鈍電流密度、維鈍電流密度合適電流密度、維鈍電流密度合適 鹵素離子（主要指鹵素離子（主要指ClCl）濃度不能過高濃度不能過高（因?yàn)椋ㄒ驗(yàn)镃lCl能局部破壞鈍化膜而造成孔蝕，能局部破壞鈍化膜而造成孔蝕，所以不能用陽極保護(hù)）所以不能用陽極保護(hù)） 66雜散電流 沿規(guī)定回路以外流動(dòng)的電流叫沿規(guī)定回路以外流動(dòng)的電流叫雜散電雜散電流流，或稱迷走電流。，或稱迷走電流。 根據(jù)雜散電流的性質(zhì)可區(qū)分為根據(jù)雜散電流的性質(zhì)可區(qū)分為直流雜直流雜散電流散電流和和交流雜散電流交流雜散電流兩大類。雜散電流兩大類

50、。雜散電流對金屬產(chǎn)生的腐蝕破壞作用，稱為雜散電對金屬產(chǎn)生的腐蝕破壞作用，稱為雜散電流腐蝕或干憂腐蝕，也稱流腐蝕或干憂腐蝕，也稱電蝕電蝕。 67干擾腐蝕n在陰極保護(hù)系統(tǒng)中，保護(hù)電流流入大地，在陰極保護(hù)系統(tǒng)中，保護(hù)電流流入大地，引起土壤電位的改變，使附近金屬構(gòu)筑引起土壤電位的改變，使附近金屬構(gòu)筑物受到地電流腐蝕，稱物受到地電流腐蝕，稱干擾腐蝕干擾腐蝕。 陽極干擾陽極干擾 陰極干擾陰極干擾 合成干擾合成干擾 誘導(dǎo)干擾誘導(dǎo)干擾 接頭干擾接頭干擾68雜散電流腐蝕的判定指標(biāo) 管地電位偏移指標(biāo)管地電位偏移指標(biāo)地電位梯度判定指標(biāo)地電位梯度判定指標(biāo) 漏泄電流密度指標(biāo)漏泄電流密度指標(biāo)69雜散電流腐蝕的防護(hù) 最大限

51、度地減少干擾源漏最大限度地減少干擾源漏泄電流泄電流 增加安全距離增加安全距離 增加回路電阻增加回路電阻 排流保護(hù)排流保護(hù) 70排流保護(hù) 直接排流直接排流 極性排流極性排流 強(qiáng)制排流強(qiáng)制排流 接地式排流接地式排流 71防蝕涂層 防腐涂層是使用最普通的防蝕方法之一，用無機(jī)和有防腐涂層是使用最普通的防蝕方法之一，用無機(jī)和有機(jī)膠體混合物溶液或粉末，通過涂敷或其它方法覆蓋在金機(jī)膠體混合物溶液或粉末，通過涂敷或其它方法覆蓋在金屬表面，經(jīng)過固化，在金屬表面形成一層薄膜，使物體免屬表面，經(jīng)過固化，在金屬表面形成一層薄膜，使物體免受外界環(huán)境的腐蝕。受外界環(huán)境的腐蝕。 用涂料防止腐蝕，由于涂層較薄，難以形成完整無

52、孔用涂料防止腐蝕，由于涂層較薄，難以形成完整無孔的漆膜，所以在受強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)、高溫或受液體沖刷及較的漆膜，所以在受強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)、高溫或受液體沖刷及較大摩擦作用的設(shè)備管線中，涂層的使用受到一定的限制，大摩擦作用的設(shè)備管線中，涂層的使用受到一定的限制，涂層一般用于防止天然介質(zhì)，如工業(yè)大氣、水和土壤的腐涂層一般用于防止天然介質(zhì)，如工業(yè)大氣、水和土壤的腐蝕。蝕。 涂層防腐具有選擇范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)、使用方便、價(jià)涂層防腐具有選擇范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)、使用方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。格低廉等優(yōu)點(diǎn)。 72涂料的選擇原則 根據(jù)被涂物件的使用條件選擇根據(jù)被涂物件的使用條件選擇 根據(jù)被涂物體的表面材料性質(zhì)選用根據(jù)被涂物體的表面材料性質(zhì)選用 根據(jù)現(xiàn)有的施工條件選用根據(jù)現(xiàn)有的施工條件選用 根據(jù)經(jīng)濟(jì)效果選用根據(jù)經(jīng)濟(jì)效果選用 防腐絕緣層一般分為三個(gè)等級：防腐絕緣層一般分為三個(gè)等級：普通級、加強(qiáng)級、特加強(qiáng)級。普通級、加強(qiáng)級、特加強(qiáng)級。 73緩蝕劑保護(hù) 緩蝕劑：緩蝕劑：在用量很小的情況下，能阻止或減在用量很小的情況下，能阻止或減緩