防腐阴极保护的原理是什么

防腐阴极保护的原理是什么

原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。

金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时，电位负移，金属阳极氧化反应过电位ηa 减小，反应速度减小，因而金属腐蚀速度减小，称为阴极保护效应。

利用阴极保护效应减轻金属设备腐蚀的防护方法叫做阴极保护 。由外电路向金属通入电子，以供去极化剂还原反应所需。

从而使金属氧化反应(失电子反应)受到抑制。当金属氧化反应速度降低到零时，金属表面只发生去极化剂阴极反应。

扩展资料

阴极保护使用的场合较多，它通常由一个电源变压器和一个桥型整流器组成。阴极保护的电压是可以调节的，使用的电源负荷较大。它把交流220 V电源通过变压器和整流电路变成直流。

将负电极接至金属外皮，正电极接地，确保线缆外皮对地保持适当的负电位，这样线缆的金属外皮就不容易受到腐蚀了。阴极保护设备如果不用交流电，也可以用直流电池供电。

阴极保护准则

为了便于实际应用，通过多年的实践与研究，得出了以下几个判断结构是否得到充分保护得判断准则。NACE RP 0169 建议“在通电的情况下,埋地钢铁结构最小保护电位为-0.85V CSE或更负。

在有硫酸盐还原菌存在的情况下，最小保护电位为-0.95V CSE，该电位不含土壤中电压降（IR降）”。实际测量时，应根据瞬时断电电位进行判断。

目前流行的通电电位测量方法简便易行，但对测量中IR降的含量没有给予足够重视。其后果是很多认为阴极保护良好的管道发生腐蚀穿孔。

这方面的教训是很多的。如某气田南干线，认为阴极保护良好，但实际内检测发现腐蚀深度在壁厚的10-19% 的点多达410处； 个别位置的点蚀深度达到50%。

进行断电电位测量发现，很多点保护电位（断电电位）没有达到-0.85V CSE。有效的方法是实际测量几点的IR降，保护电位按0.85 + IR 降来确定。

IR 降可以通过通电电位减去瞬时断电电位来获得，也可以用瞬时通电电位减去结构自然电位来获得。瞬时断电电位与自然电位电位之差不得小于100mV。

在有些情况下，在断开电源0.2-0.5秒内测量断电电位，待结构去极化后（24 或48 小时后）再测量结构电位（自然电位），其差值应不小于 100mV。

也可以用通电电位（极化后）减去瞬时通电电位来计算极化电位。最大保护电位的限制应根据覆盖层及环境确定，以不损坏覆盖层的粘结力为准,一般瞬时断电电位不得低于-1.10V CSE。

由于受旧规范的影响，很多人还认为阴极保护最大电位不能低于-1.5V CSE。事实上这种观念使错误的，造成的危害也是巨大的。

判断阴极保护电位是否过大应以断电电位为判断基础，只要断电电位不低于-1.1V CSE（西欧为-1.15V CSE），通电电位再大也没有关系。

参考资料来源百度百科-阴极保护

什么是阴极防腐

阴极防腐的基本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状态，使金属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，进而达到防腐，保护的目的。目前有两种办法可以快速实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。希望能对你有所帮助

城市燃气钢管的防腐和阴极保护

1.1电化学腐蚀的方式

城市燃气钢管多埋与地下，其腐蚀多伴随接触土壤产生，，需要对土壤腐蚀环境有一定的掌握。作为一种混合物，土壤的组成包括了固、液、气三态物质，土壤中的胶体周围存在一些阴离子电荷，如若有水分渗入土壤，那么土壤便相当于一些多相电解质，且其拥有一定的腐蚀性，当接触到金属钢管时，会有电化学反应产生，进而腐蚀钢管。

土壤里电化学反应对于城市燃气钢管的腐蚀分两类，分别是宏电池和微电池腐蚀。宏电池腐蚀主要发生在两种土壤分界处，当有金属钢管分布在两种土壤中时，在土壤分界处极易产生程度较大的腐蚀现象，并且这种电池性腐蚀的阴阳极区较为明显，诸如氧浓差、盐浓差等腐蚀均属此类。微电池腐蚀主要发生在金属表面，其产生原因主要分为两种，其一是因土壤中的物质结构差异性较大造成的，其二是由钢管自身结构差异性较大造成的。

1.2电化学腐蚀的机理

金属钢管接触到两种不一样类型的土壤，在两种界面会产生不一致的电位，致使金属上存在两种电位差，且土壤是导电物质，极易为腐蚀宏电池提供回路。，金属发生宏电池腐蚀时因为金属上面存在电位差造成的。因土壤结构存在差异性，与之接触的不同物质还存在特定的结构和形态，，宏电池腐蚀发生面较广、复杂性较高。根据我国社科院的实验表明，对于金属物件，宏电池对其腐蚀性很强，一般为微电池腐蚀强度的10倍，并且因宏电池腐蚀多发生在土壤结构相异处，多属局部区域的腐蚀，极易产生燃气钢管穿孔。与宏电池腐蚀相比，微电池类型腐蚀强度较小，且分布较为均匀，且阴、阳极区并不明显，，它对城市燃气钢管的腐蚀性不强。

1.3氧浓差电池

当在结构存在差异的土壤中埋设城市燃气钢管时，因土壤密度不同会导致其通气状况不一致，接触通气性较好的这部分土壤的钢管的电位相对较高，在所形成的氧浓差电池中充当阴极区，腐蚀较为缓慢，而接触通气性较差的那部分土壤的钢管的电位相对较低，在所形成的氧浓差电池中充当阳极区，腐蚀速度

较快。，对于城市燃气钢管而言，氧浓差电池是造成其腐蚀的一个重要因素。

例如埋设在土壤密度较小的绿化带下面的钢管，由于周围水分和溶氧量大，所以相当于钢管埋在富氧物质环境中。而埋设在土壤密度较大的水泥路下面的钢管，由于周围环境干湿，所以相当于钢管埋在贫氧物质环境中。在这两种土壤的交界处的钢管周围便形成了氧浓差电池，缺氧表面作为所谓的阳极区，便会产生腐蚀。所形成的氧浓差电池是通过引起钢管表层阴极和阳极的不同电流密度，从而使腐蚀产生自催化过程，降低了缺氧阳极附近土壤的PH值，即升高了氯离子浓度，致破坏了此部位钢管的氧化膜。根据上述分析可知氧浓差电池的形成对管道的安全造成了严重的隐患和威胁。

2.1绝缘层防腐法

此种方法的目的是抑制腐蚀电流，为此需增加燃气钢管和土壤间的等效电阻。目前，较为有效和主流的方法是用沥青材料作为钢管的绝缘层，其防腐效果良好。实施绝缘层防腐法，需确定钢管的防腐绝缘等级，而绝缘等级受土壤的电阻率影响，，防腐的重点施工在于能否准确测量出土壤的电阻率。

2.2外加电源阴极保护法

城市燃气钢管被腐蚀多由其外壁的防腐绝缘层受损引起，而绝缘层保护无法从根本上预防物理损坏，，目前多利用电保护法和绝缘层保护相结合的方法。

所谓电保护法，其原理是使金属钢管均等效为阴极区来抑制腐蚀，，电保护法又叫做阴极保护法，其通常分为两种，分别是外加电源阴极保护法和牺牲阳极的阴极保护法。外加电源阴极保护法，需将电源负极和钢管相连，正极和接地阳极相连，其保护电流由电源正极至辅助阳极，再由土壤至钢管，回到电源负极。被保护金属在大地电池中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子的氧化反应，使腐蚀受到抑制。

值得注意的是外加电源这种保护方法中，存在最小和最大保护电位两个概念。最小保护电位即钢管所能受到阴极保护的最低电位，受土壤腐蚀性影响，在城市燃气钢管方面，最小电位多选取对地-0.85V。最大保护电位，一般选取-1.30V左右。

2.3牺牲阳极的阴极保护法

虽然外加电源对钢管有很强的保护作用，钢管邻近的金属和设备会因没有保护电流的输入，被等效为阳极而被破坏。为此，在城市燃气钢管保护中，经常采用牺牲阳极的阴极保护法，以达到对钢管周围其他金属管线的保护作用。通常用比燃气钢管电极电位更为负的金属同燃气钢管相连组成原电池，此时，阳极由电位相对燃气钢管较负的金属等效，腐蚀变会被转嫁承担，阴极得到了有效保护。用作牺牲阳极的材料常用镁、铝、锌等合金组成，这种组合方式，其电流的输出，对燃气钢管的保护效果的较好。

3.1城镇燃气阴极保护的相关规范

《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》中规定

(1)城镇燃气埋地钢质管道必须采用防腐层进行外保护。

(2)新建的高压、次高压、公称直径≥100mm的中压管道和公称直径≥200mm的低压管道必须采用防腐层辅以阴极保护的腐蚀控制系统。管道运行期间阴极保护不应间断。

(3)防腐管回填后必须对防腐层的完整性进行检查。

(4)新建管道的阴极保护设计、施工应与管道的设计、施工进行，并投入使用。

3.2阴极保护方案确定原则

在实施阴极保护时，应该遵循以下原则

(1)市内管网和短距离管道采用牺牲阳极。

(2)长距离输送管道采用外加电流。

(3)城镇燃气管道外加电流尽量采用深井阳极系统，最好用恒电流控制。

(4)避免对其它管道的干扰，新建管道与旧管道统一考虑。

3.3阴极保护合格标准

实施阴极保护的合格标准为

(1)保护电位为-850mV(相对于Cu/CuSO4饱和参比电极)或者更负。

(2)阴极极化电位不得小于100mV。

(3)当土壤中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0.5%时，保护电位应达到-950mV(相对于Cu/饱和CuSO4)或更负。

(4)最大保护电位的限制应根据覆盖层环境确定，以不损坏覆盖层的粘结力为准，一般可取-1.5V(相对于Cu/饱和CuSO4)。

目前，多数城市燃气管道仍采用传统的绝缘层防腐法对钢管腐蚀进行抑制，这种方式不但可靠性差、而且一旦出现物理性损伤，直接容易出现穿孔腐蚀。相比之下，采用阴极保护法和绝缘层保护法相配合，能够在最大程度上降低了管道的维护成本，提高防腐效果，进而达到改善供气环境和延长管道寿命的目的，从而使燃气管道能够经济可靠地运行。

阴极保护是什么？

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，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。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。，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。
阴极保护的费用通常只占被保护金属结构物造价的1%～5%，而结构物的使用寿命则可而成倍甚至几十倍地延长，，这项技术得到人们的普遍认可，并已在船舶、港工设施、海洋工程、石化、电力、市政等领域得到越来越广泛的应用，前景十分广阔。

再问阴极保护和涂料防腐的区别是什么

阴极保护是金属防腐蚀技术名词,是防腐蚀技术之一种.
涂料防腐(蚀)是防止金属腐蚀技术手段之一,这样的涂料多数是复配,既有物理防腐蚀的成分,也有化学防腐蚀的成分.
提问者写的是:涂料防腐.
如果这个"腐"
的意思是腐败,那么是防止涂料,特别是水分散性涂料在储存/使用期间的腐败发臭,
那么跟防腐蚀是两回事,用的是简单的防腐剂如:含甲醛的杀菌剂/防霉剂.

防腐涂层结合阴极保护是埋地管道的最佳防腐方法是什么？

钢质管道在土壤环境中的腐蚀是自发进行的，如果任其发展，最终将导致管道穿孔破裂，造成输送介质漏失、污染环境。对于油气管道，则还有可能引发火灾、爆炸等事故。为了埋地钢质管道能够长期安全运营，必须对其进行防腐蚀保护。
对于埋地管道，广泛采用的保护方法是施加防腐蚀涂层并附加阴极保护，这也是世界范围内所公认的最佳保护方法。
所谓涂层是指用于物体表面，对被涂表面起到保护、装饰或特殊作用的材料。比如我们所熟知的油漆，用到金属、墙面、木器等物体表面就形成涂层。防腐蚀涂层的作用类似于医院传染病房医务人员所穿的隔离衣，也是在被保护物体（管道）表面施加具有保护作用的隔离层，将管道金属与腐蚀环境如土壤、水隔离，保护管道免遭腐蚀破坏。涂层是腐蚀控制的第一道防线，也是防止埋地钢管腐蚀的最基本的方法。
正如隔离衣不能彻底阻挡细菌、病毒的侵入，涂层对腐蚀介质的隔离作用也不是完全的一方面埋地管道涂层材料本身或多或少具有透气性、透水性，而涂层本身也不可避免地存在针孔、漏点等；另一方面管道运输、装卸及施工会对涂层造成损伤，管道埋地后周围土壤环境作用、第三方破坏等都会导致涂层缺陷的发生与发展。腐蚀性介质仍有可能通过涂层孔隙或损伤部位进入涂层并到达管道金属表面，仅仅依靠涂层隔离并不能完全阻止管道的腐蚀。
为了防止管道腐蚀，还必须对管道施加阴极保护技术—通过给管道施加阴极电流，主动为腐蚀环境提供足够的电子，来阻止管道金属腐蚀（失去电子），这个过程叫做阴极极化。在这里，阴极保护的作用只是对涂层缺陷处的金属提供附加保护，因为如果没有涂层保护所建立的第一道防线，管道阴极保护所需要的电流将是非常巨大的，保护系统很难满足要求。说阴极保护是埋地管道腐蚀控制必不可少的第二道防线。
涂层的存在极大地降低了建立并维持管道阴极极化所需要的保护电流，使阴极保护用于长距离管道保护成为可能；而阴极保护则弥补了涂层中不可避免的缺陷，成为有效控制埋地（水下）管道腐蚀必不可少的保障。对于埋地（水下）管道的腐蚀控制而言，两者缺一不可。

阴阳极防腐法，能不能简单的介绍一下，我学文科的，网上说的太复杂了。看不明白。

1、阴极保护金属腐蚀，多数属于电化学腐蚀。以铁为例，铁的生锈是电化学腐蚀。自然界的电化学电位一般在负0.5到正0.6伏之间，适合于二价铁和三价铁稳定存在。当电位低于负0.6伏以下时，金属铁可以稳定存在。很明显，要使铁减少腐蚀，就要想办法使环境的电位降到负0.6以下。可采用两种办法达这一目标（1）给环境以直流负电压；（2）给金属铁上连接更易腐蚀的金属（如锌—常见铁管上镀锌、老式暖气片上涂锌粉）。前者方法称为外加电流阴极保护法，后者叫牺牲阳极保护法。这两种方法统称金属防腐的阴极保护法。
2、阳极保护阳极保护是采用外接直流电源使金属钝化（形成致密氧化膜）的一种保护方法，特点是使电位更正。但这种应用范围较窄，易形成过保护而加速腐蚀。
为了尽可能的通俗，有些地方不够科学。请谅解。