阴极保护

阴极保护 1、 定义 通过外加电流或在被保护体上连接一个电位更负的金属或合金作为阳极，从而使被保护体阴极极化，消除或减轻金属的腐蚀叫做阴极保护。 2、 阴极保护的原理 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，就在金属表面聚积起来，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。 3、 阴极保护的方法 （1） 牺牲阳极保护法 1）、要有足够的负电位，且很稳定； 2）、工作中阳极极化要小，溶解均匀，产生易脱落； 3）、阳极必须具有高的电流效率，即实际电容量和理论电容量之比要大； 4）、电化当量要高，即单位重量的电容量要大； 5）、腐蚀产物无互、无污染环境； 6）、材料来源要广、加工容易，价格便宜； 7）、在一般情况下，牺牲阳极提供的电流是有限的，牺牲阳极阴极保护一般都用在所需保护电流较小的声合（通常小于1A）及土壤电阻率较低（通常小于1000欧· 厘米）采用适量阴级就可以获得所需保护电流的地方。同样管道钢材和牺牲阳极金属之间的驱动电压也是有限的，因此阳极和土壤之间的接触电阻必须很低以使阳极输出足够的电流。这也就意味着牺牲阳极通常用低电阴率土壤中常用的牺牲阳极有镁（mg.-1.6v）阳极和锌（2n.-1.1v）阳极。 （2） 强制电流保护法 定义：用外部的直流电源作阴极保护的极化电源，将电源的负极接到管道（被保护体）上，电源的正极接辅助阳极，在电流的作用下，使管道发生阴极极化，实现阴极保护。 （3）排流保护 定义：当有杂散电流存在时，可通过排流实现对管道 的阴极极化，这时杂散电流就形成了阴极保护的电流。 4、阴极保护原理（另释） 在腐蚀原电池的阴极区，金属不断的失去电子，以离子的形式进入电解质液，即位于阳极区的金属不断的腐蚀。管道的阴极保护就是利用外加电流对管道进行阴极极化，使管道成为阴极区，从而受到保护。 a图将被保护的金属管道与电源的负极相连，把辅助的阳极接引电源的正极，便管道成为阴极，这种阴极保护的方法称为强制电流阴极保护。 b图在待保护的金属管道上联接一种电位更负的金属或金（如锌合金、镁合金）形成一个新的腐蚀原电池，由于管道上原来的腐蚀原电池阴极的电极电位比外加上的牺牲阳极的电位要正，整个管道成为阳极，这种阴极保护的方法称为牺牲阳极保护。 5、阴极保护的准则 （1）施加阴极保护的负电位至少为8750mV，对饱和硫酸铜电极测量的，排除IR降； （2）对饱和硫酸铜参比电极的负电位至少为850mV； （3）在构筑物表面与接触电解质的参比电极之间的阴极化值最小为100mV，这一数据的形成过程是在衰减过程中进行的； （4）-850mV（CSE）适用各种土壤坏境中钢铁构筑物的阴极保护是世界公认的通用标准。 6、管道实施阴极保护的基本条件 （1）有可靠的直流电源以保证提供充足的保护电源； （2）管道必须处于有电解质的环境中（土壤、河流、海水等）； （3）保持管道的纵向电连续性； （4）为提高管道系统阴极保护的有效性和保护效率，必须做好电绝缘； 7、自然电位 管道自然腐蚀电位就是金属管道在未通电保护之前的对地电位，简称自然电位（它与管道表面状况，防腐层质量，管道的腐蚀情况，土壤条件的不同而异）。 8、最小保护电位 为使腐蚀过程停止，金属经阴极极化后，所必须达到的电位称为最小保护电位。显然最小保护电位等于腐蚀原电池阳极的起始电位。（与管材，土壤有关）根据实验测定，钢制管道在一般土壤中的最小保护电位是-0.85V左右（相对饱和硫酸铜参比电极）。 9、最大保护电位 管道通入阴极电流后，管道电位变负，当其负电位提高到一定程度时，H+在阴极表面还原,使得管道表面会折出氢气，减弱甚至破坏防腐层的粘结力。所以必须将通电点电位控制在比析出氢电位稍正一些的位置。这个刚好不析出氢的电位称为最大保护电位。 防腐层类型 最大保护电位V（CSE，参比） 石油沥青 -1.50 煤焦油瓷漆 -3.0 环氧粉末 -2.0     10、腐蚀原理 定义：腐蚀是金属和周围的环境发生化学反应或电化学反应而导致的一种破坏性腐蚀（侵蚀）。化学腐蚀的氧化还原反应多发生在同一位置，电化学的氧化还原反应发生在不同位置，（阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应），电化学腐蚀的前提是形成腐蚀电池，其中的导体称为电极。参与反应的电池主要有以下几种类型，异种类型，异种电极电池；浓差电池；温差电池实际的腐蚀过程可能是这三种电池的混合型式。 11、腐蚀的类型 （1）均匀腐蚀（例如金属失去光泽）； （2）点蚀：某一部分（面积较小）腐蚀速率大于另一部分（面积较大）； （3）晶间腐蚀：发生在晶界上的局部腐蚀； （4）破裂：在腐蚀环境中，金属在反复或交替拉伸应为作用下发生开裂称为腐蚀疲劳破裂。在恒定伸应力作用下立即或经过一定时间后产生开裂，称为应力腐蚀破裂。 没有阴极保护时 防腐层破裂坏处（阳极）Fe=Fe2++2e 阴极部分反应：O2+2H2O+4eˉ=40Hˉ 施加阴极保护后，阴极（防腐层，破坏处）反应为： 阴极：O2+2H2O+4eˉ=40Hˉ（电位在-0.85V——-1.5V） Or .  H2O-2eˉ=H2+20Hˉ 析氢（电位比-1.5V更负） 阳极：2H2O-2eˉ+4Clˉ=O2+4HCl 12、阴极保护的检测装置 （1）测试桩 为检查测定管道阴极保护参数而沿管线设置的永久性检测装置。它是在管道上每隔一定距离焊接测试导线并引出地面，同时置于保护钢管内，按其动能可分为电位测试桩和电流测试桩。 利用测试桩可以测出被保护管道相应各点的管地电位，以及相应管段流过的平均保护电流。电位测试桩每隔1-2km安装一个，电流测试桩每隔5-8km安装一个，同时根据阴极保护 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 需要，安装在指定位置。 （3） 检查片（因其误差大，且消耗了保护电流，一般不设此装    置） 检查片是校验用薄片系统，用以定量检验阴极保护效果，检查片采用与被保护管道相同的钢材制成，进而设前需要除锈，称重，编号。每两片一组，每组有一片与被保护管道相连，另一片不与管道相连，另一片不与管道相连，作自腐蚀比一较片。两种片子按2-3km的距离，成对的埋设在管道一侧。经过一定时间后挖掘出来称量其腐蚀失重。 衡量阴极保护效果用保护度表示： 13、阳极地床（辅助阳极） 阳极地床又称阳极接地装置。阳极地床的用途是通过它把保护电流送入土壤，再经土壤流进管道，使管道表面阴极极化。阳极地床在保护管道免遭土壤腐蚀的过程中，自身却遭受腐蚀破坏，它代替管道承受腐蚀。 阳极地床发生腐蚀的原因是电流在导体与电解液界面间的、流动，产生了电极反应。阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，对阳极地床的基本 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。 （1） 接地电阻应在经济合理的前提下，与所选用的电源设备相匹配； （2） 阳极地床应具有足够的使用年限，深埋式阳极的设计使用年限不宜小于20a （3） 阳极地床的位置和结构应使实保护管道的电位分布均匀合理，且对邻近地下金属构筑物干扰最小； （4） 由阳极地床散流引起的对地电位梯度不应大于5v/m，设有护栏装置时不受此限制。 一十六、 绝缘法兰 1、 定义：绝缘法兰是构成金属管道电绝缘连接的法兰接头的统称，它包括彼此对应的一对金属法兰，位于这对金属法兰间的绝缘密封零件，法兰紧固件以及紧固件与法兰间电绝缘件。 2、 作用：安装绝缘法兰的目的是将被保护管道和非保护管道从导电性上分开，因为当保护电流流到不应受保护的管道上去以后，将增大阴极保护电源功率输出，缩短保护长度或引起干扰腐蚀，在杂散电流干扰严重的管段，绝缘法兰还被用来作为分割干扰区和非干扰区，降低散电流影响的一种抗干扰手段。同时在某些特殊环境下（如不同材质、新旧管道连接等），绝缘法兰还是一种有效的防蚀措施。 3、 性能要求：组装完毕的绝缘法兰两端应有良好的电绝缘性可在管道输送介质所要求的温度、压力下长期可靠地工作，并有足够的强度和密封性。绝缘法兰所使用的绝缘垫片，在管输介质中应有足够的化学稳定性。其它绝缘零件也要求在大气中不易老化。同时应有一定的机械强度，以保证这些零件在安装使用过程中不易破损，更换周期一般不应低于4年；绝缘法兰的结构应保证安装和可拆零件的拆卸、更换方便，材料容易获得和成本低廉。 在有防爆要求的区域使用绝缘法兰（接头）及在强电干扰下或雷暴区所使用的绝缘法兰，均要求采用一定的防护措施。常用的有二极管保护装置，锌（镁）接地电池等。 4、安装位置：视管道阴极保护工艺要求，安装在指定地点。