了解阴极保护原理
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日期:2016-11-19 11:53:48
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1.阴极保护综合论述
腐蚀定义为材料发生化学和电化学反映后受到的侵蚀,金属的腐蚀是一种电化学反应的结果,在这里金属或合金与氧气或其他含氧介质相结合发生电化学反应, 终形成一种稳定状态的化合物。
所有的金属都具有回复到 稳定状态的一种趋势。这种趋势体现在贱金属方面尤为明显,这些贱金属被称为活泼金属,具有更低或更负的电位。
2.阴极保护的基本原理
当两种金属在海水的电解质中发生电连接时,由于电位差,电子从活泼金属向不活泼金属移动。不活泼的金属称为阴极,活泼金属称为阳极。当阳极发生电流时,它在电解质中溶解成离子,同时产生电子。阴极通过与阳极电连接而获得电子。结果就是阴极负极化,起到防腐保护的作用。
被保护金属获得了超量的电子而起到防止腐蚀被保护的作用,这样它的表面不会发生任何氧化的化学反应。
3.阴极保护主要的两种方法
1)牺牲阳极阴极保护法
牺牲阳极法是利用电位低的金属或合金(如镁合金、锌合金、铝合金等)作为阳极,通过介质(如:海水等)与被保护金属相连接形成一个电池效应。在阴极(被保护结构)得到保护的同时,阳极不断地被消耗,故称为牺牲阳极。
2)外加电流阴极保护法
强制电流法(外加电流法)则是给被保护结构加一阴极电流,而给辅助阳极(一般为高硅铸铁或废钢)加一阳极电流,构成一个腐蚀电池。以同样的原理使金属结构得到保护。
锌
锌被证明是一种用于阳极保护的非常有效的阳极材料。锌阳极对锌锭中含微量有害元素有严格的规定。传统的锌阳极中含有铝,为了克服粘结现象需要在锌阳极中加入镉。相对于被保护的钢结构,锌阳极具有220mv的驱动电位。锌阳极的电容量为780A.h/kg。锌阳极非常适用于低电流的涂层结构保护。
铝
理论上铝作为一种牺牲阳极的材料,具有非常高的电容量。事实上,铝合金被不同的公司用作代替锌阳极的一种新的阳极材料。自从1960年问世以来,含有锌和銦元素的铝合金被证明是一种非常可靠和有效的阳极产品。铝阳极相对于被保护的钢结构具有300mV的驱动电位,铝合金的电流容量为2700A.h/kg。
镁
镁作为一种新的阳极材料,应用于有特殊要求的海洋工程保护方面,例如淡水中的船体和装载淡水的压载舱等。