阴极保护的原理是什么

莨菪2023-04-30  12

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使金属构件作为阴极,对其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,腐蚀的阴极溶解过程得到有效抑制,达到保护的目的。下面用极化曲线来说明阴极保护原理。为了说明问题,把阴极,阳极极化曲线简化成直线,如下图(1)所示。

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。设金属表面阳极电位和阴极电位分别为Ea和Ec,金属腐蚀过程由于极化作用,阳极和阴极的电位都接近于交点S所对应的电位Ecorr(自然腐蚀电位),这时的腐蚀电流为Icorr。

图(1)

如果进行阴极极化,电位将从向更负的方向移动,阳极反应曲线EcS从S向C点方向延长,当电位极化到E1时,所需的极化电流为I1,相当于AC线段,其中BC线段这部分是外加的,AB线段这部分电流是阳极反应所提供的电流,此时金属尚未腐蚀。如果使金属阴极极化到更负的电位,例如达到Ea,这时由于金属表面各个区域的电位都等于Ea,腐蚀电流为零,金属达到了完全保护,此时外加电流Iapp1即为完全保护所需电流。

根据提供阴极极化电流的方式不同,阴极保护又分为牺牲阳极阴极保护法和外加电流阴极保护法两种。

图贴不上来,呵呵

牺牲阳极的阴极保护法,又称牺牲阳极保护法,原理是一种防止金属腐蚀的方法,即将还原性较强的金属作为保护极,与被保护金属相连构成原电池,还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而消耗,被保护的金属作为正极就可以避免腐蚀。因为牺牲阳极是通过自身的消耗来提供给被保护体阴极电流,因此,无论是牺牲阳极还是铝合金阳极必须要溶解均匀,才能保持稳定的电流输出。为了保证阳极的这一性能,需在阳极周围填加化学填包料。

因这种方法牺牲了阳极(原电池的负极)保护了阴极(原电池的正极),因而叫做牺牲阳极(原电池的负极)保护法。在实际操作过程中,因为操作界面上显示的是内电路而不是外电路,所以用阴阳极,不是正负极。

你说的没错是原电池原理,电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极,组成腐蚀原电池。例如铁和氧,因为铁的电极电位总比氧的电极电位低,所以铁是阳极,遭到腐蚀。

当然外加电源保护能力更强,但实际用途时只能说各有利弊。

牺牲阳极保护优点:简便易行,不需要外加电源,很少产生腐蚀干扰,广泛应用于保护小型(电流一般小于1安培)或处于低土壤电阻率环境下(土壤电阻率小于100欧姆/米)的金属结构。如城市管网、小型储罐等。但牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年,最多5年。

外加电流保护优点:通过外加直流电源以及辅助阳极,迫使电流从土壤中流向被保护金属,使被保护金属结构电位低于周围环境。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,如:长输埋地管道,大型罐群等。

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