油气管道阴极保护-课件（PPT·精·选）.ppt

油气管道阴极保护阴极保护原理阴极保护基本原理金属在电解质溶液中,由于表面存在电化学不均匀性,会形成无数的腐蚀原电池。这种腐蚀电池,也可看成是双电极原电池系统。原电池的阳极区发生腐蚀,不断输出电子,同时金属离子溶入电解质中。阴极区发生阴极反应,视电解液和环境条件的不同,在阴极表面析出氢气或接受正离子的沉积,但金属本身却不发生腐蚀。因此,如果我们给金属通以阴极电流,使金属表面全部处于阴极状态,就可以抑制表面上阳极区金属的电子释放,从根本上防止腐蚀发生。?双电极原电池模型阳极区阳极区阳极区阳极区阴极阳极电解液电解液电解液辅助阳极微阳极﹢--﹢微阴极ICIaIaIP用金属导线将管道连接到直流电源的负极,将辅助阳极接到电源的正极,从图中可以看出,管道实施阴极保护时,有外加电流流入管道表面。?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,就会在金属表面积聚起来,导致阴极表面金属电极电位方向向负方面移动,即产生阴极极化。这时,微阳极区金属释放电子的能力受到阻碍。施加的电流越大,电子积聚就会愈多,金属表面的电极电位就会愈负,微阳极区释放电子的能力就愈弱。微阳极区释放电子的能力越弱,说明腐蚀电池两极间的电位差在减小。如果继续施加电流,继续降低腐蚀电池两端电极的电位差,就会出现阳极电流等于零的局面。也就是说,继续施加电流,可以使腐蚀电池两端电极电位相等,阴阳极达到等电位。?腐蚀原电池的腐蚀作用就会在两极电位相等的情况下被迫中止。此时,外加电流IP等于阴极电流IC,电流不再继续流动。腐蚀电流为零,金属就会得到完全保护。这就是阴极保护的基本原理。?二、极化曲线图FPDOI腐I自腐I1IPE0CE自腐E1E0a-EI在左侧的阴极曲线图中,我们可以看到两条交叉曲线。其中E0a为金属腐蚀电池阳极的平衡电位曲线; E0c为阴极的平衡电位曲线,两条曲线的交叉点,意味着金属腐蚀电池的阳极与阴极等电位,即短路。短路时的电位为自腐蚀电位,用E自腐来表示。此时的电流用I自腐表示。当外加电流加至阴极,使阴极极化电流达到I1时,腐蚀系统的电位向负偏移到E1,阳极腐蚀电流降低到I腐,当阴极极化电流达到IP。腐蚀系统的电位继续偏移到E0a,此时,阳极的腐蚀电流变为零,从而腐蚀电池的腐蚀电流也变为零,整个系统的腐蚀过程终止。FPDOI腐I自腐I1IPE0CE自腐E1E0a-EI之和,即等于I自腐+PE,由此可见,只有在阴极施加的保护电流大于自腐蚀电流,才能达到完全保护的要求。保护电流的大小,与很多因素有关,其中包括,金属的性质、防腐涂层质量、介质的浸蚀性等。从极化图中还可以看出,当电位降至E1,外加保护电流必须为OD,而阴极总电流应为E1D。如果要达到完全保护,则外加电流要达到IP,它等于I自腐与PE?外加电流阴极保护?利用外部直流电源取得阴极极化电流来防止金属遭受腐蚀的方法,称为外加电流阴极保护。此时,被保护的金属接在直流电源的负极上,电源的正极接辅助阳极。当合上开关,接通电路后,直流电源便给被保护金属被保护金属阳极++++—施加施加阴极极化电流,使金属表面阴极极化。当外加电流大于腐蚀电流时,则进入金属的电子速度大于金属失去电子的速度。此时金属表面积累了过剩电子?金属的电极电位向负的方向偏移。当金属的电位降到一定负值,金属腐蚀电池阴阳两极的电极电位相等或更负时,被保护的金属停止了腐蚀。这就是外加电流阴极保护的原理。实现这一保护的电路:电流由电源正极流出,经导线与辅助阳极连接,电流经辅助阳极散流入电解液中,再流到被保护的金属上,又通过汇流导线流回电源负极。整个回路主要电阻是阳极至电解液和被保护金属与电解液接触电阻。