文档介绍：管道阴极保护管道阴极保护一、基础概念?土壤是复杂成分的电解质,埋设在土壤中的长输管道无疑就成为一个巨大的电极,而且是情况复杂的大电极: ?,长输管道蜿延数十公里数百公里甚至更长,尽管因为技术需要在必要部位可能设有绝缘接头, 分割成段落,但是整体仍是非常巨大的; ?,过沟过河,地形环境复杂?? 管道不但因为长距离埋设穿越深浅、导电性各不相同,而且焊接十百千里的管道本身也性质各异,尽管一条管道采用的材质一样,在焊接施工过程中环境温度变化,搬运储存承受应力影响,都使管道的局部材质、晶体结构发生变化,使埋地管道表面,很少有两点电极电位是相同的,因此管道这条大电极上就不可避免形成无数的占据空间大小不一的原电池,这些原电池,形成管道腐蚀的基本因素。一、基础概念?首先清楚几个概念: ?浸于电解质溶液中的金属导体称为电极。?电解质是指在液体状态(溶解或熔融状态)时分子分解为离子因而能导电的物质。?双电层在金属与溶液中的界面两侧形成电位差,这个电位差即是该金属在该溶液中的电极电位。?如果把两个不同电极组成一体,因它们的电极电位不同,电极间的电位差,形成电势,即为电池,用导线把它接进电路,就可以向电路供电。把这样只有两个电极构成的电池称为“原电池”。?发生极化时是阴极电位向负的方向移动,阳极电位向正的方向移动,极化使电路电流减小。一、基础概念?电解:腐蚀电池与环境和被腐蚀金属间构成电流的通路,腐蚀电池的两极同时也成为电解的两极,在电流的作用下,阳极的金属不断溶解进入电解质,按电流的通路向阴极沉积,由此阳极发生腐蚀,金属逐渐损失。二、阴极保护系统原理? 阴极保护护就是以通电的方法使被保护物成为阴极,由此减缓、避免腐蚀。阴极保护实现的技术有两种:一是外加电流阴极保护也称强制(电流)阴极保护,二是牺牲阳极(阴极)保护。实体布局请见示意图。二、阴极保护系统原理二、阴极保护系统原理外加电流阴极保护: “用金属导线将管道接在直流电源的负极,将辅助阳极接在电源的正极,构成保护回路,如图阴极保护模型所示。从图中可以看出,管道实施阴极保护时,有外加电子注入管道表面。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向负方向移动,即产生阴极极化。这时,微阳极区金属释放电子的能力就受到阻碍。施加的电流愈大,电子积累就会越多,金属表面的电极电位就越负,微阳极区释放电子的能就越弱,换句话说, 就是腐蚀电池二极间的电位差变小,阳极电流 Ia越来越小。当金属表面阴极极化到一定值时,阴、阳极达到等电位,腐蚀电池的作用就被迫停止。此时,外加电流 Ip等于阴极电流 Ic,即 Ia=0 ,这就是阴极保护的基本原理。”直流电被强制地流到管线表面上,这一直流电可以使管线的电位向负方向偏移,导致金属腐蚀速率减小。当适当调整电流大小并使其超过由阳极区释放的腐蚀电流时,将会有净电流注入管线表面的这些区域上, 管线的整个表面将是阴极,腐蚀速率被减小。二、阴极保护系统原理保护电位是指阴极保护时使金属腐蚀停止(或可忽略)时所需的电位。实践中,钢铁的保护电位常取- ( CSE ), 也就是说,当金属处于比- ( CSE )更负的电位时,该金属就受到了保护,腐蚀可以忽略。二、阴极保护系统原理牺牲阳极保护: 比被保护金属电位更负的金属材料,在电解液中与被保护金属连接,这种金属成为腐蚀的电池的阳极,优先溶解,释放出的电流使被保护金属结构阴极极化到所需的电位,以防止金属腐蚀,这种方法叫牺牲阳极保护。与被保护金属连接的金属材料,由于它具有更负的电极电位,在输出电流过程中,不断溶解而遭到腐蚀,故称为牺牲阳极。牺牲阳极保护主要借助于被保护金属之间的较大的电位差所产生的电流进行阴极极化而得到保护, 所以,使用牺牲保护最重要的问题是:牺牲阳极材料的选择。二、阴极保护系统原理?因为有(阴极保护)电流流入,使腐蚀速率减小或消失。也就是,电流的进、出是腐蚀与否的标志,被保护物自身存在的阴、阳极区并未停止电流过程和腐蚀过程,而是受到阴极保护电流的补充(或覆盖),腐蚀因而减小或(相当于)停止。