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2、腐蚀：腐蚀：金属金属 +介质（环境）介质（环境）腐蚀控制与防护可从三个方面入手：腐蚀控制与防护可从三个方面入手：l隔离腐蚀环境，或是调整腐蚀环境，使其不具隔离腐蚀环境，或是调整腐蚀环境，使其不具有侵蚀能力或降低侵蚀能力；有侵蚀能力或降低侵蚀能力；l将金属制件本身设计、制造成足以耐蚀；将金属制件本身设计、制造成足以耐蚀；l从电化学腐蚀机理出发进行电化学保护。从电化学腐蚀机理出发进行电化学保护。成分、组织结构、成分、组织结构、表面状态及应力等表面状态及应力等介质组成、浓度、介质组成、浓度、pH值、温值、温度、压力以及流动速度等度、压力以及流动速度等第一节第一节 概概 述述电子课件船舶腐蚀与防护7-
3、第8章金属防腐蚀实际使用的腐蚀控制与防护技术可分为以下几类：实际使用的腐蚀控制与防护技术可分为以下几类：1、合理选材、合理选材根据不同介质和使用条件，选用合适的金属根据不同介质和使用条件，选用合适的金属材料和非金属材料。材料和非金属材料。2、介质处理、介质处理 包括：包括：l去除环境介质中的有害物质（如锅炉用水的去除环境介质中的有害物质（如锅炉用水的净化处理、除氧）净化处理、除氧）l调节环境介质的调节环境介质的pH值值l改变环境介质的湿度（如干燥）改变环境介质的湿度（如干燥）l在环境介质中添加少量的能阻止或减轻金属在环境介质中添加少量的能阻止或减轻金属腐蚀的物质（缓蚀剂）腐蚀的物质（缓蚀剂）l
4、添加阻垢剂、杀菌剂，等。添加阻垢剂、杀菌剂，等。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀如如：奥氏体不锈钢在氯化物溶液中的奥氏体不锈钢在氯化物溶液中的SCC，将溶，将溶解氧降低到解氧降低到1 ppm 以下就不会发生以下就不会发生SCC。降低大气的湿度至临界湿度以下，可明显减降低大气的湿度至临界湿度以下，可明显减缓腐蚀。缓腐蚀。通过电位通过电位-pH图可知，提高图可知，提高pH值，可使有些值，可使有些体系钝化。体系钝化。锅炉水的除氧（加联胺、亚硫酸钠，加热）锅炉水的除氧（加联胺、亚硫酸钠，加热）控制炉水控制炉水pH=10-11，可防止高温高压水腐蚀，可防止高温高压水腐蚀 （磷酸三钠处理磷酸三钠
5、处理）降低流速降低流速 钢材酸洗除锈要加入适当的缓蚀剂，使铁锈钢材酸洗除锈要加入适当的缓蚀剂，使铁锈溶解，基体不腐蚀或腐蚀很少。溶解，基体不腐蚀或腐蚀很少。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀阴极保护：将被保护金属进行外加阴极极化以降阴极保护：将被保护金属进行外加阴极极化以降低或防止腐蚀。低或防止腐蚀。阳极保护：对于钝化溶液和易钝化金属组成的体阳极保护：对于钝化溶液和易钝化金属组成的体系，可以采用外加阳极极化，使被保护金属系，可以采用外加阳极极化，使被保护金属阳极钝化以降低金属腐蚀。阳极钝化以降低金属腐蚀。防止电偶腐蚀：防止电偶腐蚀：3、电化学方法、电化学方法4、表面处理、表面处理1）非
6、金属覆盖层）非金属覆盖层包括有机涂层、无机涂层和非金属衬里等。包括有机涂层、无机涂层和非金属衬里等。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀3）化学转化膜）化学转化膜 通过化学方法或电化学方法得到的氧化膜或化学通过化学方法或电化学方法得到的氧化膜或化学转化膜。转化膜。4）表面改性）表面改性 包括表面扩散渗入和离子注入技术，这类技术可包括表面扩散渗入和离子注入技术，这类技术可使材料表面的热力学稳定组元的浓度大大增加，使材料表面的热力学稳定组元的浓度大大增加，强化表面的耐蚀性能，从而提高材料的耐蚀性。强化表面的耐蚀性能，从而提高材料的耐蚀性。2）金属覆盖层）金属覆盖层由电镀、化学镀、热喷涂、热浸
7、镀、渗镀等技术由电镀、化学镀、热喷涂、热浸镀、渗镀等技术得到的金属覆盖层，包括阴极性覆盖层、阳极性得到的金属覆盖层，包括阴极性覆盖层、阳极性覆盖层和多层覆盖层，通过隔离介质、阴极控制、覆盖层和多层覆盖层，通过隔离介质、阴极控制、牺牲阳极和阴、阳极联合控制可达到防护目的。牺牲阳极和阴、阳极联合控制可达到防护目的。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀5、防腐蚀结构设计、防腐蚀结构设计 从防腐蚀角度出发，设计设备的结构，减轻从防腐蚀角度出发，设计设备的结构，减轻设备在运行中发生的腐蚀危害。设备在运行中发生的腐蚀危害。如：缝隙、异种金属接触、积水、控制应力等。如：缝隙、异种金属接触、积水、控制应
8、力等。6、优化工艺设计或改进工艺流程，加强操作管优化工艺设计或改进工艺流程，加强操作管理和防腐技术管理，防腐蚀施工过程的管理。理和防腐技术管理，防腐蚀施工过程的管理。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀小结：小结：l对于一个具体的腐蚀体系，究竟采用哪一种防腐蚀对于一个具体的腐蚀体系，究竟采用哪一种防腐蚀方法，应根据腐蚀原因、环境介质条件、各方法的方法，应根据腐蚀原因、环境介质条件、各方法的防腐蚀效果、施工的难易程度以及经济效益等予以防腐蚀效果、施工的难易程度以及经济效益等予以综合考虑，不能一概而论。综合考虑，不能一概而论。l腐蚀控制是个系统工程的，与设计、选材、制造、腐蚀控制是个系统工程
9、的，与设计、选材、制造、使用、保养、管理等各个环节都有关。使用、保养、管理等各个环节都有关。l没有简单又高效的腐蚀控制技术或方法没有简单又高效的腐蚀控制技术或方法。只有正确、。只有正确、细致的工作，才能做好腐蚀控制工作。细致的工作，才能做好腐蚀控制工作。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀第二节缓蚀剂在腐蚀环境中，通过添加入少量能阻止或减缓在腐蚀环境中，通过添加入少量能阻止或减缓金属腐蚀速度的物质以保护金属的方法，称为缓蚀金属腐蚀速度的物质以保护金属的方法，称为缓蚀剂保护，少量的添加物质就是缓蚀剂。剂保护，少量的添加物质就是缓蚀剂。（1 1）不改变金属构件的性质和生产工艺；）不改变金属构
10、件的性质和生产工艺；（2 2）用量少，一般添加）用量少，一般添加0.10.11 1之间，即可起防蚀之间，即可起防蚀作用作用（3 3）方法简单，无需特殊的附加设备；）方法简单，无需特殊的附加设备；工艺简单、成本低、收效大；工艺简单、成本低、收效大；一般用于循环系统，以减少缓蚀剂流失。一般用于循环系统，以减少缓蚀剂流失。缓蚀剂保护的好处：缓蚀剂保护的好处：电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀缓蚀效率：缓蚀剂保护时的保护效率。缓蚀效率：缓蚀剂保护时的保护效率。一、缓蚀剂分类一、缓蚀剂分类1、按缓蚀剂的作用机理分类、按缓蚀剂的作用机理分类根据缓蚀剂在电化学腐蚀过程中，主要是抑制根据缓蚀剂在电化学
11、腐蚀过程中，主要是抑制阳极反应，还是阴极反应，或者两者同时抑制，可阳极反应，还是阴极反应，或者两者同时抑制，可分为：分为：阳极型缓蚀剂阳极型缓蚀剂阴极型缓蚀剂阴极型缓蚀剂混合型缓蚀剂混合型缓蚀剂Z90%电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀（1）阳极型缓蚀剂）阳极型缓蚀剂能增加阳极极化，使腐蚀电位正移。能增加阳极极化，使腐蚀电位正移。阳极型缓蚀剂通常是氧化剂，是由于缓蚀剂阴阳极型缓蚀剂通常是氧化剂，是由于缓蚀剂阴离子移向阳极表面使金属钝化。离子移向阳极表面使金属钝化。效果好效果好。但用量不足，不能充分覆盖阳极表面时，但用量不足，不能充分覆盖阳极表面时，反而会加速腐蚀，所以又称反而会加速腐蚀
12、，所以又称危险型缓蚀剂危险型缓蚀剂。阳极型阳极型阴极型阴极型混合型混合型电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀（2）阴极型缓蚀剂）阴极型缓蚀剂能抑制阴极过程，增加阴极极化，使腐蚀电位能抑制阴极过程，增加阴极极化，使腐蚀电位负移。负移。阴极型缓蚀剂通常是缓蚀剂阳离子移向阴极表阴极型缓蚀剂通常是缓蚀剂阳离子移向阴极表面形成化学或电化学的沉淀保护膜，从而抑制阴极面形成化学或电化学的沉淀保护膜，从而抑制阴极过程。过程。用量不足不会加速腐蚀，又称为安全缓蚀剂。用量不足不会加速腐蚀，又称为安全缓蚀剂。如硫酸锌、碳酸氢钙、石灰、聚磷酸盐等如硫酸锌、碳酸氢钙、石灰、聚磷酸盐等（3）混合型缓蚀剂）混合型缓蚀
13、剂对阴极和阳极过程同时有抑制作用，腐蚀电位对阴极和阳极过程同时有抑制作用，腐蚀电位变化不大。变化不大。多数是有机化合物多数是有机化合物 如：含如：含S、含、含N、既含、既含N又含又含S的有机物的有机物电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀2、按照缓蚀剂所形成的保护膜性质分类、按照缓蚀剂所形成的保护膜性质分类可分为三类：可分为三类：（1 1）氧化膜型缓蚀剂）氧化膜型缓蚀剂 这类缓蚀剂，本身是氧化剂或以溶解氧作为氧这类缓蚀剂，本身是氧化剂或以溶解氧作为氧化剂，由于它具有钝化作用，故又称为钝化剂。它化剂，由于它具有钝化作用，故又称为钝化剂。它能使金属表面形成致密、附着力强的氧化膜（能使金属表面形
14、成致密、附着力强的氧化膜（50-50-100100埃）。当氧化膜达到一定厚度时，氧化速度减埃）。当氧化膜达到一定厚度时，氧化速度减慢，氧化膜的成长基本停止。因此过量的缓蚀剂不慢，氧化膜的成长基本停止。因此过量的缓蚀剂不会造成垢层化或铁鳞化，但用量不足会加速腐蚀。会造成垢层化或铁鳞化，但用量不足会加速腐蚀。效果好，不会造成垢层化，但用量不足会加速效果好，不会造成垢层化，但用量不足会加速腐蚀。腐蚀。氧化膜氧化膜电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀-Ei123阳极抑制型阳极抑制型-Ei阴极去极化型阴极去极化型1231、不加缓蚀剂、不加缓蚀剂2、足够的缓蚀剂、足够的缓蚀剂3、缓蚀剂用量不、缓蚀剂
15、用量不足足电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀阳极抑制型：阳极抑制型：铬酸盐、重铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硼酸铬酸盐、重铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、肉桂酸盐、盐、碳酸盐、肉桂酸盐、苯甲酸盐苯甲酸盐等等阴极去极化型：阴极去极化型：亚硝酸盐、酸性介质中的铬酸盐、钼酸盐等亚硝酸盐、酸性介质中的铬酸盐、钼酸盐等电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀（2）沉淀膜型缓蚀剂）沉淀膜型缓蚀剂这类缓蚀剂本身并无氧化性，但能与有关离子这类缓蚀剂本身并无氧化性，但能与有关离子反应并在金属表面形成防腐蚀的沉淀膜。沉淀膜比反应并在金属表面形成防腐蚀的沉淀膜。沉淀膜比钝化膜厚（几百钝化膜厚（几百100
16、0埃），且致密性、附着力比埃），且致密性、附着力比钝化膜差，所以缓蚀效果比氧化膜型缓蚀剂差，而钝化膜差，所以缓蚀效果比氧化膜型缓蚀剂差，而且只要介质有该缓蚀剂和相关离子，沉淀膜厚度就且只要介质有该缓蚀剂和相关离子，沉淀膜厚度就不断增加，因而可能引起结垢的副作用，通常要与不断增加，因而可能引起结垢的副作用，通常要与去垢剂合并使用。去垢剂合并使用。效果较差，可能会造成垢层化效果较差，可能会造成垢层化。沉淀膜沉淀膜电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀（3）吸附膜型缓蚀剂）吸附膜型缓蚀剂 这类缓蚀剂能吸附在金属表面，改变金属这类缓蚀剂能吸附在金属表面，改变金属表面的性质。从而阻滞腐蚀过程。根据吸
17、附机表面的性质。从而阻滞腐蚀过程。根据吸附机理，又可分为物理吸附型和化学吸附型。为了理，又可分为物理吸附型和化学吸附型。为了形成良好的吸附膜，形成良好的吸附膜，金属表面必须是洁净的金属表面必须是洁净的（即活性的）表面。因此，在酸性介质中往往（即活性的）表面。因此，在酸性介质中往往比在中性介质中更多采用这类缓蚀剂。比在中性介质中更多采用这类缓蚀剂。对酸性介质较有效对酸性介质较有效。非极性基非极性基憎水憎水极性基极性基亲水亲水吸吸附附膜膜电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀缓蚀剂缓蚀剂类型类型所属品种所属品种保护膜特征保护膜特征备注备注氧化膜氧化膜型型铬酸盐、重铬酸铬酸盐、重铬酸盐、亚硝酸盐
18、、盐、亚硝酸盐、苯甲酸盐等苯甲酸盐等薄而致密，薄而致密，与金属附着好与金属附着好防腐蚀效防腐蚀效果好果好沉淀膜沉淀膜型型聚磷酸盐、聚磷酸盐、-巯巯基苯并基苯并噻唑噻唑、苯、苯并并噻唑噻唑、锌盐锌盐等等厚较多孔，厚较多孔，与金属附着与金属附着性较差性较差防腐蚀效果防腐蚀效果差，有可能差，有可能垢层化垢层化吸附膜吸附膜型型胺胺类类、吡、吡啶啶衍生衍生物、表面活性物、表面活性剂剂等等在不洁净的在不洁净的金属表面吸金属表面吸附不好附不好对酸性介质对酸性介质较有效较有效电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀3、其它分类方法、其它分类方法按用途分：冷却水、锅炉、油气井、酸洗、石油按用途分：冷却水、锅炉
19、、油气井、酸洗、石油化工工艺缓蚀剂等。化工工艺缓蚀剂等。按化学成分分：有机和无机缓蚀剂按化学成分分：有机和无机缓蚀剂按使用时的相态：气相、液相和固相缓蚀剂按使用时的相态：气相、液相和固相缓蚀剂按保护金属分：钢铁、铜及铜合金、铝及铝合金按保护金属分：钢铁、铜及铜合金、铝及铝合金缓蚀剂等缓蚀剂等按缓蚀剂溶解性：水溶性和油溶性缓蚀剂按缓蚀剂溶解性：水溶性和油溶性缓蚀剂按使用按使用pH值分：酸性、中性、碱性介质中的缓蚀值分：酸性、中性、碱性介质中的缓蚀剂。剂。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀三、缓蚀剂的应用三、缓蚀剂的应用使用方便、投资少，收效大，而且采用缓蚀使用方便、投资少，收效大，而且采
20、用缓蚀剂防腐蚀时，整个系统中凡是与介质接触的设备、剂防腐蚀时，整个系统中凡是与介质接触的设备、管道、阀门、机器、仪表等均可受到保护。管道、阀门、机器、仪表等均可受到保护。使用时有严格的选择性，它的保护效果与金使用时有严格的选择性，它的保护效果与金属材料、介质条件及缓蚀剂种类和剂量有密切关属材料、介质条件及缓蚀剂种类和剂量有密切关系。系。1、适用条件、适用条件（1）保护对象）保护对象适宜采用缓蚀剂保护的金属是：铁、铜、铝、适宜采用缓蚀剂保护的金属是：铁、铜、铝、锌、镁、钛、锡等及其合金；锌、镁、钛、锡等及其合金；电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀 在选择缓蚀剂时应考虑金属的腐蚀性质。在选
21、择缓蚀剂时应考虑金属的腐蚀性质。如：对于氧化膜型缓蚀剂，难以钝化的金属就没如：对于氧化膜型缓蚀剂，难以钝化的金属就没有效果；有效果；Cl-浓度较高时，易产生孔蚀。浓度较高时，易产生孔蚀。当设备内有不同种类金属共存时，应采用对当设备内有不同种类金属共存时，应采用对共有金属均有保护作用的缓蚀剂，或采用能分别共有金属均有保护作用的缓蚀剂，或采用能分别抑制有关金属腐蚀的复合缓蚀剂。抑制有关金属腐蚀的复合缓蚀剂。（2）腐蚀环境）腐蚀环境中性水溶液中性水溶液：如：饮用水、工业冷却水、海水等：如：饮用水、工业冷却水、海水等其腐蚀大多是吸氧腐蚀，因此采用氧化膜型其腐蚀大多是吸氧腐蚀，因此采用氧化膜型缓蚀剂和沉
22、淀膜型缓蚀剂是有利的。对于无氧的缓蚀剂和沉淀膜型缓蚀剂是有利的。对于无氧的腐蚀溶液和存在硫酸盐还原菌的腐蚀性介质，不腐蚀溶液和存在硫酸盐还原菌的腐蚀性介质，不宜采用氧化膜型缓蚀剂，以采用沉淀型和吸附型宜采用氧化膜型缓蚀剂，以采用沉淀型和吸附型为宜。为宜。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀酸性水溶液：酸性水溶液：在在pH 45 时，主要是析氢腐蚀，在金属表时，主要是析氢腐蚀，在金属表面难以形成氢氧化物。此时不宜采用氧化膜型和沉面难以形成氢氧化物。此时不宜采用氧化膜型和沉淀膜型，应采用吸附型。淀膜型，应采用吸附型。碱性水溶液：碱性水溶液：大多数金属在碱性水溶液中生成氢氧化物沉淀大多数金属在
23、碱性水溶液中生成氢氧化物沉淀膜或钝化膜，因而腐蚀并不严重，但锌、铝却严重膜或钝化膜，因而腐蚀并不严重，但锌、铝却严重腐蚀。在碱性不太强的水溶液，对铝较有效的是螯腐蚀。在碱性不太强的水溶液，对铝较有效的是螯合剂、琼胶、硅酸盐等沉淀膜型缓蚀剂，而吸附型合剂、琼胶、硅酸盐等沉淀膜型缓蚀剂，而吸附型缓蚀剂则不太有效。缓蚀剂则不太有效。含石油的介质：含石油的介质：石油与水共存的介质，应该从水与油二方面来石油与水共存的介质，应该从水与油二方面来选用缓蚀剂。选用缓蚀剂。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀大气：大气：常温下具有一定蒸汽压的挥发性缓蚀剂。常温下具有一定蒸汽压的挥发性缓蚀剂。如钢铁：二环己
24、胺亚硝酸盐、环己胺碳酸盐等如钢铁：二环己胺亚硝酸盐、环己胺碳酸盐等 铜：苯并三唑铜：苯并三唑 可加在防锈油中、浸渍在包装材料中。可加在防锈油中、浸渍在包装材料中。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀第三节第三节 阴极保护阴极保护阴极保护技术阴极保护技术 对电解质溶液中的金属结构进行阴对电解质溶液中的金属结构进行阴极极化，使其得到保护的防腐蚀技术。极极化，使其得到保护的防腐蚀技术。+外加电流外加电流阴极保护阴极保护牺牲阳极牺牲阳极阴极保护阴极保护iKexiKex电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀A辅助辅助阳极阳极+金金属属液面液面IKexakIaI外外IaIKexIkEIEe,aE
25、e,kEcIcIa1一、阴极保一、阴极保护的基本护的基本原理原理IK1exIK2exIk1IKex=Ik 时，时，ia=0 0阳极反应停止阳极反应停止腐蚀也就停止腐蚀也就停止。Ik2Ia2Ik=Ia+IKex电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀EIEcR=0Ee,kEe,aIk-Ia=IK Ia-Ik=IA 电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀二、阴极保护的参数二、阴极保护的参数 最小保护电流密度最小保护电流密度 最低保护电位最低保护电位 （1）最低保护电位）最低保护电位 要使金属完全保护，必须阴极极化，使总电位要使金属完全保护，必须阴极极化，使总电位达到腐蚀微电池阳极的平衡电位达
26、到腐蚀微电池阳极的平衡电位 Ee,a。当不知最低保护电位时，可采用如下估计：当不知最低保护电位时，可采用如下估计：钢铁：比钢铁：比腐蚀电位负腐蚀电位负0.20.3V铝：比腐蚀电位负铝：比腐蚀电位负0.15V电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀保护电位的合理选择：保护电位的合理选择：A A、要有一定的保护效果（、要有一定的保护效果（保护度保护度 Z）如果保护效果太小，被保护金属仍以一定的速如果保护效果太小，被保护金属仍以一定的速度在腐蚀，这样实施阴极保护的意义不大。度在腐蚀，这样实施阴极保护的意义不大。B B、日常耗电量要小、日常耗电量要小 保护电位越负，保护效果越好，但是这样保护保护电位
27、越负，保护效果越好，但是这样保护电流会很大。电流会很大。电位，电位，V(SCE)0.750.800.850.90保护度，保护度，%79919499海水中的钢结构在不同保护电位下的保护度电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀（2）最小保护电流密度）最小保护电流密度 使金属得到完全保护时所需的电流密度。使金属得到完全保护时所需的电流密度。它与金属种类、表面状态、介质条件等有关。它与金属种类、表面状态、介质条件等有关。C C、要防止、要防止“过保护过保护”的产生的产生 保护电位太负，金属表面会有大量氢气析出。保护电位太负，金属表面会有大量氢气析出。会使金属发生氢脆会使金属发生氢脆 会使涂层脱落而
28、促进腐蚀。会使涂层脱落而促进腐蚀。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀l确定保护电位后，可由阴极极化曲线得出保护确定保护电位后，可由阴极极化曲线得出保护电流密度。电流密度。l可通过测定保护金属的腐蚀重量变化可通过测定保护金属的腐蚀重量变化W与保与保护电流值护电流值 iKex 的关系，腐蚀速度最小对应的保的关系，腐蚀速度最小对应的保护电流密度就是最小保护电流密度。护电流密度就是最小保护电流密度。它与金属种类、表它与金属种类、表面状态、介质条件面状态、介质条件等有关。等有关。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀三、应用范围三、应用范围1 1、腐蚀介质必须是、腐蚀介质必须是能导电能导电的
29、，并且要有足够的量的，并且要有足够的量以便建立连续的电路。以便建立连续的电路。2 2、金属材料在所处介质中要、金属材料在所处介质中要容易进行阴极极化容易进行阴极极化，否则耗电量大，不宜于进行阴极保护。否则耗电量大，不宜于进行阴极保护。钝态金属不宜于进行阴极保护？钝态金属不宜于进行阴极保护？3 3、被保护设备的、被保护设备的形状、结构不要太复杂形状、结构不要太复杂，否则可，否则可能产生能产生“屏蔽屏蔽”现象，使金属表面电流分布不现象，使金属表面电流分布不均匀。均匀。造成有的部位达不到保护电位，而有些地方由造成有的部位达不到保护电位，而有些地方由于电流集中而造成过保护。于电流集中而造成过保护。电子
30、课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀四、牺牲阳极阴极保护四、牺牲阳极阴极保护 在被保护金属上连接一个电位较负的金属最在被保护金属上连接一个电位较负的金属最为阳极，它与被保护金属在电解液中形成一个大为阳极，它与被保护金属在电解液中形成一个大电解池。电解池。1 1、原理、原理 与电偶腐蚀的原理相同与电偶腐蚀的原理相同12Ec1 Ec2电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀Ec2Ec1EIEg牺牲阳极阴极保护的原理牺牲阳极阴极保护的原理Ee,kEe,a2EIEc2M2自腐蚀自腐蚀Ec1 5m V 5m V（2）参比电极）参比电极 要求要求：电位稳定，重现性好；寿命要长；温度系：电位稳定，重现性
31、好；寿命要长；温度系数小；耐海水冲刷，耐磨损；安装使用方便。数小；耐海水冲刷，耐磨损；安装使用方便。常用参比电极常用参比电极：银银/氯化银氯化银(海水海水)电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀（3）阳极屏蔽层）阳极屏蔽层 外加电流保护时，阳极周围被保护结构电位外加电流保护时，阳极周围被保护结构电位很负，易产生析氢，破坏附近涂层。很负，易产生析氢，破坏附近涂层。较高的黏附性和韧性，耐海水冲击；较高的黏附性和韧性，耐海水冲击；耐海水耐海水Cl 和和OH 的侵蚀的侵蚀；绝缘性高；绝缘性高；使用寿命长；使用寿命长；工艺性能好，施工简单，原料易得。工艺性能好，施工简单，原料易得。性能要求：性能要求
32、：阳极周围涂屏蔽层以避免。阳极周围涂屏蔽层以避免。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀常用阳极屏蔽材料：常用阳极屏蔽材料：涂层：环氧涂料、氯丁橡胶涂料；涂层：环氧涂料、氯丁橡胶涂料；薄板：聚氯乙烯、聚乙烯等薄板；薄板：聚氯乙烯、聚乙烯等薄板；目前普遍采用目前普遍采用环氧腻子涂料环氧腻子涂料，一般涂装，一般涂装12道，道，厚度厚度1.53mm，耐电位，耐电位3.5V，使用，使用510年。年。（4）控制电源）控制电源 常用的是恒电位仪。常用的是恒电位仪。恒电位仪性能要求恒电位仪性能要求：自动调节电流，使被保护体在保护电位范围内；自动调节电流，使被保护体在保护电位范围内；电位控制误差为电位控制
33、误差为0.01V；给定电位范围连续可调；给定电位范围连续可调；电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀输入阻抗不低于输入阻抗不低于 l M；波动电压不大于自定义输出波动电压不大于自定义输出直流电压的直流电压的5%；限流或过流保护，过、欠保护显示报警；限流或过流保护，过、欠保护显示报警；标称电压标称电压60V60V的仪器，对地绝缘电阻的仪器，对地绝缘电阻l0Ml0M；60V60V的仪器，对地绝缘电阻的仪器，对地绝缘电阻100M100M；稳态时正常工作，瞬态时可靠工作。稳态时正常工作，瞬态时可靠工作。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀3、外加电流阴极保护设计计算、外加电流阴极保护设计计算
34、（1）设计参数）设计参数：船体保护电位：船体保护电位：低于低于-0.9V【银银/氯化银氯化银(海水海水)】辅助阳极周围的电流密度较高，阳极屏蔽层与船辅助阳极周围的电流密度较高，阳极屏蔽层与船体涂覆层交界处的电位通常低于体涂覆层交界处的电位通常低于-1.00V。（2）步骤：）步骤：保护电流量保护电流量 辅助阳极的尺寸和数量辅助阳极的尺寸和数量 阳极寿命核算阳极寿命核算 电源容量的计算电源容量的计算 （3）电源容量：）电源容量：恒电位仪的额定恒电位仪的额定输出电流输出电流和和电压电压。各各恒恒电电位位仪仪的的额额定定输输出出电电流流之之和和应应大大于于船船体体所所需的最大电流量。需的最大电流量。电
35、子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀六、两种阴极保护方法对比六、两种阴极保护方法对比1、牺牲阳极、牺牲阳极优点：优点：不用外电流，适用于电源困难的场合；施工不用外电流，适用于电源困难的场合；施工简单，管理方便，对附近设备没有干扰。简单，管理方便，对附近设备没有干扰。不足：不足：产生的有效电位差及输出电流量有限；调节产生的有效电位差及输出电流量有限；调节电流困难，阳极消耗大，需定期更换。电流困难，阳极消耗大，需定期更换。2、外加电流、外加电流优点：优点：可以调节电流和电压，适用范围广，可用于可以调节电流和电压，适用范围广，可用于要求大电流的情况；在使用不溶性阳极时装置要求大电流的情况；在使用
36、不溶性阳极时装置耐久。耐久。不足：不足：需要经常的操作费用，必须经常维护检修；需要经常的操作费用，必须经常维护检修；要有直流电源设备，当附近有其它结构时可能要有直流电源设备，当附近有其它结构时可能产生干扰腐蚀。产生干扰腐蚀。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀七、七、阴极保护与涂料联合保护阴极保护与涂料联合保护l可以弥补涂层的缺陷，防止涂层的劣化；可以弥补涂层的缺陷，防止涂层的劣化；l降低电流消耗，缩短极化至保护电位所需的降低电流消耗，缩短极化至保护电位所需的时间；时间；海水状态海水状态涂漆钢板涂漆钢板乙烯涂层使用乙烯涂层使用1年年裸露钢板裸露钢板静止海水静止海水110102030502
37、0节流动海水节流动海水220204080100保护电流密度保护电流密度（mA/m2）l改善了电流的分散能力，使各部分电位比较改善了电流的分散能力，使各部分电位比较均匀；涂层状态的不同可使牺牲阳极和辅助均匀；涂层状态的不同可使牺牲阳极和辅助阳极的作用半径在阳极的作用半径在1 1米到几十米范围内变化。米到几十米范围内变化。电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀要注意：阴极保护对涂料的影响要注意：阴极保护对涂料的影响l在阴极保护过程中，金属表面附近的溶液的碱在阴极保护过程中，金属表面附近的溶液的碱性会增加，可能促使漆膜的剥落、起泡、龟裂，性会增加，可能促使漆膜的剥落、起泡、龟裂，因此要求选用合适的涂料与之配合。因此要求选用合适的涂料与之配合。l在选用涂料时，还要考虑所能允许的最负电位，在选用涂料时，还要考虑所能允许的最负电位，也就是要考虑涂料的耐电性问题，也称耐阴极也就是要考虑涂料的耐电性问题，也称耐阴极剥离性能。剥离性能。油性油性涂料涂料沥青沥青系涂系涂料料乙烯乙烯系涂系涂料料氯化橡氯化橡胶系涂胶系涂料料环氧沥环氧沥青系涂青系涂料料有机有机富锌富锌涂料涂料无机无机富锌富锌涂料涂料环氧环氧系涂系涂料料0.80.951.01.21.251.31.31.50几种船体涂料的耐阴极电位值几种船体涂料的耐阴极电位值V，银，银/氯化银氯化银(海水海水)电子课件船舶腐蚀与防护7-第8章金属防腐蚀