阴极保护原理是什么？

导读：" 阴极保护是一种常用的金属防腐方法，通过在金属表面施加电流，将金属表面变成阴极，从而减缓或阻止金属的腐蚀。阴极保护原理主要包括以下几个方面：1.阻断电流：通过施加外部电流，使金属表面形成一个保护性的电位差，从而减缓金属腐蚀速度。2.增加电阻：阴极保护也可通过增加金属表面"

　　阴极保护是一种常用的金属防腐方法，通过在金属表面施加电流，将金属表面变成阴极，从而减缓或阻止金属的腐蚀。阴极保护原理主要包括以下几个方面：

　　1.阻断电流：通过施加外部电流，使金属表面形成一个保护性的电位差，从而减缓金属腐蚀速度。

　　2.增加电阻：阴极保护也可通过增加金属表面的电阻，降低电流密度，减少金属腐蚀。

　　3.电化学反应：施加电流后，阴极表面发生电化学反应，产生的阴极保护剂形成保护膜，起到保护金属的作用。

　　4.离子迁移：通过施加电流，使金属表面的离子向阴极迁移，减少金属表面的腐蚀作用。

　　5.附加阴极保护剂：在阴极表面添加阴极保护剂，形成保护膜，阻止金属腐蚀。

　　阴极保护的方法主要有两种：外加电流阴极保护和阴极保护剂阴极保护。下面是针对这两种方法的解决方案：

外加电流阴极保护：

　　1.安装一个外部电源，通过电极将电流引入金属结构，使其成为阴极。

　　2.选择合适的电流密度和施加时间，以达到最佳的阴极保护效果。

　　3.定期检查电源和电极的工作状态，确保稳定的电流输送。

阴极保护剂阴极保护：

　　1.选择适当的阴极保护剂，根据金属的类型和环境条件进行选择。

　　2.在金属表面均匀涂覆阴极保护剂，形成保护膜。

　　3.定期检查保护膜的完整性，需要时进行修复或重新涂覆。

　　以上是关于阴极保护原理及其解决方案的有序列表。阴极保护作为一种常用的金属防腐方法，在工业和民用领域有着广泛的应用，能有效延长金属结构的使用寿命。

阴极保护原理 阴极保护原理是什么

　　1、阴极保护的原理是在线缆的金属外皮上人为接入负电位,在一定距离之外的电极上接正电极,确保线缆的金属外皮对嫌孝蠢地具有负电位。这样就不会出现电流通过线缆芹陪的外皮向外流出的现象,这样会起到保护线缆外皮的作用。

　　2、阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个慎碰外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。

什么是阴极保护

　　　　阴极保护是一种用于防止金属在电介质中腐蚀的电化学保护技术，该技术烂消的基本原理是对被保护的金属表面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，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑陵巧制。

　　根据提供阴极电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种，前者是将一种电位更负的金属与被保护的金属结构物电性连接，通过电负性金属或尺历键合金的不断溶解消耗，向被保护物提供保护电流，使金属结构物获得保护。

　　后者是将外部交流电转变成低压直流电，通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属结构物，从而使腐蚀得到抑制。

阴极保护是什么

　　阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。

　　阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。

　　美国腐蚀工程师协会（NACE）对阴极保护的定义是：通御谈过施加外加的电动势把电极的腐蚀电位移向氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。

　　牺牲阳极阴极保护就是在金属构筑物上连接或焊接电位较负的金属,如铝、锌或镁。

　　阳极材料不断消耗,释放出的电流供给被保护金属构筑物而阴极极化，从而实现保护。

　　外加电流阴极保护是通过外加直流电源向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化。

　　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。

　　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-0.85V（CSE），也就是说，当金属处于比-0.85V（CSE）更负的电位时，该金属就受到了保护，腐蚀可以忽略。

　　阴极保护是一种控制钢质储罐和管道腐蚀的有效方法，它有效弥补了涂层缺陷而引起的腐蚀，能大大延长储罐和管道的使用寿命。根据美国一家阴极保护工程公司提供的资料，从经济上考虑，阴极保护是钢质储罐防腐蚀的最经济的手段之一。

网状阳极阴极保护方法

　　网状阳极阴极保护方法是目前国际上流行且成熟的针对新建储罐罐底外壁的一种有效的阴极保护新方法，在国际和国内都得到了广泛应用。

　　网状阳极是混合金属氧化物带状阳极与钛金属连接片交叉焊接组成的外加电流阴极保护辅助阳极。

　　阳极网预铺设在储罐基础中，为储罐底板提供保护电流。

网状阳极保护系统较其它阴极保护方法具有如下优点：

　　1)电流分布均匀，输出可调，保证储罐充分保护。

　　2)基本不产生杂散电流，不会对其它结构造成腐蚀干扰。

　　3)不需回填料，安装简单，质量容易保证。

　　4)储罐与管道之间不需要绝缘，不需对电气以及防雷接地系统作任何改造。

　　5)不易受今后工程施工的损坏，使用寿命长。

　　6)埋设深度浅，尤其适宜回填层比较薄的建在岩石上的储罐。

　　7)性价比高，造价仅为目前镁带牺牲阳极的1倍；虽然长期由恒电位仪提供电流，但其可靠性，寿命和综合经济效益远高于牺牲阳极；

深井阳极阴极保护

　　深井阳极阴极保护是近年来兴起的一种阴极保护方法，采用的阳极与浅埋基本相同，但施工较浅埋阳极复杂得多，且一次性投资比较高，调试比较麻烦。

　　现场是否适合采用深井保护还需考虑当地的地质情况、地层结构以及周围金属构筑物的分布情况。

　　但从其保护效果及投资来说，推荐在需要对整个大型罐区和埋地管网进行保护时采用。

　　深井阳极也可用于保护长输管道，但由于现场施工复杂等宴拆物原因，一般很少采用。

柔性阳极产品

　　柔性阳极亦称缆形阳极，是一种新型阳极，早期主要是为解决覆盖层老化的老龄管道的阴极保护问题而研制开发，目前已广泛应用于新建和已建管道及储罐的保护。

　　该阳极的基本结构为铜芯外面晌液包裹导电聚合物及耐酸碱编织层，然后经过特殊的工艺处理，使之具有耐热、抗老化的性能，在允许在工作电流范围内，其工作寿命预期可达40年以上。

　　这种结构，铜芯确保了纵向低电阻，可以把电流传到很远；而且导电聚合物确保了横向有一较高电阻接地，使铜芯中的电流只能慢慢地“滴入”地中。

　　柔性阳极产品和常规辅助阳极相比，柔性阳极在下列领域具有优越性：。

　　①覆盖层老化的旧管道；

　　②错综复杂的管网；

　　③储罐罐底外壁；

　　④长距离、小间距平行的管道；

　　⑤高电阻率环境。

埋地钢结构防腐蚀技术

　　埋地金属构筑物的种类繁多，包括输送各种流体的金属管道、管网，也包括各种各样的金属储罐，以及各种避雷接地装置（网）等等。

　　这些金属构筑物直接或通过防腐层间接与土壤接触。

　　土壤是由固态、液态、气态三相物质所组成的复杂的混合体系，它的结构、成分以及其它环境因素的相互作用，使得土壤腐蚀性比其他介质更为复杂。

　　土壤酸碱性、细菌类型及含量、无机盐离子类型及含量、杂散电流大小及方向等是影响其腐蚀性能的重要因素，有时土壤的这种腐蚀是很严重的。

　　总体上讲，土壤腐蚀会不同程度降低金属构筑物的使用寿命。

　　而且，由于不同条件下金属构筑物会发生不均匀腐蚀，对管道而言会造成局部穿孔，更是大大影响了整条管道的使用寿命。

　　因此对埋地金属构筑物进行有效的保护是十分必要的，现有解决方案一般采用外涂层与阴极保护联合使用的方法。

　　阴极保护分为牺牲阳极保护和强制电流保护两种方法，以下对两种方法分别进行介绍。

1．牺牲阳极法

　　将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属和合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体极化以降低速率的方法。

　　在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极。

　　通常用作牺牲阳极的材料有镁和镁合金、锌合金、铝合金等。

　　镁阳极适用于淡水和土壤电阻率较高的土壤中，锌阳极大多用于土壤电阻率较低的土壤和海水中，铝阳极主要应用在海水、海泥以及原油储罐污水介质中。

牺牲阳极保护法的主要特点是：

(1)适用范围广，尤其是中短距离和复杂的管网

(2)阳极输出电流小，发生阴极剥离的可能性小

(3)随管道安装一起施工时，工程量较小

　　(4)运行期间，维护工作简单。

　　(5)阳极输出电流不能调节，可控性较小。

2.强制电流保护法

　　将被保护金属与外加电流负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。

　　外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地电池中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子的氧化反应，使腐蚀受到抑制。

　　强制电流保护法的主要设备有，恒电位仪、辅助阳极、参比电极。

强制电流保护法的主要特点是：

(1)适用于长输管线和区域性管网的保护

(2)输出电流大，一次性投资相对较小

(3)安装工程量较小，可对旧管道补加阴极保护

(4)运行期间需要专业人员维护

(5)容易实现远程自动化监控

3.强制电流阴极保护系统组成

*阳极地床

　　阳极地床一般分为浅埋阳极地床和深井阳极地床两种。

*阴极保护控制系统

　　阴极保护的控制系统由恒电位仪、控制箱、阳极地床、阴极通电点组成*阳极地床通过汇流电缆与恒电位仪阳极接点相连。阴极通电点设置两根阴极电缆和两支电位控制用长寿命固体硫酸铜参比电极。

*阴极保护检测系统

　　阴极保护检测系统由恒电位仪和管线测试桩组成，恒电位仪可以自动测量通电点的电位、恒电位仪的工作电位和输出电流；管线测试桩可检测管道的保护电位和牺牲阳极的工作电位、输出电流、开路电位。

*阴极保护排流系统

　　杂散电流干扰强烈的地区的管道应采取排流保护。在长输管道与高压输电线路平行段或者与电气化铁路交叉平行段必须根据杂散电流影响的大小设置排流阳极组。

*临时保护系统

　　按照阴极保护设计规范的要求，如果管道的施工期超过6个月，此管道应该设置临时阴极保护系统，来避免外加电流阴极保护系统投用前管道受到土壤的腐蚀。

*阴极保护绝缘与电连接系统

　　为保障阴极保护电流不泄漏到非保护的金属部分，在长输管道两端设置绝缘接头。

*套管中管道的阴极保护

　　当管道穿越公路、铁路时，需要加钢质套管。为了保证套管中管道在设计寿命年限之内不受腐蚀，必须采用镯式锌阳或锌带极进行阴极保护。

牺牲阳极

在腐蚀介质中，当牺牲阳极与保护体形成电性连接后，靠阳极自身的溶解提供阴极保护电流，作为牺牲阳极的材料一般具备以下几个条件：

　　1．具有足够负的电位，且很稳定。

　　2．工作中阳极极化率小，溶解均匀，产物可自动脱落。

　　3．有较高的电流效率。

　　4．电化学当量高。

　　5．腐蚀产物无毒，不污染环境。

　　6．价格便宜，来源方便。

　　目前较常用的牺牲阳极材料有锌基、铝基和镁基合金阳极，其材料成分和电化学性能不同，应用环境也有所不同。

外加电流的阴极保护法防护金属的原理是什么?

　　外加电流的阴极保护法防护金属的原理是：向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，祥察避免或减弱腐蚀的发生。

　　阳极是缺少电子的，而阴极是富电子的；

金属的腐蚀方程式是：

（腔宴雀1）M=M(2 ) 2e看成可逆反应

如果将金属连在阳极上，由于阳极是缺少电子的，那等于将伍早反应（1）中产物的电子源源不断地吃掉，促使金属溶解，也就是阳极会加速金属腐蚀！

　　如果将金属连在阴极上，由于阴极是富电子的，也就是不断向反应（1）中的产物提供电子，使反应（1）的平衡逆向移动，也就是阻止金属腐蚀，这就是防腐原理。

防腐阴极保护的原理是什么

　　原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或稿绝清减弱腐蚀的发生。

　　金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时，电位负移，金属阳极氧化反应过电位ηa减小，反应速度减小，因而金属腐蚀速度减小，称为阴极保护效应。

　　利用阴极保护效应减轻金属设备腐蚀的防护方法叫做阴极保护。由外电路向金属通入电子，以供去极化剂还原键前反应所需。

　　从而使金属氧化反应(失电子反应)受到抑制。当金属氧化反应速度降低到零时，金属表面只发生去极化剂阴极反应。

扩展资料：

　　阴极保护使用的场合较多，它通常由一个电源变压器和一个桥型整流器组成。

　　阴极保护的电压是可以调节的，使用的电源负荷较大。

　　它把交流220V电源通过变压器和整流电路变成直流。

　　将负电极接至金属外皮，正电极接地，确保线缆外皮对地保持适当的负电位，这样线缆的金属外皮就不容易受到腐蚀了。阴极保护设备如果不用交流电，也可以用直流电池供电。

阴极保护准则：

　　为了便于实际应用，通过多年的实践与研究，得出了以下几个判断结构是否得到充分保护得判断准则。NACERP0169建议“在通电的情况下,埋地钢铁结构最小保护电位为-0.85VCSE或更负。

　　在有硫酸盐还原菌存在的情况下，最小保护电位为-0.95VCSE，该电位不含土壤中电压降（IR降）”。实际测量时，应根据瞬时断电电位进行判断。

　　目前流行的通电电位测量方法简便易行，但对测量中IR降的含量没有给予足够重视。其后果是很多认为阴极保护良好的管道发生腐蚀穿孔。

　　这方面的教训是很多的。如：某气田南干线，认为阴极保护良好，但实际内检测发现腐蚀深度在壁厚的10-19%的点多达410处；个别位置的点蚀深度达到50%。

　　进行断电电位测量发现，很多点保护电位（断电电位）没有达到-0.85VCSE。有效的方法是实际测量几点的IR降，保护电位按0.85 IR降来确定。

　　IR降可以通过通电电位减去瞬时断电电位来获得，也可以用瞬时通电电位减去结构自然电位来获得。瞬时断电电位与自然电位电位之差不得小于100mV。

　　在有些情况下，在断开电源0.2-0.5秒内测量断电电位，待结构去极化后（24或48小时后）再测量结构电位（自然电位），其差值应不小于100mV。

　　也可以用通电电位宏信（极化后）减去瞬时通电电位来计算极化电位。最大保护电位的限制应根据覆盖层及环境确定，以不损坏覆盖层的粘结力为准,一般瞬时断电电位不得低于-1.10VCSE。

　　由于受旧规范的影响，很多人还认为阴极保护最大电位不能低于-1.5VCSE。事实上这种观念使错误的，造成的危害也是巨大的。

　　判断阴极保护电位是否过大应以断电电位为判断基础，只要断电电位不低于-1.1VCSE（西欧为-1.15VCSE），通电电位再大也没有关系。

参考资料来源：百度百科-阴极保护

阴极保护和阳极保护-原理、技术及工程应用的原理

阴极保护原理：

　　金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时，电位负移，金属阳极氧化反应过电位ηa减小，反应速度减小，因而金属腐蚀速度减小，称为阴极保护效应。

　　利用阴极保护效应减轻金属设备腐蚀的防护方法叫做阴极保护。

　　由外电路向金属通入电子，以供去极化剂还原反应所需，从而使金属氧化反应(失电子反应)受到抑制。

　　当金属氧化反应速度降低到零时，金属表面只发生去极化剂阴极反应。

　　念哗。

　　两种阴极保护法：外加电禅蠢流阴极保护和牺牲阳极保护。

阳极保护原理：

　　当某种金属浸入电解质溶液时，金属表面与溶液之间就会建立起一个电位，腐蚀电化学中把这个电位称为自然腐蚀电位。

　　不同的金属在一定溶液中的电位是不一样的。

　　而同一种金属的电位由于其各部分之间存在着电化学中不均一性而造成不同的部位间产生一定电位差值，正是这种电位差值导致了金属在电解质溶液中的电化学腐蚀。

　　向浸在电解质溶液中的金属施加直流电，金属的自然腐蚀电位会发生变化，这个现象称为极化。

　　所通电流为正电流时。

　　金仔袭行属作为阳极其电位向正方向变化的过程称作阳极极化；反之，通过的电流为负电流时，金属作为阳极其电位向负方向变化的过程称为阴极极化。

　　把电位与电流密度之间对应的关系画成曲线叫做极化曲线。

　　具有钝性倾向的金属在进行阳极极化时，如果电流达到足够的数值，在金属表面上能够生成一层具有很高耐蚀性能的钝化膜而使电流减少，金属表面呈钝态。

　　继续施较小的电流就可以维持这种钝化状态，钝态金属表面溶解量很小从而防止了金属的腐蚀，这就是阳极保护的基本原理。