外加电流的阴极保护原理图解【阴极保护原理】

1、外加电流阴极保护，又称为强制电流阴极保护。

2、通过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，使金属表面阴极电位降低到阳极电位，此时，金属表面不再有阴极或阳极，整个金属结构成为新的腐蚀电池中的阴极。

3、该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率环境中的金属结构，如长输埋地管道、大型罐群等。

4、外加电流阴极保护系统(图3-1)由整流电源、阳极地床、参比电极、连接电缆组成(由多支阳极组成的阴极保护接地极称为阳极地床)。

1、外加电流阴极保护，又称为强制电流阴极保护。

1、需要较大电流的场合，特别是裸露的或涂层较差的结构物的防护；。

2、所有导电的电解质溶液内；。

3、用于冰箱里的大型热交换器、油加热处理器和其他容器的保护；。

4、用于储水罐的内壁的防护；。

5、用于地面上储存罐的外底和地下储存罐；。

6、用于地下或水中的基桩和打板桩的防护。。

1、对被保护金属施加负电流，通过阴极极化使其电极电位负移至金属的平稳电位，从而抑阻金属腐蚀的保护方法称为阴极保护。

2、阴极保护是一种控制金属电化学腐蚀的保护方法。

3、在阴极保护系统构成的电池中，氧化反应集中发生在阳极上，从而抑阻了作为阴极的被保护金属上的腐蚀。

4、阴极保护是一种基于电化学腐蚀原理而发展的一种电化学保护技术。

5、可从电极反应、极化曲线和极化图以及电位-pH图等诸方面理解阴极保护原理。

6、图1阴极保护原理的极化曲线说明、铁在中性水溶液中的实验极化曲线(实线)和真实极化曲线(虚线)以及镁的阳极极化曲线示意图电极反应方面任意两种金属/合金的组合，都可构成电化学电池。

7、低电位者为电池的阳极，主要发生氧化反应。

8、高电位者为阴极，主要发生还原反应。

9、由于阳极和阴极之间存在着电位差，外部电连接的阳极和阴极之间将有电流流过电池，从而加速了阳极的腐蚀，同时抑阻阴极的腐蚀，使阴极金属获得阴极保护。

10、极化曲线和极化图方面根据混合电位理论，金属表面上局部阳极和局部阴极通过各自的极化而汇聚至一个共同的混合电位，即金属的自腐蚀电位Ecorr。

11、此时局部阳极的氧化反应速度与局部阴极的还原反应速度相等，即等于金属的自腐蚀电流icorr，如图1所示。

12、图中给出了铁在中性水溶液中的局部阳极的真实极化曲线(Ee,aFPSA’)和局部阴极的真实极化曲线(Ee,cSMBD)，以及该体系的实验的阳极极化曲线(EcorrA)和阴极极化曲线(EcorrGOBB’)。

13、阴极极化至任一电位时的外加负电流都等于此时极化后的局部阴极还原反应电流ic与局部阳极氧化反应电流ia之差。

14、当阴极极化使金属电极电位负移至局部阳极反应的平稳电位Ee,a时，外加极化电流几乎就等于局部阴极电流，因为此时的局部阳极电流已可予以忽略不计，当然此时铁上腐蚀也就被完全抑阻了，即获得了完全阴极保护。

15、图2电位-pH图上的阴极保护范围(Fe-H2O系)电位-pH图方面电位-pH图是从热力学说明阴极保护的理论基础。

16、图2是根据热力学计算获得的Fe-H2O系电位-pH图。

17、可以看出，在pH=6~7的中性水中，铁呈活化腐蚀状态。

18、通过外加负电流的阴极极化，可使铁的电极电位从腐蚀区进入免蚀区。

19、对铁，这是一个热力学稳定区，金属腐蚀停止，即此时铁获得了阴极保护。

20、金属界面反应玘阴极保护的图解说明图3给出了铁在NaCl水溶液(或土壤)中于金属界面处发生的电化学腐蚀反应过程，以及阴极保护系统通过镁阳极或外电源产生的外加负电流对这些反应过程的作用影响，说明了各种反应质点和反应产物的存在和传递。

21、由于阴极保护系统通过牺牲阳极或外电源，能对金属提供足够量的电子(施加所需的负电流)，使金属界面呈负电性和达到足够负的电极电位，从而抑阻氧化反应(Fe→Fe2++2e)。

22、此时还原反应所需电子完全从牺牲阳极或外电源获得。

23、由此实现了阴极保护，停止了金属的腐蚀过程。

24、图3铁在NaCI水溶液中于金属界面处的电化学腐蚀反应过程及阴极保护作用的图解说明。

1、铁生锈的过程可分为两类、化学腐蚀，高温下铁直接和氧气反应，得到氧化铁。

2、(不太普遍)　　电化学腐蚀(普遍)，分两种、析氢腐蚀，贴在酸性较强的潮湿环境中发生的腐蚀。

3、吸氧腐蚀，自然界中为普遍。

4、条件、不纯的铁，空气，潮湿的环境。

5、道理是、在潮湿的环境中，不纯的铁(含碳)形成了铁---氧气--水无数个微小的原电池。

6、铁、负极、Fe-2e-=Fe2+　　碳、正极、2H2O+O2+4e-=4OH-　　Fe2++2OH-=Fe(OH)2　　4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3　　2Fe(OH)3+空气中失水=(Fe2OnH2O)(铁锈)+(3-n)H2O由以上式可知、铁失电子后与氧、水形成铁锈而溶解在水中，这样钢结构就会一点一点的腐蚀掉。

7、既然上式中正极要得电子形成氢氧根，那么我们就通过外加电流提供给保护的钢结构(负极)电子，这样钢结构中的铁就不会失电子而被腐蚀了。

8、外加电流保护钢结构的原理就要先明白钢结构在海水(土壤)中受腐蚀的原理、。

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