管道系統(tǒng)的腐蝕與防腐1

管道系統(tǒng)的腐蝕與防腐

第一部分金屬腐蝕與防腐理論

第二部分輸油干線的腐蝕與防腐第三部分輸油站場的腐蝕與防腐

第四部分陰極保護(hù)的運(yùn)行管理

第五部分埋地管道腐蝕修復(fù)及檢測方法

提綱1、腐蝕的分類方法

由于腐蝕的多樣性，涉及的領(lǐng)域非常之廣，因此有不同的分類方法。最常見的是從下列不同角度進(jìn)行分類：

（1)按腐蝕機(jī)理分類①化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕是指金屬表面與非電解質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的破壞。②電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕是指金屬表面與離子導(dǎo)電的介質(zhì)（電解質(zhì)）發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的破壞。③物理腐蝕物理腐蝕是指金屬由于單純的物理溶解作用而引起的破壞。(2)按腐蝕形態(tài)分類①全面腐蝕：均勻腐蝕、不均勻腐蝕②局部腐蝕

a、點(diǎn)蝕b、縫隙腐蝕c、電偶腐蝕d、晶間腐蝕③應(yīng)力作用下的腐蝕

a、應(yīng)力腐蝕斷裂（SCC)b、氫脆和氫致開裂(HE、HIC)c、腐蝕疲勞

d、磨損腐蝕

腐蝕的分類方法(1)腐蝕原電池的形成的條件①電解質(zhì)溶液與金屬的接觸；②金屬的不同部位或兩種金屬間存在電極電位差；③兩極之間互相連通。2、腐蝕原電池的形成條件和作用過程(2)腐蝕原電池的作用過程的三個環(huán)節(jié)①陽極過程：金屬溶解，以離子形式轉(zhuǎn)入溶液，并把當(dāng)量電子留在金屬上。②電子轉(zhuǎn)移：在電路中電子由陽極流至陰極。③陰極過程：由陽極流過來的電子被溶液中能吸收電子的氧化劑所接受，其本身被還原。（1）失重法和增重法

失重法就是根據(jù)腐蝕后試樣質(zhì)量的減小，用下式計(jì)算腐蝕速度：（1）式中：

—腐蝕速度，g/m2?h；—腐蝕前試樣的質(zhì)量，g；—清除腐蝕產(chǎn)物后試樣的質(zhì)量，g；

S—試樣表面積，m2；

t—腐蝕時間，h。3金屬腐蝕速度的表示法增重法的計(jì)算公式

（2）

式中：—腐蝕速度，g/m2?h；m2—帶有腐蝕產(chǎn)物的試樣的質(zhì)量，g。（2）深度法將金屬失重腐蝕速度換算為腐蝕深度的公式為：

（3）式中：—腐蝕深度表示的腐蝕速度，mm/a；

—失重腐蝕速度，g/m2?h；

—金屬的密度，g/cm3。

根據(jù)金屬年腐蝕深度的不同，可將其耐蝕性按三級標(biāo)準(zhǔn)（表1）和十級標(biāo)準(zhǔn)（表2）分類。

表1金屬耐蝕性三級標(biāo)準(zhǔn)耐蝕性分類耐蝕性等級腐蝕速度（mm/a）耐蝕1<0.1可用20.1～1.0不可用3>1.0耐蝕性分類耐蝕性等級腐蝕速度mm/aⅠ完全耐蝕1<0.001Ⅱ很耐蝕20.001~0.00530.005~0.01Ⅲ耐蝕40.01~0.0550.05~0.1Ⅳ尚耐蝕60.1~0.570.5~1.0Ⅴ欠耐蝕81.0~5.095.0~10.0Ⅵ不耐蝕10>10.0表2金屬腐蝕性十級標(biāo)準(zhǔn)（3）電流密度法

電化學(xué)腐蝕中，腐蝕的標(biāo)志是陽極金屬的溶解。根據(jù)法拉第定律，每通過的電量為1法拉第，即96500C的電量，陽極溶解的金屬的量為1/nmol。若電流強(qiáng)度為I，通電時間為t，則通過的電量為It。陽極所溶解的金屬為：（4）式中：A—金屬的原子量；

n—金屬的價數(shù)，即金屬陽極反應(yīng)方程式中的電子數(shù)；

F—法拉第常數(shù)，F(xiàn)=96500C/mol?？刂平饘俨牧细g的方法有以下四種：①正確選材，合理設(shè)計(jì)；②覆蓋層保護(hù)；緩蝕劑保護(hù)；④電化學(xué)保護(hù)。

二、金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢（一）合理設(shè)計(jì)與正確選材

選材要遵循的三條原則（1）材料的耐蝕性能要滿足生產(chǎn)要求（2）材料的機(jī)械性能、加工性能要滿足設(shè)備設(shè)計(jì)與加工要求（3）節(jié)約投資選材應(yīng)優(yōu)先考慮那些耐蝕性能滿足使用介質(zhì)的要求，材料的綜合性能好，價格又較便宜的金屬和合金。二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢（二）覆蓋層保護(hù)

防腐涂層必須滿足以下幾點(diǎn)要求：a與金屬有良好的粘結(jié)性；b電絕緣性能好；c防水，化學(xué)穩(wěn)定性高；d耐熱，有較高的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，可避免在施工過程中碰撞而損壞；e結(jié)構(gòu)緊密，完整無孔。

二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

1、涂層防腐技術(shù)

①瀝青涂層

石油瀝青的優(yōu)點(diǎn)：吸水率很小，對酸、堿、鹽都有一定的抗蝕能力；涂膜致密，穩(wěn)定性、屏蔽性好；抗陰極剝離。石油瀝青防腐層的主要缺點(diǎn)是涂層機(jī)械強(qiáng)度低，不耐植物根刺，熱穩(wěn)定性差。瀝青涂層的發(fā)展趨勢：聚氨酯瀝青在美國、加拿大和中東等地區(qū)在很多工程中都采用。該涂料的優(yōu)點(diǎn)是既可在正常情況下施工，也可在環(huán)境溫度為0℃左右順利施工。它不含溶劑，有利于環(huán)保，一次成膜厚，施工效率高，涂層堅(jiān)韌，表面光潔，附著力優(yōu)良，耐磨性強(qiáng)，在耐微生物腐蝕和抗植物根莖方面效果也較好，不過這種外防腐工藝需要有較高的施工技巧和專用設(shè)備。

二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

②煤焦油瓷漆(CTE)

煤焦油瓷漆的特點(diǎn)：粘結(jié)性好、吸水率低、抗微生物侵蝕、抗植物根莖穿透、抗烴類侵蝕、溶解。它的缺點(diǎn)是抗土壤應(yīng)力與熱穩(wěn)定性較差，毒性較大。發(fā)展趨勢：多層結(jié)構(gòu)。Reilly公司利用環(huán)氧樹脂的粘接性能和CTE的防水性能開發(fā)了一套環(huán)氧樹脂／CTE涂層系統(tǒng)。該系統(tǒng)底漆采用高濃度、低粘度、快速彌合的雙組分環(huán)氧樹脂，表層采用玻纖增強(qiáng)的CTE。這些改進(jìn)使得CTE涂層系統(tǒng)具有更大的適應(yīng)性，更好的操作特性以及更大的適應(yīng)環(huán)境溫度范圍，可在-28～80℃的工況下工作。二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

③熔結(jié)環(huán)氧粉末(FBE)

熔結(jié)環(huán)氧粉末形成的表面涂層具有粘接力強(qiáng)、硬度高、表面光滑、不易腐蝕和磨損、抗陰極剝離等優(yōu)點(diǎn)。它存在的缺點(diǎn)：防水性較差，不耐尖銳硬物的沖擊碰撞，施工運(yùn)輸過程中，很難保證涂層不被破壞，現(xiàn)場修補(bǔ)困難，且涂敷工藝嚴(yán)格。發(fā)展趨勢：熔結(jié)環(huán)氧也發(fā)展出雙層結(jié)構(gòu)，即在FBE基礎(chǔ)涂層的外部進(jìn)行二次涂層。該體系底層采用常規(guī)熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料，用作防腐蝕保護(hù)；面層為增塑劑的環(huán)氧粉末體系，用于機(jī)械保護(hù)。由于兩層涂層的固化官能團(tuán)類似，進(jìn)行的是化學(xué)交聯(lián)，不產(chǎn)生層間分離，故防腐性能得到極大的改善。當(dāng)操作條件惡劣，地質(zhì)構(gòu)造是影響涂層選擇的主要因素時，可選擇耐磨損的雙層FBE作為外防腐系統(tǒng)。

二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

④聚乙烯膠粘帶

聚乙烯膠粘帶具有極好的耐水性及抗氧化性能，吸濕率低；絕緣性好，抗陰極剝離，耐沖擊，耐溫范圍廣，在-30～80℃溫度范圍內(nèi)使用性能穩(wěn)定。但它抗土壤應(yīng)力的能力不好，特別在高溫下，因粘結(jié)力差和致密性好而產(chǎn)生陰極屏蔽。發(fā)展趨勢：在具有傳統(tǒng)聚乙烯膠粘帶優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上還具有粘結(jié)力強(qiáng)、與背材粘結(jié)性好、抗沖擊性好和與陰極保護(hù)匹配好等優(yōu)點(diǎn)，在北美、南美及國內(nèi)一些管道工程中都有選用。二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

⑤二層結(jié)構(gòu)聚乙烯

歐洲從1965年開始用兩層結(jié)構(gòu)的聚乙烯進(jìn)行防腐蝕，到目前為止國內(nèi)油田和各地采用此種覆蓋層的防腐蝕管道已超過上萬公里。兩層結(jié)構(gòu)的聚乙烯防腐層底層采用膠粘劑，外層為聚乙烯。聚乙烯具有抗沖擊性能好、水汽滲透率低、絕緣電阻率高、埋地使用壽命長，耐化學(xué)介質(zhì)侵蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)。但是聚乙烯是非極性材料，不能直接與鋼管粘結(jié)，必須采用既粘鋼管又粘聚乙烯的膠粘劑將鋼管表面與聚乙烯連接成一體。一旦粘結(jié)失敗，對輸送介質(zhì)溫度高于60℃管道，陰極保護(hù)處理不好，有產(chǎn)生應(yīng)力開裂的危險。二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

⑥三層結(jié)構(gòu)聚烯烴

三層PE是20世紀(jì)80年代歐洲研制成功并開始使用的，它是將FBE良好的防腐蝕性能、粘結(jié)性、高抗陰極剝離性和聚烯烴材料的高抗?jié)B性、良好的機(jī)械性能和抗土壤應(yīng)力等性能結(jié)合起來的防腐蝕結(jié)構(gòu)，一經(jīng)問世就在許多工程上得到了應(yīng)用，尤其在歐洲國家，其應(yīng)用呈不斷上升的趨勢。三層PE的底層為環(huán)氧涂料，中間層為聚合物膠粘劑，面層為聚烯烴。膠粘劑可采用改性聚烯烴，它含有接枝到聚烯烴碳鍵主鏈上的極性基團(tuán)。這樣，膠粘劑既可與表面未改性的聚烯烴相融，又可利用極性基團(tuán)與環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)。這種組合特點(diǎn)是，三種涂層之間能達(dá)到最佳粘結(jié)強(qiáng)度，而各層的性能和特性使三層涂料得到互補(bǔ)。它的特點(diǎn)在于造價高，工藝復(fù)雜。二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

2、防腐涂層的選用

保證長輸管道在預(yù)期的使用壽命內(nèi)不產(chǎn)生由于外腐蝕而引起的功能損失是對涂層的基本要求。美國腐蝕工程師協(xié)會(NACE)認(rèn)為，只有根據(jù)具體工程條件，結(jié)合管道的設(shè)計(jì)壽命、環(huán)境條件、運(yùn)行參數(shù)、施工工藝和費(fèi)用等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，才能選出適合的防腐材料。國內(nèi)管道工程防腐層的選擇根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工、業(yè)主的承受能力和要求等多方面考慮，一般應(yīng)遵循下列原則：

①技術(shù)可靠

外防腐層必須具有良好的絕緣性，抗陰極剝離強(qiáng)度，足夠的機(jī)械強(qiáng)度和良好的穩(wěn)定性，以及能夠適應(yīng)管線所處的自然環(huán)境，包括惡劣的地質(zhì)、腐蝕環(huán)境以及輸送工藝等方面要求。對于各類涂層性能穩(wěn)定性的比較如表3所示，具體的性能指標(biāo)隨廠商和牌號的不同而有所區(qū)別。二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

表3各類防腐涂層技術(shù)性能比較

注：+++優(yōu)良，++良好，+一般，-差

涂料種類粘結(jié)力抗水性機(jī)械強(qiáng)度抗土壤應(yīng)力熱穩(wěn)定性陰極保護(hù)相容性石油瀝青++-+-++煤焦油瓷漆+++-+-++熔結(jié)環(huán)氧+++-+++++++++聚乙烯膠粘帶++++++++二層結(jié)構(gòu)聚乙烯++++++++++++++三層結(jié)構(gòu)聚烯烴+++++++++++++++++二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

②施工可行

在滿足技術(shù)可靠的前提下，防腐涂層應(yīng)考慮在工程特定環(huán)境下施工的可行性。一般應(yīng)注意以下幾個方面：防腐層應(yīng)能適應(yīng)工程所在地區(qū)的地形、交通等條件的要求，以免在多次轉(zhuǎn)運(yùn)中的碰撞受損；適應(yīng)工程所在地氣候影響和土壤環(huán)境；管道現(xiàn)場補(bǔ)口的可操作性等。各類涂層的操作性和適用環(huán)境如表4所示。二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

表4各類防腐涂層工藝與適用環(huán)境比較

涂層種類涂敷工藝補(bǔ)口操作適用環(huán)境石油瀝青熱涂簡單對覆蓋層要求不高，地下水位較低的一般土壤。如沙土、壤土。煤焦油瓷漆熱涂容易大部分土壤環(huán)境，人煙稀少、戈壁地區(qū)和水位高、植物根莖茂盛、生物活動頻繁的沼澤或灌木地區(qū)。熔結(jié)環(huán)氧靜電噴涂較復(fù)雜大部分土壤環(huán)境，特別適用于粘質(zhì)土壤。聚乙烯膠粘帶熱涂/冷涂簡單大部分土壤環(huán)境，特別適用于土壤應(yīng)力破壞較大的地區(qū)。二層結(jié)構(gòu)聚乙烯熱涂較復(fù)雜大部分土壤環(huán)境，特別機(jī)械強(qiáng)度要求高，土壤應(yīng)力破壞較大的地區(qū)。三層結(jié)構(gòu)聚烯烴靜電噴涂+包覆復(fù)雜各類環(huán)境，特別適用于對覆蓋層機(jī)械性能、耐土壤應(yīng)力及耐滲水要求較高的環(huán)境，如碎石、石方段、植物根系發(fā)達(dá)地區(qū)。二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

③經(jīng)濟(jì)合理

經(jīng)濟(jì)合理性受多方因素制約，表現(xiàn)在長輸管道防腐層選用上更為明顯。一般應(yīng)考慮以下因素：在滿足沿線環(huán)境條件(如地形、地質(zhì)、土壤腐蝕性等)的前提下，應(yīng)選用長期經(jīng)濟(jì)性好的覆蓋層；所謂長期經(jīng)濟(jì)性應(yīng)包括施工時一次投資與長期運(yùn)營費(fèi)用(陰極保護(hù)、管理、維護(hù)、大修)。以石油瀝青為對照基礎(chǔ)，各類涂層的一次投資相對造價比較如表5所示。表5各類防腐涂層的相對造價比

二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

涂層種類石油瀝青煤焦油瓷漆熔結(jié)環(huán)氧聚乙烯膠粘帶二層結(jié)構(gòu)聚乙烯三層結(jié)構(gòu)聚烯烴相對價格1.01.051.13(單層)1.081.201.30（三）緩蝕劑保護(hù)

1、緩蝕劑的定義

緩蝕劑是一些用于腐蝕環(huán)境中抑制金屬腐蝕的添加劑，又稱腐蝕抑制劑或阻蝕劑。緩蝕劑的定義為：“緩蝕劑是一種當(dāng)它以適當(dāng)?shù)臐舛群托问酱嬖谟诃h(huán)境(介質(zhì))時，可以防止或減緩腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或復(fù)合物”。使用緩蝕劑有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：a基本上不改變腐蝕環(huán)境，就可獲得良好的防腐蝕效果；b可基本不增加設(shè)備投資，操作簡便，見效快；c對于腐蝕環(huán)境的變化，可以通過相應(yīng)改變緩蝕劑的種類或濃度來保證防腐蝕效果；d同一配方的緩蝕組分有時可以同時防止多種金屬在不同腐蝕環(huán)境中的腐蝕破壞。

二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

2、緩蝕劑的緩蝕機(jī)理

關(guān)于緩蝕劑保護(hù)的作用機(jī)理，至今沒有一個公認(rèn)一致的見解。目前提出有三種理論，其實(shí)這三種理論有著內(nèi)在的相互聯(lián)系。①吸附理論。這種理論認(rèn)為緩蝕劑的緩蝕作用是由于緩蝕劑通過物理吸附和化學(xué)吸附，使其吸附在金屬表面，形成了連續(xù)的吸附膜。②成膜理論。這種理論認(rèn)為緩蝕劑的緩蝕作用是緩蝕劑在金屬表面生成了一層難溶的保護(hù)膜，從而使腐蝕速度降低。③電化學(xué)理論。這種機(jī)理認(rèn)為緩蝕劑的加入加大了陰極過程或陽極過程或共同加大了陰極過程和陽極過程的阻力。二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

3、緩蝕劑的分類

a從電化學(xué)反應(yīng)的觀點(diǎn)出發(fā)，按照緩蝕劑對電極過程的影響，可將緩蝕劑分為陽極型緩蝕劑、陰極型緩蝕劑和混合型緩蝕劑三類。b按緩蝕劑的化學(xué)組成分類，緩蝕劑可分為無機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑兩大類。c按緩蝕劑在金屬表面形成保護(hù)膜的特征分類，可分為氧化膜型緩蝕劑、吸附膜型緩蝕劑和沉淀膜型緩蝕劑。二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

4、緩蝕劑的性能指標(biāo)①緩蝕效率采用緩蝕劑保護(hù)，其保護(hù)效率是用緩蝕效率來表示的。式中——未加緩蝕劑時金屬的腐蝕速度；——加有緩蝕劑時金屬的腐蝕速度。

②后效性能

緩蝕劑的后效性能是指當(dāng)緩蝕劑的濃度由正常使用濃度大幅度降低時，緩蝕效果所能維持的時間。這個時間越長，緩蝕劑的后效性能就越好，亦表示由緩蝕劑作用而產(chǎn)生的金屬表面的保護(hù)膜的壽命越長。

二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

5、影響緩蝕劑緩蝕效率的因素

①緩蝕劑用量的影響

緩蝕劑用量對金屬腐蝕的影響大致有三種情況：a金屬的腐蝕速率隨緩蝕劑用量增加而增加。大多有機(jī)及無機(jī)緩蝕劑在酸性及濃度不大的中性介質(zhì)中，都屬于這種情況。實(shí)際使用中應(yīng)結(jié)合保護(hù)效果，考慮綜合效益，合理確定緩蝕劑用量。b緩蝕劑的濃度和金屬腐蝕速率的關(guān)系有極限值。即在某一濃度時緩蝕效果最好，濃度過低或過高都會使緩蝕效率降低。因此在使用這類緩蝕劑時，須注意緩蝕劑不要過量。

二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

c緩蝕劑用量不足會加速金屬腐蝕。大部分氧化劑如鉻酸鹽、重鉻酸鹽、過氧化氫以及硅酸鈉等屬于這類緩蝕劑。對于這類緩蝕劑加量太少是危險的，必須十分注意。一般情況下，對于長期需要采用緩蝕劑保護(hù)的設(shè)施，為了能形成良好的基礎(chǔ)保護(hù)膜，首次緩蝕劑用量往往比正常操作時高4～5倍。對于陳舊設(shè)備采用緩蝕劑保護(hù)時，因金屬表面存在的垢層和氧化鐵等要額外消耗一定量的緩蝕劑，劑量應(yīng)適當(dāng)增加。二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

②溫度的影響

a溫度升高，緩蝕效率顯著下降。這是由于溫度升高時，緩蝕劑的吸附作用明顯降低，因而使金屬腐蝕加劇，大多數(shù)有機(jī)及無機(jī)緩蝕劑都屬于這一情況。b在一定范圍內(nèi)，緩蝕效率不隨溫度升高而改變。用于中性水溶液和水中的一些無機(jī)緩蝕劑，其緩蝕效率幾乎是不隨溫度升高而改變的。對于沉淀膜型緩蝕劑，一般也應(yīng)在介質(zhì)的沸點(diǎn)以下使用才會有較好的效果。

c隨著溫度的升高，緩蝕效率也增高。這可能是由于溫度升高時，緩蝕劑可依靠化學(xué)吸附與金屬表面結(jié)合，生成一種反應(yīng)產(chǎn)物薄膜?；蛘呤菧囟容^高時，緩蝕劑易在金屬表面形成一層類似鈍化膜層，從而降低腐蝕速率。因此，當(dāng)介質(zhì)溫度較高時，這類緩蝕劑最有實(shí)用價值。

二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

③介質(zhì)流動速度對緩蝕作用的影響

a流速加快，緩蝕速率降低。大多數(shù)情況下，提高介質(zhì)的流速會造成緩蝕效率降低；有時，由于流速的增大，甚至還會加速腐蝕，使緩蝕劑變成腐蝕的激發(fā)劑。b流速增加時，緩蝕效率提高。當(dāng)緩蝕劑由于擴(kuò)散不良而影響保護(hù)效果時，增加介質(zhì)流速可使緩蝕劑能夠比較容易、均勻地?cái)U(kuò)散至金屬表面，而有助于緩蝕效率的提高。c介質(zhì)流速對緩蝕效率的影響，在不同使用濃度時，還會出現(xiàn)相反的變化。二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

（四）電化學(xué)保護(hù)

電化學(xué)保護(hù)是利用外部電源對金屬進(jìn)行極化，使金屬電位發(fā)生改變，從而達(dá)到防止腐蝕的一種方法。金屬材料發(fā)生腐蝕，必須具備三個條件，即a電位差的存在；b電解質(zhì)的存在；c相互連通（電子、離子的通路）。

二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

外加電流的陰極保護(hù)又稱強(qiáng)制陰極保護(hù)，是將被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)整體接至電源負(fù)極，通以陰極電流，陽極為一個不溶性的輔助件，二者組成宏電池，實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)，其實(shí)質(zhì)是使被保護(hù)的鋼管發(fā)生陰極極化。

1、陰極保護(hù)原理

在未通電流保護(hù)前，腐蝕原電池的自然腐蝕電位為E，相應(yīng)的最大腐蝕電流為IC。通上外加電流后，由電解質(zhì)流入陰極的電流量增加，由于陰極的進(jìn)一步極化，其電位降低。如流入陰極電流為ID，則其電位降至E’，此時由原來的陽極流出電流由IC降至I‘。ID與I‘的差值就是外加的電流量。當(dāng)陰極極化到使總電位降至陽極的初始電位E0a，金屬構(gòu)件就得到了完全的保護(hù)。

I’IDE0cE0aEIcEII’ID二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

2、陰極保護(hù)參數(shù)（1）保護(hù)電位以鐵為例，其理論保護(hù)電位為：pH<9.0時，E=-0.62V；9.0<pH<13.7時，E=-0.085-0.0591pH(V)；pH>13.7時，E=0.320-0.0886pH(V)

（2）保護(hù)電位準(zhǔn)則英國BS7361：Part1：1991給出的一些金屬的陰極保護(hù)最小保護(hù)電位準(zhǔn)則列在表6中。德國DIN30676給出了一些裸金屬在不同環(huán)境中的保護(hù)電位準(zhǔn)則列在表7中。前蘇聯(lián)有關(guān)保護(hù)電位準(zhǔn)則列在表8中。

二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

表6陰極保護(hù)最小電位值

金屬與合金

銅/硫酸銅（CSE）(土壤淡水)

銀/氯化銀/飽和氯化銀（任何電解質(zhì)）銀/氯化銀/海水

鋅/海水鋼

通氣環(huán)境鐵

不通氣環(huán)境-0.85-0.95

-0.75-0.85

-0.8-0.9

+0.25+0.15

鉛

-0.6

-0.5

-0.55

+0.5

銅合金

-0.5~-0.65

-0.4~-0.55

-0.45~-0.6

+0.6~+0.45

鋁

正極限

負(fù)極限

-0.95-1.2-0.85-1.1

-0.9-1.15

+0.15-0.1

二金屬腐蝕的控制技術(shù)及發(fā)展趨勢

表7一些合金的保護(hù)電位準(zhǔn)則(V,CSE)

材料及環(huán)境條件

自然腐蝕電位（近似值）

保護(hù)電位（最低負(fù)值）

極限值（最大負(fù)值）

鋼和鐵<40℃>60℃不通氣環(huán)境砂土，>500

m

-0.65~-0.4-0.80~0.50-0.80~-0.65-0.50~-0.30

-0.85-0.95-0.95-0.75

不限不限不限不限

不銹鋼

土壤及<40℃（含Cr16%）淡水中>60℃鹽水

-0.20~+0.50-0.20~+0.50-0.20~+0.50

-0.10-0.30-0.30不限不限不限銅及合金

-0.20~0.00

-0.20

不限

鉛

-0.50~-0.40

-0.65

-1.7