阳极保护技术及其工业上的应用

阳极保护的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。深井阳极地床深井阳极地床是一种强制电流阴极保护的阳极安装方式，将阳极安装在垂直地表向下的钻孔中，阳极顶部距地面的距离等于或大于15m，完全或部分的位于电学的远地位置。深井阳极技术是原创型深井地床专利技术，具有占地少、接地电阻小、电流分布均匀、干扰小、工作稳定等优点，在国内外的应用日益广泛。深井阳极的应用过程中也暴露出了一些不足，如由于电缆中断，阳极不均匀溶（端部效应和颈部效应）导致阳极过早失效；对气阻的敏感性大；施工难度大；维修困难等。为了解决这些问题，针对深井阳极用阳极材料、阳极导线、填充料及运行中存在的气阻、干扰等问题展开了大量的研究和实践。水冷器的牺牲阳极保护牺牲阳极保护技术用于抑制冷水器的水相腐蚀，主要保护冠箱、管束和浮头。采用镁合金牺牲阳极保护，将阳极块焊在管箱和浮头上，腐蚀明显减轻，例如一套常减压的常三线冷却器冷8/1，实施牺牲阳极保护后，水冷器管板、管口和管箱的锈垢大大减少，且腐蚀被很好地控制。城市煤气防腐工程中的应用城市地下埋有自来水、煤气管、输油气管道、电缆等设施,且土壤中杂散电流又很强,因此城市中地下金属设施的阳极保护大多采用牺牲阳极保护,这是因为阳极具有施工灵活,管理简单等特点,对邻近设施无干扰腐蚀。一、埋地管线牺牲阳极保护设计工程中常用测量土壤电阻率来判断土壤腐蚀性的级别。土壤电阻率是综合性的指标,且与阳极的输出电流及选用何种阳极材料都有直接的关系。沿管道走向定点测量土壤电阻率,平均每1公里左右一个测试点,同时还了解管道沿线有无杂散电流源等情况。1.保护电流密度为了使金属达到完全保护,必须正确选取阴极保护电流密度,如果选取的电流密度偏低,金属达不到完全保护;反之,将会造成不必要的经济损失。采取阳极保护法可以有效地减少损失。磷酸蒸发器阳极保护技术根据316L及哈氏G3不锈钢在高温(150℃)浓磷酸(85％)介质中的阳阴极极化过程动力学轨迹,提出了用恒槽压恒电位控制碳钢内衬316L不锈钢高温磷酸蒸发器阳极保护技术。磷酸阳极保护技术是指在材料保护技术中,金属表面层物质经化学或电化学处理,形成的具有良好附着力的反应产物薄膜...以硫酸、草酸、铬酸和磷酸作为电解液，以铝工件为阳极，经电解生成阳极氧化膜，主要用来进行防护、装饰、电绝缘、防腐蚀、抗磨损、无损伤探伤以及改善光学、热的效能。硫酸生产中的热交换器的阳极保护阳极保护在这方面的应用取得了极大的成功，碳钢制的蛇形管交换器在热的浓硫酸中工作一昼夜，就可能腐蚀损坏；不锈钢制的蛇型管热交换器在这种条件下也是如此，采用阳极保护可以提高工作温度，改善热交换情况，通过采用较便宜的制管材料以及减小蛇形管尺寸来降低热交换器的成本，增加操作稳定性和延长寿命，提高产品的纯度。经过多年研究得出，阳极保护的条件和效果与钢的成份、硫酸的浓度、温度以及其中SO2含量等有很大的关系。结语腐蚀是金属和周围环境发生化学或电化学反应而导致的一种破坏性侵蚀,金属发生腐蚀是一种自然的趋势。腐蚀给金属材料造成的直接和间接损失是巨大的。据美国国家标准局(NBS)调查,1975年美国因腐蚀造成的直接损失高达700亿美元,约占国民经济总产值(GNP)的4.2%。澳大利亚、英国、日本和其它国家的腐蚀损失也都占国民经济总产值(GNP)的3%～4%[1]。1997年,因腐蚀给我国国民经济带来的损失高达2800亿人民币。此类损失中约有15%应用目前已有的防腐技术就可避免。腐蚀还给设备造成灾难性的破断事故。在核电设备及核废料处理装置的设计制造中首先考虑的是使用安全。核工业方面的腐蚀越来越引起科学家们的重视,并成为他们的一个重要课题。腐蚀造成工程设施中物质的跑、冒、滴、漏等也会引起环境污染,影响人类的生态环境。以上说明,采取有效措施避免或减缓各类腐蚀具有重大意义。