陰極保護原理培訓(xùn)課件

關(guān)于陰極保護原理培訓(xùn)第1頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三陰極保護的原理第2頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第一章腐蝕原理1.1腐蝕是什么？

腐蝕的定義：腐蝕是金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致金屬破壞的過程。 按照腐蝕原理可分為：化學(xué)腐蝕定義：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。特點：腐蝕過程中無電流的產(chǎn)生。根據(jù)介質(zhì)的不同它又可分為：（1）.氣體腐蝕（2）.在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕電化學(xué)腐蝕：定義：指金屬表面與電解質(zhì)因發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的破壞。特點：腐蝕過程中有電流的產(chǎn)生。

腐蝕原理第3頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三腐蝕發(fā)生的示意圖腐蝕原理Fe→Fe+++2e-O2+H2O+4e-→4OH--離子＋離子電解質(zhì)電流陽極陰極金屬e-電流圖1微分腐蝕電池的結(jié)構(gòu)示意圖第4頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三Fe→Fe+++2eO2+2H2O+4e-→4OH-2H2O+2e-→H2+2OH-※通常工程材料自在常溫條件下含水環(huán)境中的腐蝕是一種自然的電化學(xué)腐蝕★

含水的環(huán)境通常成為電解質(zhì)腐蝕原理第5頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三⊙腐蝕發(fā)生的四個必要條件：

1)必須有陽極或陽極區(qū)；

2)必須有陰極或陰極區(qū)；

3)陽極和陰極之間應(yīng)電性連接

4)陽極和陰極必須置于導(dǎo)電性介質(zhì)中 （通常是水或土壤)。腐蝕原理第6頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第二章陰極保護的原理陰極保護原理第7頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三2.1陰極保護的歷史1936年在伊拉克首都發(fā)現(xiàn)一個受陰極保護的壺銅保層的保護(1824年)

㊣鋅、鐵可以對銅進行陰極保護3.鐵的早期保護。

1834年－－－法拉第→陰極保護原理奠定基礎(chǔ)

1890年－－－愛迪生→提出強制電流保護船舶

1902年－－－柯恩→實現(xiàn)了愛迪生的設(shè)想

1906年－－－德國建立第一個陰極保護廠

1913年－－－命名為電化學(xué)保護

1905年－－－美國－－－用于鍋爐保護

1924年－－－鐵路上的蒸汽鍋爐第8頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三2.3陰極保護的分類和特點2.3.1分類陰極保護分為：外加電流和犧牲陽極陰極保護外加電流是在回路中串入一個直流電源，借助輔助陽極，將直流電通向被保護的金屬，進而使被保護金屬變成陰極，實施保護，如圖所示。犧牲陽極法是用一種電位比所要保護的金屬還要負的金屬或合金與被保護的金屬電性連接在一起，依靠電位比較負的金屬不斷地腐蝕溶解所產(chǎn)生的電流來保護其它金屬的方法。第9頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三2.2陰極保護的原理犧牲陽極保護的原理第10頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三強制電流保護示意圖第11頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三2.3.2特點一、強制電流1、優(yōu)點A:驅(qū)動電壓高，能夠靈活地在較寬的范圍內(nèi)控制陰極保護電流輸出量；B:在惡劣的腐蝕條件下或高電阻率的環(huán)境中也適用；C:選用不溶性或微溶性輔助陽極時，可進行長期的陰極保護；D:每支輔助陽極床的保護范圍大，當(dāng)管道防腐層質(zhì)量良好時，一個陰極保護站的保護范圍可達數(shù)十公里；E:對裸露或防腐層質(zhì)量較差的管道也能達到完全的陰極保護特點：必須有常年供電的直流電源和長壽命輔助陽極地床第12頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三2、缺點A:一次性投資費用偏高，而且運行過程中需要支付電費；B:陰極保護系統(tǒng)運行過程中，需要嚴(yán)格的專業(yè)維護管理；C:離不開外部電源，需常年外供電；D：對鄰近的地下金屬構(gòu)筑物可能會產(chǎn)生干擾作用。二、犧牲陽極陰極保護特點： 不需要外加直流電源，但犧牲陽極材料具備電位足夠負且長期保持該負電位的電化學(xué)性能。第13頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三優(yōu)點：一次投資費用偏低，且在運行過程中基本上不需要支付維護費用；保護電流的利用率較高，不會產(chǎn)生過保護；對鄰近的地下金屬設(shè)施無干擾影響，適用于廠區(qū)和無電源的長輸管道，以及小規(guī)模的分散管道保護；具有接地和保護兼顧的作用；施工技術(shù)簡單，平時不需要特殊專業(yè)維護管理。第14頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三缺點：驅(qū)動電位低，保護電流調(diào)節(jié)范圍窄；使用范圍受土壤電阻率的限制，即土壤電阻率大于50歐.米時，一般不宜選用犧牲陽極保護法；在存在強烈雜散電流干擾區(qū)，尤其受交流干擾時，陽極性能有可能發(fā)生逆轉(zhuǎn)；有效陰極保護年限受犧牲陽極壽命的限制，需要定期更換。

陰極保護方案設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)強制電流保護和犧牲陽極保護各自的特點與優(yōu)缺點、實際需要、外界條件和經(jīng)費指標(biāo)等因素進行選擇使用。第15頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三2.4評定陰極保護效果的方法最小保護電位為使金屬腐蝕停止進行，金屬經(jīng)陰極極化后所必須達到的絕對值最小的負電位值，稱之為最小保護電位。－－－－－－－監(jiān)控陰極保護效果的重要參數(shù)美國NACE標(biāo)準(zhǔn)：

1)施加陰極保護時被保護結(jié)構(gòu)物的負電位至少達到－ 0.85V或更負(相對飽和硫酸銅參比電極) 2)相對于飽和硫酸銅參比電極的負極化電位至少為 850mV. 3)在構(gòu)筑物表面與接觸電解質(zhì)的穩(wěn)定參比電極之間的陰 極極化值最小為100mV。第16頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三2最大保護電位

陰極保護電位越負，保護效果就越好，單點保護范圍也就越廣。但是過負的電位將使被保護金屬構(gòu)件防腐層與管道金屬間的結(jié)合力遭到破壞，產(chǎn)生陰極剝離，甚至氫脆。

在陰極保護中，提出陰極保護電位值并不是越負越有利于金屬的防護，而應(yīng)有一個絕對值最大的負電位值，稱之為最大保護電位。涂料種類油性涂料瀝青系涂料環(huán)氧瀝青涂料環(huán)氧系涂料（3層pe）耐陰極保護電壓(V)-0.88-1.20-1.50-1.30—-1.5一些涂料耐負電壓的性能第17頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三2.5應(yīng)用范圍船舶船殼、推進器、海水壓載艙、船用冷凝器、舵板、海底門、聲納、機艙積水等2)港工設(shè)施和海洋設(shè)施護岸、棧橋、鋼板樁碼頭、海上石油鉆井平臺、導(dǎo)管架、海底管線、水鼓、浮標(biāo)、閘門、滑道、過海隧道等。3)陸上金屬設(shè)施化工、發(fā)電、煉油、石化、制堿等工業(yè)系統(tǒng)中的海水冷卻器、冷凝器、熱交換器、海水泵、貯水罐、循環(huán)管路第18頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三★土壤電解質(zhì)中的金屬設(shè)施煤氣管線、天然氣管線、液化氣管線、上下水管線、輸油管線、通訊管線、儲罐的內(nèi)外罐底。▲廠區(qū)地下管網(wǎng)市區(qū)、廠區(qū)和生活區(qū)地下各類金屬管網(wǎng)、接地網(wǎng)、電訊網(wǎng)等復(fù)雜的地下金屬構(gòu)件■建筑樁基：陸地上建筑物的鋼質(zhì)樁基、鋼筋混凝土基礎(chǔ)等金屬構(gòu)件的防腐蝕第19頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第三章腐蝕發(fā)生的不同類型

第20頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第21頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第22頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第23頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第四章陰保系統(tǒng)構(gòu)成第24頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第25頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三2、強制電流陰極保護系統(tǒng)示意圖第26頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第五章犧牲陽極及外加電流陰極保護比較

第27頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第28頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第29頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第30頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第31頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第32頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三奧科--IHF數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀與可控硅、磁飽和恒電位儀性能對比第33頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第五章IHF數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀及AK-1控制柜

操作規(guī)程第34頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三本規(guī)程主要面向日常操作、管理和維護，簡要說明了IHF數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀及YHS-1控制柜常用操作方法和注意事項，可以作為日常使用及管理維護的依據(jù)，詳細的使用方法請參閱恒電位儀及控制柜的使用說明書。第35頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第36頁，講稿共44頁，2023年5月2日，星期三第37頁，講稿共44頁，