1、第八章 腐蚀控制方法u 阴极保护u 阳极保护u 缓释剂引言：1 合理选材1.设备的工作条件 介质、温度、压力、设备类型结构、环境、产品的特殊要求2.材料的性能 具有一定的强度、塑性和冲击韧性；材料加工工艺性能；经济实用2 阴极保护 将被保护金属进行外加阴极极化以减小或防止金属腐蚀的方法叫作阴极保护法。外加电流阴极保护法：将被保护的金属与直流电源的负极相连，利用外加阴极电流进行阴极极化 牺牲阳极保护法：在被保护设备上连接一个电位更负的金属作阳极，与被保护金属在电解质溶液中形成大电池，而使设备进行阴极极化1.阴极保护的基本原理电化学保护：阴极保护 阳极保护IaIc，金属本身的腐蚀电流减小，即金属得
2、到了保护保护效应：外加阴极极化后金属上腐蚀微电池作用的减小值。最小保护电位：IkIfIk最小保护电流结论：要使金属得到完全保护，必须把金属阴极极化到其腐蚀微电池阳极的平衡电位。正保护效应：由于外加阴极极化而使金属本身微电池腐蚀减小的现象 负保护效应：由于外加阴极极化而使金属本身微电池腐蚀增加的现象 原因：阴极附近溶液碱性增高，使两性金属的氧化膜溶解 某些电位不太负的金属氧化膜的阴极还原 阴极上析出的氢气将膜纯机械破坏 负保护效应通常是在较大电流密度下出现。2.基本控制参数 最小保护电位使金属得到完全保护时所要达到的平衡电位 最小保护电流密度使金属得到完全保护时所需的电流密度3.应用范围 效果好
3、，设备简单 主要应用于：地下输油及输气管线、舰船、海上采油平台、水闸、码头、石油、化工中用海水/冷水冷却的设备等。注意事项：腐蚀介质必须能够导电，并且要有足够的量以便能建立连续的电路 金属材料在所处的介质中要容易进行阴极极化，否则耗电量大，不宜进行阴极保护 被保护设备的形状结构不要太复杂，以免出现“遮蔽现象”测定阴极极化曲线求保护参数的范围 选择合理的保护电位需要考虑三方面的因素 要有一定的保护效果 日常电流消耗要小 要防止“过保护”的产生（主要防止氢脆的发生）4.基本参数的测定和分析 外加电流保护法：可以调节电流和电压，适用范围广，可用于大电流的情况，在适用不溶性阳极时装置耐久；但需要经常的
4、操作费用，必须经常维护检修，需要直流电源设备，会存在干扰腐蚀 牺牲阳极保护法：不用外加电流，适用于电源困难的场合；但能产生的有效电位差及输出电流量都是有限的，只适用于需要小电流的场合，调节电流困难，阳极消耗大，需定期更换5.两种方法的比较3 阳极保护 将被保护的设备与直流电源的正极相连，在一定的电解质溶液中将金属进行阳极极化至一定电位，如果在此电位下金属能建立起钝态并维持钝态，则阳极过程受到抑制，而使金属的腐蚀速度显著降低，这时设备得到了保护，这种方法称为阳极保护法。阳极保护是一门新的防腐技术，特别适用于强氧化性介质的防腐蚀，是一种既经济、保护效果又好的防腐蚀技术。1.基本原理 致钝电流密度：
5、越小越好 维钝电流密度：越小越好 钝化区范围：越宽越好 最佳保护电位：阳极处于这一电位时，维钝电流密度及双电层电容值最小，表面膜电阻最大，钝化膜最致密，保护效果最好2.阳极保护的主要参数5 缓蚀剂 在腐蚀环境中，通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀速度的物质以保护金属的方法称为缓蚀剂保护。缓蚀剂保护具有严格的选择性。对某种介质和金属具有良好的保护作用的缓蚀剂，对另一种介质或金属就不一定有同样的效果；在某种条件下保护效果很好，而在别的条件下却可能保护效果很差，甚至出现加速腐蚀的情况。缓蚀作用 缓蚀剂：一种当它以适当的浓度和形式存在于环境（介质）时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物质 缓蚀效率 协
6、同效应与拮抗效应 协同效应：在较低剂量下即可获得较好的缓蚀效果 拮抗效应：不同类型的缓蚀剂共同作用时反而降低 各自的缓蚀效率%100)1(%100000VVVVVI1.缓蚀剂的分类按缓蚀剂的作用机理分类 阳极型缓蚀剂（阳极抑制型缓蚀剂）增加阳极极化，使腐蚀电位正移。通常是缓蚀剂的阴离子移向阳极表面使金属钝化。阳极缓蚀剂有“危险性缓蚀剂”之称。如果用量不足，不能充分覆盖阳极表面时，由于暴露在介质中的阳极面积远小于阴极面积，形成了大阴极小阳极的腐蚀电池，反而会加剧金属的孔蚀。阴极型缓蚀剂 使阴极过程缓慢，增大酸性溶液中氢析出过电位，使腐蚀电位向负移。阴极型缓蚀剂通常是阳离子移向阴极表面，并形成化学
7、的或电化学的沉淀保护膜，在用量不足时，不会加速腐蚀，故有“安全缓蚀剂”之称。混合型缓蚀剂 腐蚀电位变化不大，但腐蚀电流显著减小。如：胺类和有机胺的亚硝酸盐等、硫醇、环状含硫化合物等、硫脲及其衍生物等。按缓蚀剂所形成的保护膜特征分类 氧化膜型缓蚀剂 沉淀膜型缓蚀剂 吸附膜型缓蚀剂2.缓蚀剂的作用机理 以阳极型缓蚀剂和阴极型缓蚀剂为例添加缓添加缓蚀剂蚀剂添加缓添加缓蚀剂蚀剂3.缓蚀作用的影响因素 浓度的影响 缓蚀效率随浓度的增加而增加；缓蚀剂的缓蚀效率与浓度的关系有极值；缓蚀剂用量不足时，反而会加速金属的腐蚀 温度的影响 随温度变化，不同的缓蚀剂呈现不同的缓蚀效率 流动速度的影响 4.缓蚀剂的评定
8、与试验方法 静态试验误差较大，用在实验室内缓蚀剂初步筛选工作 动态试验实验室动态、现场动态p 评选内容缓蚀效率与剂量、温度等因素的关系和缓蚀剂的后效性能等 试验方法：失重法、容量法、电化学方法电化学方法：未添加缓释剂4-4阳极型缓释剂1-1阴极型缓释剂2-2混合型缓释剂3-3本章作业题1、什么是阴极保护？阴极保护包括哪两种方法？这两种方法有何不同？2、什么是负保护效应？什么是阴极保护的最小保护电位？3、说明牺牲阳极保护法和外加阴极电流保护法的基本原理是什么？能够结合伊文思极化图进行分析。4、什么是阳极保护？基本原理是什么？5、阳极保护的主要参数有哪些？6、阳极保护与阴极保护相比各自适应于什么条件？7、什么是缓蚀剂？什么是缓蚀剂保护？什么是缓蚀效率？8、按照缓蚀剂的作用机理缓蚀剂可以分为哪几种？按照缓蚀剂所形成的保护膜特征缓蚀剂可以分为哪几类？这些缓蚀剂在使用中需要注意的问题有哪些？9、结合电化学实验中采用极化曲线法和伊文思极化曲线法说明如何判定缓蚀剂的类型，并说明如何计算缓蚀剂的缓蚀效率。祝同学们学习愉快！
