涛翔天管道保温博客站

涛翔天管道保温博客站

阴极保护的主要参数信息介绍

阴极保护的主要参数

1.最小保护电位

最小保护电位是指阴极保护时使金属上的总电位达到腐蚀微电池阳极的平衡电位,使金属腐蚀停止所需的电位值。保护电位值有一个范围,例如钢在海水中的保护电位在-0.90~-0.80V(对银/氯化银/海水电极)范围内。当电位比-0.80V更正时,钢不能达到完全的保护,所以该值又称为最小保护电位。当电位比-0.90V更负时,在阴极上可能会析氢,因而有氢脆的危险。

保护电位值常常用来作为判断阴极保护是否充分的基准。利用参比电极和高阻电位计可以直接测量被保护结构各部位的电位,从而能了解受保护的情况。所以保护电位这个参数可作为监控阴极保护的一个重要指标。

使金属的腐蚀电位向负方向移动一定的值,可得出所需的保护电位。例如,钢铁在通气条件下电位负移300mV,在不通气条件下电位负移400mV;铅电位负移100~250mV;铝电位负移100~200mV(在海水中、土壤中);铜电位负移100〜200mV。表4-1 列出了有关阴极保护所需的保护电位值。

表4-1  阴极保护可采用的电位值表

①可用于任何电解质;

②铝及铝合金均适用。

2.最小保护电流密度

阴极保护时,使金属腐蚀速率降到 低程度所需的电流密度值,称为最小保护电流密度。如果采用的电流密度小于该值,虽然也能起到一定的保护作用,但保护效果较差。如果采用的电流密度大于该值,则在一定范围内也能达到完全保护,但会增大耗电量,经济上欠合理。如果采用的电流密度远大于该值,则保护作用反而有些降低,这种现象称为“过保护”。

最小保护电流密度是阴极保护的重要参数之一,它是与最小保护电位相对应的。最小保护电流密度的大小主要与被保护金属的种类、腐蚀介质的性质、保护系统中电路的总电阻、阳极的形状和大小等因素有关。这些因素有时能使最小保护电流密度由几毫安每平方米变化到几百安每平方米。钢铁在不同介质中阴极保护的最小保护电流密度如表4-2 所示。

表4-2  钢铁在不同介质中阴极保护的最小保护电流密度表

续表

3.保护参数

最适宜的阴极保护是指既能达到较高的保护程度,又能得到较大的保护效率。保护程度(P)可由下式表示:

式中 P ——保护程度,%;

I corr ——未加阴极保护时的金属腐蚀电流密度,A/m2 ;

I a ——阴极保护时的金属腐蚀电流密度,A/m2 。

保护效率(Z)可由下式表示:

式中 Z ——保护效率,%;

I appl ——阴极保护时外加的电流密度,A/m2 。

阴极保护时电位的负移与I corr 及I a 的关系可由下式表示:

式中 R ——气体常数,8.31J/(mol.K);

T ——温度,K;

F ——法拉第常数,96500C(C为电容量)。

在实际应用中,电极电位和电流密度在被保护结构表面上的分布往往是不均匀的,在靠近阳极和远离阴极处有显著的差别。阴极保护所能提供的保护程度达到能保证阻止金属最危险的溃疡腐蚀(点腐蚀、缝隙腐蚀等)时,即可认为是适宜的。在这种保护程度下,允许钢以不大的速度(0.lmm/a)进行均匀腐蚀。最正确的保护程度不是靠被保护表面的平均电流密度给出的,而是决定于距阳极最远点的电位负移值,通常认为该值应为50mV。有关阴极保护所需的最小电位值、钢构件在不同环境条件下所需阴极保护的电流密度和阴极保护的应用范围分别如表4-3 、表4-4 、表4-5 。

表4-3  阴极保护的最小电位值表

有关阴极保护的各种计算公式应根据实际情况选用,需要时可参考有关书籍或本书的实例。


上一篇文章 : 阴极保护的基本原理介绍 下一篇文章 : 牺牲阳极系统介绍
cache
Processed in 0.010502 Second.