电化学保护技术及其应用第一讲电化学保护的理论基础

第21卷第3期2000年3月

腐蚀与防护

CORROSION&PROTECTION

Vol.21　No.3

Mar.2000

　　　　编者按:从本期起将连续刊登“电化学保护技术及其应用”的专题讲座,由上海交通大学黄永昌

教授撰稿主讲。本专题共分十讲刊出,各讲的具体内容如下:第一讲电化学保护的理论基础;第二讲阴极保护原理及其应用;第三讲牺牲阳极;第四讲外加电流阴极保护系统;第五讲船舶的阴极保护;第六讲港湾和海洋工程设施的阴极保护;第七讲地下管线及贮罐的阴极保护;第八讲混凝土构件(桥梁、码头)的阴极保护;第九讲阴极保护测量技术;第十讲阳极保护的现状及前景。

本专题讲座的开辟希望对广大腐蚀防护工作者在拓展防护思路、实现腐蚀的有效控制方面能有所裨益。读者在阅读本专题的有关内容时有什么问题、要求或建议请及时与我部联系,以便改进。

专题讲座

电化学保护技术及其应用

200030)

1　电化学保护概述

防止金属腐蚀有许多种方法,电化学保护是其中的一种。

1823年英国的Davy在研究木质舰船铜包皮海水腐蚀时采用Sn,Fe和Zn进行了对铜的保护试验,是电化学保护最早的报道。1856年Frischen在德国专业会议上报告了桥梁及钢闸门的电化学保护试验,引起了人们很大的兴趣。1928年Kuhn在美国新奥尔良的长距离输气管道上安装了第一台阴极保护装置,为阴极保护的现代技术打下了基础。30年代至50年代前苏联,德国,英国和比利时等国都先后采用阴极保护技术控制埋地和水下管道的腐蚀。1945年起,加拿大广泛采用锌牺牲阳极保护海军舰艇。50年代以后,阴极保护技术得到了迅速的发展,应用领域不断扩大。除了海水中的船舶,埋地和水下管道,还广泛用于港口码头的钢桩及混凝土基础,桥梁,化工容器,热交换器,埋地电缆的金属护套及海洋平台等。

与阴极保护相比,阳极保护技术的开发与应用要晚得多,50年代以后才慢慢发展起来

电化学保护技术及其应用第一讲电化学保护的理论基础

。

我国对电化学保护技术的研究和开发应用起步于新中国成立以后。50年代来,阴极保护的材料,设备日趋完善,应用范围不断扩大,某些方面已接近或达到国际先进水平。

图1　盐水滴试验演示的阳极释放电子与溶液中氧化剂获得电子的过程[3]

1.粉红色(阴极)　2.蓝色(阳极腐蚀)　3.棕色(铁锈)

2　金属腐蚀的电化学本质

电化学腐蚀是金属腐蚀的主要破坏形式。它指金属与电解质溶液(大多数为水溶液)之间发生了电

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化学反应,在反应过程中有电流产生,电流愈大,腐蚀愈严重。在腐蚀中,金属作为阳极释放电子的过程与溶液中氧化剂获得电子的过程是在同一金属表面上进行的。

图1所示的盐水滴试验演示了这两个过程的进行。在干净的铁片表面上滴上一滴加有酚酞和铁氰化钾指示剂的盐水。过了一些时候,从颜色的变化可以观察到腐蚀过程的进行。开始时,因铁表面上有划痕,存在结构的不均匀性,而盐水滴内的氧含量又基本是均匀的,所以,金属表面上出现无规则的蓝色和红色。蓝色代表阳极区,这些划痕的地方发生了铁的溶解反应

2Fe2Fe2++4e

　　产生的

电化学保护技术及其应用第一讲电化学保护的理论基础