電化學防腐蝕

1. 化學或電化學的作用而破壞金屬腐蝕怎樣防護

化學或電化學的作用而破壞金屬腐蝕怎樣防護

在均勻腐蝕時，金屬表面上各處進行陽極反應和陰極反應的概率沒有顯著差別，進行兩種反應的表面位置不斷地隨機變動。直接造成金屬材料破壞的是陽極反應，故通常情況下採用外接電源或用導線將被保護金屬與另一塊電極電位較低的金屬相聯接，以使腐蝕發生在電位較低的金屬上。
金屬腐蝕定義：材料和周圍環境發生化學或電化學的作用而破壞的現象。下面以金屬腐蝕為例簡單介紹一下腐蝕原理及防腐措施。志盛威華防腐塗料專家講到，金屬腐蝕的分類：按照反應的特性，金屬腐蝕可分為化學腐蝕、生物腐蝕、電化學腐蝕。化學腐蝕是指氧化劑和金屬表面接觸，發生化學反應導致的腐蝕；生物腐蝕是指由各種微生物的生命活動引起的腐蝕；電化學腐蝕是指發生電化學反應導致的腐蝕。三者中電化學腐蝕是最普遍和最嚴重的腐蝕。

電化學腐蝕原理：金屬材料與電解質溶液接觸,通過電極反應產生的腐蝕。電化學腐蝕反應是一種氧化還原反應。在反應中，金屬失去電子而被氧化，其反應過程稱為陽極反應過程，反應產物是進入介質中的金屬離子或覆蓋在金屬表面上的金屬氧化物(或金屬難溶鹽)；耐腐蝕志盛威華無機防腐塗料耐腐蝕效果好，介質中的物質從金屬表面獲得電子而被還原，其反應過程稱為陰極反應過程。在均勻腐蝕時，金屬表面上各處進行陽極反應和陰極反應的概率沒有顯著差別，進行兩種反應的表面位置不斷地隨機變動。直接造成金屬材料破壞的是陽極反應，故通常情況下採用外接電源或用導線將被保護金屬與另一塊電極電位較低的金屬相聯接，以使腐蝕發生在電位較低的金屬上。

在金屬表面上製成保護層，藉以隔開金屬與腐蝕介質的接觸，從而減少腐蝕。保護層，非金屬保護層把有機和無機化合物塗覆在金屬表面，如塗料、塑料、玻璃鋼、橡膠、瀝青、搪瓷、混凝土、琺琅、防銹油等。在金屬表面塗覆非金屬保護層，用得最廣泛的是塗料。北京志盛威華化工有限公司生產的ZS-711無機防腐塗料對金屬具有良好的防腐效果。北京志盛威華化工有限公司聯合部隊研究院共同研發，主要應對軍隊戰列設備高度防腐需求而研發的ZS-711無機防腐塗料，上個世紀無機塗料主要應用在兩棲戰艦、坦克、船體、航天上重防腐塗層。針對工況的實際需求，ZS-711無機防腐塗料有兩種類型，①、灰色無機防腐塗料，主要功能是電化學防腐，也就是抗靜電腐蝕，應用在PH在4.5以上的腐蝕環境中；②、黑色無機防腐塗料，主要功能是耐酸耐鹼，應用工況廣，塗層硬度高；

ZS-711無機防腐塗料採用世界最新的防腐研發技術，溶液是由新型志盛威華特製的無機聚合物螯合成膜溶液，已硅氧基 —Si—O—Si— 鍵為基礎,嫁接有機烷基側鏈作為輔佐，再已羥基為端鏈螯合的防腐成膜物，該鍵對硅原子上連接螯合的羥基、烷基有很好的三元協同效應,溶液穩定性強，減輕了對高聚物內部的影響，成膜物更緻密，附著力強，耐溫高。研發成功的螯合的防腐塗料成膜溶液，避免了傳統防腐塗料分低、中、面繁瑣的施工工序，塗料單一塗層，根據不同的工況，塗刷2遍或是2遍以上即可，ZS-711無機防腐塗料防腐顏料是經過高度分散活化的鈍化金屬微粒、納米石墨鱗片、納米金屬兩性氧化物、超細稀土超微粉體等組成。經過活化的這些防腐顏料，在防腐是能夠起到抗腐蝕增強極化的作用，耐酸耐鹼抗腐蝕性高，起到很好的中和和防止基材電位升高的作用，也能避免塗層針孔的存在，塗層硬度高，耐磨抗沖擊，耐酸鹼老化時間長。

無機聚合物防腐塗料是為滿足航天、軍工等領域的特殊要求而研發的高科技產品，產品已經在航天、軍工領域成功應用並逐步推廣到國民經濟各行業。現在這種新型的無機聚合物防腐塗料已成為保護鋼鐵最普遍、最重要的塗料。ZS-711無機聚合物防腐塗料在大氣、地下、海洋、石油液體、化工材料、污水、交通中等重要防腐領域應用幾乎沒有可與之媲美的產品相比較。

2. 什麼是電化學腐蝕

什麼是電化學腐蝕？

金屬材料與電解質溶液接觸，通過電極反應產生的腐蝕。電化學腐蝕反應是一種氧化還原反應。在反應中，金屬失去電子而被氧化，其反應過程稱為陽極反應過程，反應產物是進入介質中的金屬離子或覆蓋在金屬表面上的金屬氧化物（或金屬難溶鹽）；介質中的物質從金屬表面獲得電子而被還原，其反應過程稱為陰極反應過程。在陰極反應過程中，獲得電子而被還原的物質習慣上稱為去極化劑。
在均勻腐蝕時，金屬表面上各處進行陽極反應和陰極反應的概率沒有顯著差別，進行兩種反應的表面位置不斷地隨機變動。如果金屬表面有某些區域主要進行陽極反應，其餘表面區域主要進行陰極反應，則稱前者為陽極區，後者為陰極區，陽極區和陰極區組成了腐蝕電池。直接造成金屬材料破壞的是陽極反應，故常採用外接電源或用導線將被保護金屬與另一塊電極電位較低的金屬相聯接，以使腐蝕發生在電位較低的金屬上。

3. 電化學腐蝕與防護的主要方法

為控制埋地鋼質管道在土壤中的電化學腐蝕，公認的做法是採用外防護層和陰極保護聯合防護措施。其中外防護層是主要防腐手段，即在鋼管和腐蝕介質之間建立一個絕緣隔離層，避免腐蝕介質和鋼管接觸，從根本上防止鋼管的電化學腐蝕;陰極保護作為防護層防腐的補充手段，為防護層缺陷處的鋼管外表面提供電化學保護。電化學保護方法主要有兩種，一種是犧牲陽極陰極保護，一種是外加電流陰極保護。

選擇一種其電極電位比被保護金屬更負的活潑金屬(合金)，把它與共同置於電解質環境中的被保護金屬從外部實現電連接，這種負電位的活潑金屬在所構成的電化學電池中作為陽極而優先腐蝕溶解，故被稱為犧牲陽極，釋放出的電流使被保護金屬陰極極化到所需要的電位范圍，從而抑制腐蝕，實現保護，這就是犧牲陽極陰極保護。

（一）電化學腐蝕原理

金屬管道有一層的防止腐蝕的表層，該表層遭到腐蝕危險後，在金屬管道裸露的外表層被雨水或潮濕的土壤打濕過後，氧氣組與土地裡面的氫離子形成發電池，作為陽極鐵出現了氧化反應，因此鐵會在非常短的時間里內腐蝕掉然後變為鐵銹。

主要的三個電化學腐蝕成份如下：

1、金屬溶解在陰極變為金屬離子流入溶液；

Me → Men+ ne

2、電子是從陽極流到陰極

3、流到陰極過後溶液裡面能夠吸收電子物質的 X 會接收電子

X+ne → X·ne

（二）件分析相關保護方案

研究電化學的原理與分析金屬腐蝕的緣由，對於三個電化學腐蝕的主要原因來定製相關的防護手段，能夠按照下列三個方針；

1、減慢或防止金融被溶解

第一種方法，挑選適當的金屬又或者說研究定製一款基本不溶解的金屬。

第二種方法，把會導致腐蝕的物質跟金屬分開。

第三種方法，把金屬的 PH 值或別的性能改變。

2、防止電子流向陰極

第一種方法，把金屬電勢改變。

第二種方法，把電子流向改變。

3、把陰極裡面可以吸收的電子物質清除掉；

因為氧氣會不停從空氣裡面流進土壤，所以現在沒有能夠清理陰極上可以吸取電子物質的相關措施。

二、詳細的防止電化學腐蝕的方案

研究了三個電化學腐蝕的原因，並且綜合了五個方案，能夠使用下列幾項方針，最後能夠實現防腐。

（一）挑選適當的金屬又或者說研究定製一款基本不溶解的金屬

製作成能夠真正防止腐蝕的金屬，製作金屬的時候會加進別的物質，提高金屬的防腐蝕水平。把煉制鋼的時候要填加Mn、Cr 等成份提煉成不銹鋼。

（二）把會導致腐蝕的物質跟金屬分開

把會導致腐蝕的物質跟金屬分開，能夠使用的方案有幾種：第一種是採取塗抹的措施，把油漆塗在金屬的表面上，或者塗瀝青、塑料、搪瓷都可以，又或者採取鍍層的措施給想要防銹的金屬面層上化學鍍或電鍍的手段鍍上 Sn、Zn、Cr、Ni、Ag、Au 等，避免內層給腐蝕了。

（三）把金屬的性能改變了

嘗試在能夠構成電池的體系裡面加緩蝕劑，把介質性質改變，把腐蝕的速度降低。

（四）把金屬電勢改變了

採取陰極防護措施，同時加上電源構成電解池，把所要防護的金屬設為陰權，用廢棄的金屬當做要犧牲的陽極，需要保護的金屬當做陰極來進行保護。

（五）把電子流向改變

採取陽極的防護措施，外部增加電源把要防護的金屬陽極化，變成陽級，當達到相關程度的正向極數值後，因此表面有新成相層或吸附層而鈍化金屬。

三、新方法的探究

作為油田地面建設單位，工程建設公司常年接收各種採油工廠的維修工作與改造老區的工程，在實際施工的時候，有很多老化腐蝕的管線皆穿洞內部，這是因為輸送管線的介質具備高腐蝕性，鹼性與酸性，從另一個角度來說，輸送的介質里有比較高的氧氣與氫離子含量，比土壤裡面的含量都還要高，有更加嚴重的電化學腐蝕。

4. 電化學腐蝕的原理

金屬表面在介質如潮濕空氣、電介質溶液等中，因形成微電池而發生電化學作用而引起的腐蝕稱為電化學腐蝕。(1)析氫腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較強時)
陽極(Fe)：Fe=Fe2
＋2e-
Fe2
＋2H2O=Fe(OH)2＋2H
陰極(雜質)：2H
＋2e-=H2
電池反應：Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑
由於有氫氣放出，所以稱之為析氫腐蝕。
(2)吸氧腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較弱時)
陽極(Fe)：Fe=Fe2
＋2e-
陰極：O2＋2H2O＋4e-=4OH-
總反應：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2
由於吸收氧氣，所以也叫吸氧腐蝕。

5. 電化學腐蝕與防護。

咳咳....

以鋼鐵(主要成分為鐵和碳)的吸氧腐蝕(最常見)為例子 鐵(Fe)和碳(C)構成原電池,其中鐵極為負極,發生氧化反應;碳極為正極,發生還原反應.電解質溶液一般為某些鹽的水溶液(比如氯化鈉)
負極:Fe - 2e- = Fe2+
正極:O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
總:2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2

根據構成原電池的條件

防護方法有:1.將金屬與電解質溶液隔離(塗漆,烤藍等) 2.犧牲活潑金屬 如鐵質水管上鍍鋅 則鋅先被腐蝕 而鐵不被腐蝕 3.外接電源法 講要保護的金屬接在電源正極(氧化反應為失去電子,失去的電子由電源共給,則金屬不失電子,不被腐蝕)

以上....

隨後發生反應 4Fe(OH)2 + O2 + 2H20 =4Fe(OH)3

6. 電化學腐蝕 防腐

不純的金屬跟電解質溶液接觸時，會發生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學腐蝕。鋼鐵在潮濕的空氣中所發生的腐蝕是電化學腐蝕最突出的例子。電化學腐蝕就是鐵和氧形成兩個電極，組成腐蝕原電池。因為鐵的電極電位總比氧的電極電位低，所以鐵是陽極，遭到腐蝕；
在更耐腐蝕的一方被塗塗料，就是阻止原電池反應的發生！

7. 化學腐蝕和電化學腐蝕什麼區別

一、定義不同

化學腐蝕：是指金屬材料在乾燥氣體和非電解質溶液中發生化學反應生成化合物的過程中沒有電化學反應的腐蝕。

電化學腐蝕：就是金屬和電解質組成兩個電極，組成腐蝕原電池。

二、原理不同

化學腐蝕原理：是由於金屬表面與環境介質發生化學作用而引起的腐蝕。當金屬與非電解質相接觸時，非電解質中的分子被金屬表面所吸附，並分解為原子後與金屬原子化合，生成腐蝕產物。

電化學腐蝕原理：當金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣中，金屬表面會形成一種微電池，也稱腐蝕電池(其電極習慣上稱陰、陽極，不叫正、負極)。陽極上發生氧化反應，使陽極發生溶解，陰極上發生還原反應，一般只起傳遞電子的作用。

(7)電化學防腐蝕擴展閱讀：

防止電化學腐蝕的方法：

1、覆蓋層保護：是用耐蝕性能良好的金屬或非金屬材料覆蓋在耐蝕性能較差的材料表面，把基體材料與腐蝕介質隔開，以達到控制腐蝕的目的。

2、電化學保護：分為陰極保護和陽極保護兩種。

陰極保護是將被保護的金屬與外加電流電源的負極相連，在金屬表面通入足夠的陰極電流，使金屬的電位變負，從而使金屬溶解速度減小的一種保護方法。

陽極保護是將被保護的金屬構件與外加直流電源的正極相連，在電解質溶液中，使金屬構件陽極極化至一定電位，使其建立並維持穩定的鈍態，從而陽極溶解受到抑制，腐蝕速度降低，使設備得到保護。

3、緩蝕劑保護：是通過添加少量能阻止或減緩金屬腐蝕的物質使金屬得到保護的方法。

8. 金屬電化學腐蝕與防護的原理是什麼

就是犧牲陽極的陰極保護法
在電解質溶液中，作為陽極的金屬容比陰極的金屬更易失去電子，所以形成電子的轉移，同時陽極被氧化，陰極就被保護起來了。
例如在輪船上，為了防止船體的鋼鐵銹蝕，所以在輪船體下方焊接一些鋅塊。

9. 電化學腐蝕的解決辦法

必須執行GB/12145棗1999《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》標准；DL/561棗1995《火力發電廠水汽化學監督導則》，化學監督網要發揮監督作用。嚴格按啟動階段的水汽質量標准，控制啟動後的水汽質量，不合格嚴禁升壓、帶負荷。
機組停備時間超過15天，應採用新的防腐技術。防止停用期間腐蝕。
徹底解決凝汽器溶解氧不合格問題。
投入自動加氨裝置，保證給水pH的合格率。
嚴密監視#2機水冷壁結垢量的增長速度，在必要的時間安排化學清洗。
建議#2爐化學清洗後，在進行加氧聯合處理。