电化学防腐蚀

1. 化学或电化学的作用而破坏金属腐蚀怎样防护

化学或电化学的作用而破坏金属腐蚀怎样防护

在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故通常情况下采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。
金属腐蚀定义：材料和周围环境发生化学或电化学的作用而破坏的现象。下面以金属腐蚀为例简单介绍一下腐蚀原理及防腐措施。志盛威华防腐涂料专家讲到，金属腐蚀的分类：按照反应的特性，金属腐蚀可分为化学腐蚀、生物腐蚀、电化学腐蚀。化学腐蚀是指氧化剂和金属表面接触，发生化学反应导致的腐蚀；生物腐蚀是指由各种微生物的生命活动引起的腐蚀；电化学腐蚀是指发生电化学反应导致的腐蚀。三者中电化学腐蚀是最普遍和最严重的腐蚀。

电化学腐蚀原理：金属材料与电解质溶液接触,通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物(或金属难溶盐)；耐腐蚀志盛威华无机防腐涂料耐腐蚀效果好，介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故通常情况下采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。

在金属表面上制成保护层，借以隔开金属与腐蚀介质的接触，从而减少腐蚀。保护层，非金属保护层把有机和无机化合物涂覆在金属表面，如涂料、塑料、玻璃钢、橡胶、沥青、搪瓷、混凝土、珐琅、防锈油等。在金属表面涂覆非金属保护层，用得最广泛的是涂料。北京志盛威华化工有限公司生产的ZS-711无机防腐涂料对金属具有良好的防腐效果。北京志盛威华化工有限公司联合部队研究院共同研发，主要应对军队战列设备高度防腐需求而研发的ZS-711无机防腐涂料，上个世纪无机涂料主要应用在两栖战舰、坦克、船体、航天上重防腐涂层。针对工况的实际需求，ZS-711无机防腐涂料有两种类型，①、灰色无机防腐涂料，主要功能是电化学防腐，也就是抗静电腐蚀，应用在PH在4.5以上的腐蚀环境中；②、黑色无机防腐涂料，主要功能是耐酸耐碱，应用工况广，涂层硬度高；

ZS-711无机防腐涂料采用世界最新的防腐研发技术，溶液是由新型志盛威华特制的无机聚合物螯合成膜溶液，已硅氧基 —Si—O—Si— 键为基础,嫁接有机烷基侧链作为辅佐，再已羟基为端链螯合的防腐成膜物，该键对硅原子上连接螯合的羟基、烷基有很好的三元协同效应,溶液稳定性强，减轻了对高聚物内部的影响，成膜物更致密，附着力强，耐温高。研发成功的螯合的防腐涂料成膜溶液，避免了传统防腐涂料分低、中、面繁琐的施工工序，涂料单一涂层，根据不同的工况，涂刷2遍或是2遍以上即可，ZS-711无机防腐涂料防腐颜料是经过高度分散活化的钝化金属微粒、纳米石墨鳞片、纳米金属两性氧化物、超细稀土超微粉体等组成。经过活化的这些防腐颜料，在防腐是能够起到抗腐蚀增强极化的作用，耐酸耐碱抗腐蚀性高，起到很好的中和和防止基材电位升高的作用，也能避免涂层针孔的存在，涂层硬度高，耐磨抗冲击，耐酸碱老化时间长。

无机聚合物防腐涂料是为满足航天、军工等领域的特殊要求而研发的高科技产品，产品已经在航天、军工领域成功应用并逐步推广到国民经济各行业。现在这种新型的无机聚合物防腐涂料已成为保护钢铁最普遍、最重要的涂料。ZS-711无机聚合物防腐涂料在大气、地下、海洋、石油液体、化工材料、污水、交通中等重要防腐领域应用几乎没有可与之媲美的产品相比较。

2. 什么是电化学腐蚀

什么是电化学腐蚀？

金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。
在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区，阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。

3. 电化学腐蚀与防护的主要方法

为控制埋地钢质管道在土壤中的电化学腐蚀，公认的做法是采用外防护层和阴极保护联合防护措施。其中外防护层是主要防腐手段，即在钢管和腐蚀介质之间建立一个绝缘隔离层，避免腐蚀介质和钢管接触，从根本上防止钢管的电化学腐蚀;阴极保护作为防护层防腐的补充手段，为防护层缺陷处的钢管外表面提供电化学保护。电化学保护方法主要有两种，一种是牺牲阳极阴极保护，一种是外加电流阴极保护。

选择一种其电极电位比被保护金属更负的活泼金属(合金)，把它与共同置于电解质环境中的被保护金属从外部实现电连接，这种负电位的活泼金属在所构成的电化学电池中作为阳极而优先腐蚀溶解，故被称为牺牲阳极，释放出的电流使被保护金属阴极极化到所需要的电位范围，从而抑制腐蚀，实现保护，这就是牺牲阳极阴极保护。

（一）电化学腐蚀原理

金属管道有一层的防止腐蚀的表层，该表层遭到腐蚀危险后，在金属管道裸露的外表层被雨水或潮湿的土壤打湿过后，氧气组与土地里面的氢离子形成发电池，作为阳极铁出现了氧化反应，因此铁会在非常短的时间里内腐蚀掉然后变为铁锈。

主要的三个电化学腐蚀成份如下：

1、金属溶解在阴极变为金属离子流入溶液；

Me → Men+ ne

2、电子是从阳极流到阴极

3、流到阴极过后溶液里面能够吸收电子物质的 X 会接收电子

X+ne → X·ne

（二）件分析相关保护方案

研究电化学的原理与分析金属腐蚀的缘由，对于三个电化学腐蚀的主要原因来定制相关的防护手段，能够按照下列三个方针；

1、减慢或防止金融被溶解

第一种方法，挑选适当的金属又或者说研究定制一款基本不溶解的金属。

第二种方法，把会导致腐蚀的物质跟金属分开。

第三种方法，把金属的 PH 值或别的性能改变。

2、防止电子流向阴极

第一种方法，把金属电势改变。

第二种方法，把电子流向改变。

3、把阴极里面可以吸收的电子物质清除掉；

因为氧气会不停从空气里面流进土壤，所以现在没有能够清理阴极上可以吸取电子物质的相关措施。

二、详细的防止电化学腐蚀的方案

研究了三个电化学腐蚀的原因，并且综合了五个方案，能够使用下列几项方针，最后能够实现防腐。

（一）挑选适当的金属又或者说研究定制一款基本不溶解的金属

制作成能够真正防止腐蚀的金属，制作金属的时候会加进别的物质，提高金属的防腐蚀水平。把炼制钢的时候要填加Mn、Cr 等成份提炼成不锈钢。

（二）把会导致腐蚀的物质跟金属分开

把会导致腐蚀的物质跟金属分开，能够使用的方案有几种：第一种是采取涂抹的措施，把油漆涂在金属的表面上，或者涂沥青、塑料、搪瓷都可以，又或者采取镀层的措施给想要防锈的金属面层上化学镀或电镀的手段镀上 Sn、Zn、Cr、Ni、Ag、Au 等，避免内层给腐蚀了。

（三）把金属的性能改变了

尝试在能够构成电池的体系里面加缓蚀剂，把介质性质改变，把腐蚀的速度降低。

（四）把金属电势改变了

采取阴极防护措施，同时加上电源构成电解池，把所要防护的金属设为阴权，用废弃的金属当做要牺牲的阳极，需要保护的金属当做阴极来进行保护。

（五）把电子流向改变

采取阳极的防护措施，外部增加电源把要防护的金属阳极化，变成阳级，当达到相关程度的正向极数值后，因此表面有新成相层或吸附层而钝化金属。

三、新方法的探究

作为油田地面建设单位，工程建设公司常年接收各种采油工厂的维修工作与改造老区的工程，在实际施工的时候，有很多老化腐蚀的管线皆穿洞内部，这是因为输送管线的介质具备高腐蚀性，碱性与酸性，从另一个角度来说，输送的介质里有比较高的氧气与氢离子含量，比土壤里面的含量都还要高，有更加严重的电化学腐蚀。

4. 电化学腐蚀的原理

金属表面在介质如潮湿空气、电介质溶液等中，因形成微电池而发生电化学作用而引起的腐蚀称为电化学腐蚀。(1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)
阳极(Fe)：Fe=Fe2
＋2e-
Fe2
＋2H2O=Fe(OH)2＋2H
阴极(杂质)：2H
＋2e-=H2
电池反应：Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑
由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。
(2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)
阳极(Fe)：Fe=Fe2
＋2e-
阴极：O2＋2H2O＋4e-=4OH-
总反应：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2
由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。

5. 电化学腐蚀与防护。

咳咳....

以钢铁(主要成分为铁和碳)的吸氧腐蚀(最常见)为例子 铁(Fe)和碳(C)构成原电池,其中铁极为负极,发生氧化反应;碳极为正极,发生还原反应.电解质溶液一般为某些盐的水溶液(比如氯化钠)
负极:Fe - 2e- = Fe2+
正极:O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
总:2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2

根据构成原电池的条件

防护方法有:1.将金属与电解质溶液隔离(涂漆,烤蓝等) 2.牺牲活泼金属 如铁质水管上镀锌 则锌先被腐蚀 而铁不被腐蚀 3.外接电源法 讲要保护的金属接在电源正极(氧化反应为失去电子,失去的电子由电源共给,则金属不失电子,不被腐蚀)

以上....

随后发生反应 4Fe(OH)2 + O2 + 2H20 =4Fe(OH)3

6. 电化学腐蚀 防腐

不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极，组成腐蚀原电池。因为铁的电极电位总比氧的电极电位低，所以铁是阳极，遭到腐蚀；
在更耐腐蚀的一方被涂涂料，就是阻止原电池反应的发生！

7. 化学腐蚀和电化学腐蚀什么区别

一、定义不同

化学腐蚀：是指金属材料在干燥气体和非电解质溶液中发生化学反应生成化合物的过程中没有电化学反应的腐蚀。

电化学腐蚀：就是金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池。

二、原理不同

化学腐蚀原理：是由于金属表面与环境介质发生化学作用而引起的腐蚀。当金属与非电解质相接触时，非电解质中的分子被金属表面所吸附，并分解为原子后与金属原子化合，生成腐蚀产物。

电化学腐蚀原理：当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极)。阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。

(7)电化学防腐蚀扩展阅读：

防止电化学腐蚀的方法：

1、覆盖层保护：是用耐蚀性能良好的金属或非金属材料覆盖在耐蚀性能较差的材料表面，把基体材料与腐蚀介质隔开，以达到控制腐蚀的目的。

2、电化学保护：分为阴极保护和阳极保护两种。

阴极保护是将被保护的金属与外加电流电源的负极相连，在金属表面通入足够的阴极电流，使金属的电位变负，从而使金属溶解速度减小的一种保护方法。

阳极保护是将被保护的金属构件与外加直流电源的正极相连，在电解质溶液中，使金属构件阳极极化至一定电位，使其建立并维持稳定的钝态，从而阳极溶解受到抑制，腐蚀速度降低，使设备得到保护。

3、缓蚀剂保护：是通过添加少量能阻止或减缓金属腐蚀的物质使金属得到保护的方法。

8. 金属电化学腐蚀与防护的原理是什么

就是牺牲阳极的阴极保护法
在电解质溶液中，作为阳极的金属容比阴极的金属更易失去电子，所以形成电子的转移，同时阳极被氧化，阴极就被保护起来了。
例如在轮船上，为了防止船体的钢铁锈蚀，所以在轮船体下方焊接一些锌块。

9. 电化学腐蚀的解决办法

必须执行GB/12145枣1999《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》标准；DL/561枣1995《火力发电厂水汽化学监督导则》，化学监督网要发挥监督作用。严格按启动阶段的水汽质量标准，控制启动后的水汽质量，不合格严禁升压、带负荷。
机组停备时间超过15天，应采用新的防腐技术。防止停用期间腐蚀。
彻底解决凝汽器溶解氧不合格问题。
投入自动加氨装置，保证给水pH的合格率。
严密监视#2机水冷壁结垢量的增长速度，在必要的时间安排化学清洗。
建议#2炉化学清洗后，在进行加氧联合处理。