管罐腐蚀与防护演示文稿.pptVIP

3.腐蚀原电池与一般原电池的比较 二者结构和原理无本质的区别。 腐蚀原电池是一种短路的原电池，有电流但不能利用，以热的形式散失，其直接结果是造成了金属的腐蚀。 当前第30页\共有82页\编于星期一\9点 1.极化 （polarization） 腐蚀原电池在电路接通以后，电流流过电极电位偏离初始电位的现象，称为极化。极化的结果是阴极电位降低，阳极电位增加。 四、极化与去极化（polarization and depolarization） 当前第31页\共有82页\编于星期一\9点 2.极化的分类 极化的实质是电极反应过程发生了某些障碍。根据反应障碍的反应步骤的不同，可将电极极化的原因分为三种情况：活化极化、浓度极化和电阻极化。 （1）活化极化(active polarizaion) 由于电极上电化学反应速度缓慢而引起的极化称为活化极化，亦称电化学极化。 （2）浓度极化(concentration polarization) （3）电阻极化(resistence polarization) 由于反应物质或反应产物传递速度太慢而引起的极化称为浓度极化。电极附近溶液中离子浓度和整个溶液中离子浓度不同引起的浓度差过电位，随着电流密度增大，浓度过电位也随之升高。 某些电极表面在反应过程中会生成一层氧化膜或其他物质，使电池系统的电阻R随之增加而引起极化。 当前第32页\共有82页\编于星期一\9点 极化规律 极化规律举例 交换电流密度 极化规律分析 极化规律 当前第33页\共有82页\编于星期一\9点 3.极化和电化学腐蚀速度 在使用金属的过程中，人们不仅关心它是否会发生腐蚀(热力学可能性)，更关心其腐蚀速度的大小(动力学问题)。以便采取相应的防护措施。 对于电化学腐蚀来说，还常用电流密度来表示其腐蚀速度。因为在稳态下通过腐蚀电池的电流与金属阳极溶解速度的大小有着严格的当量关系(Faraday定律)。 （1）腐蚀原电池的极化 根据欧姆定律，影响电池电流大小的因素有两个：一是回路的电阻；二是两电极间的电位差。 当前第34页\共有82页\编于星期一\9点 （2）极化曲线与腐蚀极化图 腐蚀极化图是一种电位—电流图，它是把表征腐蚀电池特征的阴、阳极极化曲线画在同一张图上构成的。若将两个极化曲线简化成直线，可得到如图3.4所不的简化的腐蚀极化图，此极化图是英国腐蚀科学家 Evans及其学生们于1929年首先提出和使用的，故称Evans图。 1）电极极化曲线 通常由极化曲线来判断极化程度的大小。极化曲线是表示电极电位与通过的电流密度之间的关系曲线。极化曲线的斜率，即极化率，表示电极的极化性能，可用以判断极化程度的大小。 2）腐蚀极化图 当前第35页\共有82页\编于星期一\9点 腐蚀极化图 Ec0 Ea0 Ecorr Icorr S E I 阴极极化曲线 阳极极化曲线 当前第36页\共有82页\编于星期一\9点 3）腐蚀速度控制因素 腐蚀速度既取决于腐蚀的驱动力—腐蚀电池的起始电势差(EO,C-EO,A)，也决定于腐蚀的阻力阴、阳极的极化率Pc和PA，以及欧姆电阻R。这三项阻力任意一项都可能明显地超过另两项，在腐蚀过程中对速度起控制作用，称为控制因素。利用极化图可以非常直观地判断腐蚀的控制因素。 腐蚀极化图的基本形式 当前第37页\共有82页\编于星期一\9点 4）腐蚀极化图的应用 腐蚀极化图是研究电化学腐蚀的重要工具，用途很广。例如，利用极化图可以确定腐蚀的主要控制因素、解释腐蚀现象、分析腐蚀过程的性质和影响因素、判断添加剂的作用机理．以及用图解法计算多电极体系的腐蚀速度等。可以说，极化图是腐蚀科学最重要的理论工具之一。 当前第38页\共有82页\编于星期一\9点 4.去极化 定义：消除或减弱引起电化学极化的因素，促使电极反应加速进行，称为去极化作用。 去极化剂：凡能在阴极上与电子结合发生还原反应的物质，也称氧化剂，如氧和氢离子。 氢去极化腐蚀（析氢腐蚀）：酸性电解质溶液中。 2H++2e H2 氧去极化腐蚀（耗氧腐蚀）：中性或碱性电解质溶液中，如碳钢在水中的腐蚀， O2+2H2O+4e 4OH- 极化减慢腐蚀，去极化加速腐蚀。 当前第39页\共有82页\编于星期一\9点 五、金属的钝化(passivation) （1）钝化的现象 钝化的概念最初来自法拉第对铁在硝酸溶液中变化的观察。如下图所示。这一异常现象称为钝化(Passivation)。即在某