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陰極?;ぜ際?/td>
來源:    發布時間:2015-12-11     

    陰極?;?,往簡單了說,就是把要?;さ慕鶚舯礱嬡勘涑梢跫?,就叫陰極?;?。為什么是全部變成陰極?為什么不是全部變成陽極?陰極又是什么,陽極又是什么??賜暾餛惱履憔橢懶?。

    好,先把陰極和陽極放在一邊。關于陰,陽,這是我們老祖宗的東西,很容易弄懂。先說腐蝕是怎么回事。腐蝕就是材料的破壞,常見的有化學腐蝕和電化學腐蝕兩種形態?;Ц春芎美斫?,金屬在強的化學藥劑環境中,如酸堿溶液中溶解,這就叫化學腐蝕。那電化學腐蝕是什么呢?

    化學腐蝕是一種原位腐蝕,因為腐蝕介質的破壞力非常強,所以在腐蝕點,金屬材料和腐蝕介質直接發生了化學反應。比如鐵和鹽酸直接反應,生成了氯化鐵和氫氣。而在一般的介質中,比如淡水,海水,土壤,潮濕大氣中,這些介質沒有這么強的腐蝕性,比如說,你把一塊鐵放在水中,是看不到腐蝕反應的。那腐蝕是怎么發生的呢?

    在這些相對溫和的介質中,發生的腐蝕也比較溫和,在短時間內肉眼是看不到的。這些腐蝕就是電化學腐蝕,據說占到所有腐蝕的90%左右。電化學腐蝕是在金屬表面上發生的一種電化學反應。前面說到化學反應,化學反應是一種原位反應,他只需要兩個條件就可以發生,即金屬和化學物,即氧化劑和還原劑。而電化學反應由于介質的腐蝕性不強,能量不足,他需要三個條件才能發生,陰極(能量較低的區域),陽極(能量較高的區域),電解質環境(在兩個不同區域之間提供離子、即電荷交換通道,同時參與陰極反應)。以在淡水中的鐵為例子:

    陽極,發生氧化反應:

Fe –2e = Fe 2+

    陰極,發生還原反應:

H2O+ O2 +2e = 2OH-

    這些反應式我們初中就學過,失去電子的氧化反應,金屬變成離子,發生腐蝕。所以陽極。發生腐蝕,而在陰極,得到電子,金屬不參與反應,反應得是氧氣和水。

    為什么金屬表面會有陰極區和陽極區呢,金屬表面不是一樣嗎,都是鐵?其實在宏觀狀態下是一樣的,在微觀狀態下是不平均的。另外,金屬表面接觸的介質濃度不一樣(比如,我們觀察到,船船或鋼樁腐蝕最嚴重的部位既不是水上,也不是水下,而是潮差區或飛濺區,這些區域由于與氧氣接觸的程度不一樣,氧氣濃度不一樣,因此,氧氣濃度最大的地方就是陽極區,所以水線部位最容易腐蝕,這就是氧濃差腐蝕,氧濃差腐蝕也是一種電化學腐蝕形式)。我們經??吹皆誚鶚舯礱嫜掛豢樽┩?,過一段時間后,磚頭邊緣就銹了,這就是人為造成的氧濃差腐蝕。

    打個不恰當的比方吧,你把金屬表面想象成一塊草原,草原上有男人,女人(金屬表面不同的狀態),當他們要結婚的時候,就需要媒人(介質)。具備了這三個條件,他們來電了,就會發生我們前面所說的腐蝕反應。所以,從腐蝕的角度來看,最糟糕的狀態就是草原上全是女人,只有很少量的男人,這種狀態在腐蝕學上,就叫做“大陰極小陽極”狀態,那些陽極部位,腐蝕反應會非???,這也是古代皇帝都短命的主要原因之一。

    那陰極?;つ?,道理就非常簡單了,把草原上的人全部變成女人,大家也就都太平了。這種方法通過兩種途徑:

      1、 犧牲陽極?;し?,在要?;さ慕鶚舯呱狹右豢楦菀贅吹慕鶚?,比如鎂鋁合金;這就象在草原邊上新建立了一個“帥哥基地”,這樣,女人們對本草原的男人毫無興趣,要腐蝕也腐蝕那些“帥哥”們。而且更奇妙的是,在這種情況下,草原上的男人會自動變成“偽娘”,相對于“帥哥”們也是陰極。當然,他們與那些“帥哥”形成腐蝕回路的機率要小于那些真正的“女人”們。這種方法下,“帥哥”們會慢慢消耗殆盡,這種方法就叫犧牲陽極法;

      2、 外加電流法,建立一個通電電路,在金屬邊上設置一個輔助陽極,將輔助陽極連接到電源的正極,將金屬連接到電源的負極,強制將金屬全部變成陰極。這種方法類似于強制把草原上的男人變性了,簡單粗暴。

那么大家一定覺得,外加電流法更直接,更簡單,效果更好。理論上是這樣的,但是外加電流法也有它的不足,比如,需要建立一個電流通路,基本費用不低,如果?;ざ韻蠼仙?,那就不經濟了。另外,由于持續通電,需要進行設備管理。所以,在?;ざ韻蠼仙偈?,一般用犧牲陽極方法,而大量的結構,一般推薦外加電流方法。當然,這不是絕對的,要根據現場實際情況,由防腐蝕工程師進行設計。

一定有聰明的人問,那把金屬表面全部變成陽極,不也一樣不會發生腐蝕嗎?真是機智的問題啊,真的有這種防腐蝕方法,就叫陽極?;?。有兩個應用,一是在濃硫酸的儲存中,就是用碳鋼儲罐,將表面強制設置成陽極,在表面快速發生慘烈的陽極反應,生成的腐蝕產物是致密的,從而?;ち四誆愕慕鶚?,這種方法就叫陽極?;?,可以簡單理解成將表面全部變成陽極,快速發生陽極反應,形成致密的?;げ??;褂幸恢鐘τ鎂褪遣恍飧只蚵斂牡姆欄?,不銹鋼和鋁材耐腐蝕的原理就是表面金屬與空氣接觸時,會迅速發生氧化反應,表面形成了一層致密的氧化膜(氧化產物或腐蝕產物)。但是在海水中,海水含氯化鈉,由于氯離子具有活化作用,局部會活化這些金屬,不能形成致密氧化膜,容易形成點蝕。所以,不銹鋼和鋁合金在海水中是不能作為耐腐蝕材料使用的。

更進一步說,既然一個電化學腐蝕反應需要三個要素,陰極,陽極和介質,那消滅介質可以嗎?當然可以,在干燥的環境中,是不會發生電化學腐蝕的,比如在外太空,由于沒有腐蝕介質,所以也就不會有電化學腐蝕發生。所以潮濕環境中金屬更容易腐蝕,這是常識。

我們日常使用涂料來防護,阻隔介質與金屬接觸也是一種重要的防護機制。

現在你理解什么叫陰極?;ち寺??重復一遍,簡單來說,就是用外加的方法,將金屬表面全部轉換成電化學意義上的陰極狀態。

寧波中科腐蝕控制工程技術有限公司是專業從事陰極?;さ淖ㄒ倒?,我們從事陰極?;すぷ饕丫惺嗄炅?。陰極?;ぜ際踉諼頤強蠢?,是最經濟的防腐蝕技術,投入少,效果大。陰極?;ぜ際蹕嘍雜諂淥闌ぜ際踝畬蟮撓攀圃謨?,當金屬管道或結構使用陰極?;ぜ際跏?,由于陰極?;ぜ際跏且恢值繆П;ぜ際?,?;さ緦髁饗蜆艿辣礱嫻繾枳钚〉奈恢?,即防腐蝕涂層破損的位置。所以,陰極?;ぜ際跤臚坎慵際踅岷?,形成子一個完美的防腐蝕組合,當涂層完好時,陰極?;ご?,不發生作用。當涂層發生破損時,哪里有破損,電流就流向哪,什么時候發生破損,電流就什么時候流過去,1秒鐘都不會耽擱!

單獨使用涂層技術對你的結構進行防護,是不保險的,哪天有個老鼠到你的結構上磨牙,或者有一棵頑強的小樹苗非要在你的管道上生根,你的涂層做得再好都沒用。而這個時候,你所能指望的,除了祈禱就是陰極?;ち?。

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