1、论文题目论文题目 直流电流条件下的阴极保护实验直流电流条件下的阴极保护实验研究研究答辩人：梁宝乐答辩人：梁宝乐指导老师：周好斌指导老师：周好斌目目 录录第一章 课题的意义第二章 理论第三章 实验致谢第一章 课题的意义现象现象原因原因解决办法解决办法研究意义研究意义现 象 金属腐蚀是一种很常见的腐蚀现象。化工化工 地下轨道地下轨道 金属腐蚀金属腐蚀 石油管道石油管道 轮船轮船原原 因因化学腐蚀是由于金属与电解质电解质溶液溶液接触时，金属表面各个部分存在一定的电位差（即存在阴极区和阳极区）所引起的。本质：氧化还原反应氧化还原反应解决办法为了消除金属表面不同部位在电解质溶液中的电位差，可通过牺牲阳极
2、或外加电源外加电源对金属构筑物施加阴极电流，使其发生阴极极化。极化结果使金属的电位向负方向移动，直到原有的电位差消失，自然腐蚀停止。本文采用外加直流电流本文采用外加直流电流研究意义研究意义提高各种器件在腐蚀环境下的工作能力提高各种器件在腐蚀环境下的工作能力。有效保护器械的工作寿命有效保护器械的工作寿命。降低投资成本，增加收益降低投资成本，增加收益。第一章 直流阴极保护理论直流阴极保护原理直流电流阴极保护系统直流阴极保护原理直流阴极保护原理外加电流大于腐蚀电流时，金属获得电子外加电流大于腐蚀电流时，金属获得电子的速度大于失去电子的速度，在其表面将的速度大于失去电子的速度，在其表面将积累过剩的电子
3、电极电位向负移动，当积累过剩的电子，电极电位向负移动，当负电位达到足够大时，被保护金属便停止负电位达到足够大时，被保护金属便停止腐蚀。腐蚀。直流电流阴极保护系统稳压直流电源稳压直流电源辅助阳极辅助阳极：作用是为电流提供回路,同时产生一阳极电场。参比电极参参比电极参：测量电极电势时作参照比较的电极。恒电位仪恒电位仪：保持电极电位恒定在任何所需值的电子仪器，它主要适用于电位经常波动的场合,如有杂散电流干扰等。第三章第三章 实验实验 实验方案实验方案 实验原理实验原理 实验数据实验数据 实验误差实验误差 实验结论实验结论实验方案 方案一：方案一：腐蚀介质为腐蚀介质为0.3%的溶液的挂片法的溶液的挂
4、片法实验实验方案二方案二：腐蚀介质为自然土壤的挂片法实腐蚀介质为自然土壤的挂片法实验验方案三方案三：腐蚀介质为腐蚀介质为5%的溶液挂片法实验的溶液挂片法实验实验原理 方案一 直流电流条件下挂片法阴极保护实验装置直流电流条件下挂片法阴极保护实验装置方案二 土壤环境中直流阴极保护实验装置及接线图土壤环境中直流阴极保护实验装置及接线图方案三方案三 腐蚀介质为腐蚀介质为5%的溶液实验装置及线路实物图的溶液实验装置及线路实物图 实验数据 方案一方案一 保护电流、电压随时间变化折线图保护电流、电压随时间变化折线图土壤介质中保护电流、电压随时间变化折线图土壤介质中保护电流、电压随时间变化折线图方案二 方案三
5、方案三：腐蚀介质为腐蚀介质为5%的的NaCl溶液分别在保护电位为溶液分别在保护电位为-750mV、-850mV、-950mV、-1000mV、-1050mV 条件下输出电压与时间及保护电流与时间的折线图条件下输出电压与时间及保护电流与时间的折线图实验误差分析实验误差分析（1）实验介质温度）实验介质温度 由于实验时间长，采用的是室内常温环境，而参比电极的性能与温度有关，而且随着温度升高，析氢腐蚀会加快。但室内温度在早晚虽有所变化，但变化幅度不大，所以由此造成的误差在可以忽略。（2）大气压力）大气压力 在阴极称重时，由于电子秤精确到0.1mg，所以环境中的气压小幅度的变化就能引起电子秤显示重量的变
6、化，对此情况，电子秤每次使用时都要将它的玻璃门关上，而且每次都要等电子秤显示的数据稳定下来之后才可读取，这样可以避免误差。（3）打磨误差打磨误差 在阴极称重前，要用砂纸将其逐级打磨止光亮，在此过程中，由于保护度都相当高，阴极腐蚀特别小，所以在打磨时及其容易打磨过度，有时甚至会出现多余打磨的量都超过了腐蚀的量，这时所造成的误差便不可忽略，甚至可以说是错误操作，因此为减小此误差，每次打磨都由相同的人操作，一个人的视觉效果一般相同，这样可极大的减小误差，如果一旦出现打磨过度而得到的额实验数据与理论不符，及时重新做一次，重新获取该组实验数据。总体来说，这样获得的实验结果虽不精确，但不影响整体的实验结果
7、分析。（4）电网干扰）电网干扰 在进行挂片法实验时，所用的电源是实验室的电源，该电源没有接地，在实验过程有时中会出现杂散干扰的电流，导致实验时的电压不稳定，会出现波动，但波动很小，为避免这个干扰，在该实验进行时采取了简易的屏蔽处理，基本上排除了干扰，得到了准确的实验数据。实验结论实验结论1、直流电流阴极保护在不同的实验介质条件下，都可以对金属进行防腐保护，并且介质不同，在相同的保护电位下，保护效果不同，这说明阴极最大极化保护电位与实验介质有关。2、通过实验数据可以看出，直流电流阴极保护在不同实验介质条件下，只要保护电位小于该介质中的最高保护电位，对阴极都能达到很好的保护效果，保护电位足够小时，
8、保护度都能达到90%以上，接近完全保护。3、直流电流条件下的阴极保护能够有效保护金属不被腐蚀，保护效果明显，并且容易实现在工业中的大量使用。4、外加直流阴极保护简单易行，干扰容易排除，误差较小，保护效果检测简单易行，方法简单。5、在相同的实验介质和和相同的外界环境及相同的实验时间条件下，保护度越大，保护效果越好，电源提供的电功率也越大，这可以说明阴极要达到更好的保护效果，就需要消耗更大的电功率。因此，在实际应用时，要通过成本计算并且在保证不发生安全事故的前提下来确定最合适的保护电位，以收获最大的经济效益。总而言之，本文的实验数据及实验结果与理论分析基本上相一致，证明了直流阴极保护可以用来保护金属，防止腐蚀的发生，提高金属物体的使用寿命。致致 谢谢 谢谢各位老师！谢谢各位老师！
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