[发明专利]一种自驱动金属腐蚀防护方法和系统

说明书

本发明提供一种自驱动金属腐蚀防护方法和系统，该方法通过发电部件将自然界中的机械能和/太阳能转变为电信号，若所述电信为交流电信号，将所述电信号转变为直流电信号后，将所述电信号施加在置于腐蚀介质中的金属和对电极上，其中，所述金属的电位低于所述对电极的电位。本发明提供的方法是一种自驱动的金属阴极防护方法，克服了传统的阴极保护技术中存在的需要外电源或者需要更换牺牲阳极的问题，为广泛存在的金属腐蚀问题提供了一种成本低廉、稳定、可广泛应用于不同腐蚀体系的阴极保护技术。

技术领域

本发明涉及金属腐蚀防护领域，特别涉及将环境中存在的各种能源转变为电能的自驱动金属腐蚀防护方法和系统。

背景技术

金属材料腐蚀问题遍及国民经济的各个领域，同时其危害也遍及所有的行业，包括冶金，化工，能源，交通，机械，航空航天，基础设施等。因此，研究金属材料的腐蚀与防护，特别是防腐新技术对我国国民经济的发展具有十分重要的意义。根据金属材料的腐蚀机理，可知金属材料的腐蚀损伤离不开金属材料和环境(气，液，固等介质)以及它们之间的界面反应，因此为了提高材料的耐蚀性可从形成保护层，改善腐蚀环境与电化学保护等三个方面入手。其中电化学保护法也称阴极保护法，即通过向金属注入电子，使金属成为腐蚀电极中的阴极，阻止或者减轻金属发生自腐蚀。目前，阴极保护主要包括牺牲阳极阴极保护和强制电流阴极保护。牺牲阳极法虽然一次性投入的费用低，且保护的过程中不会产生过保护，但是保护范围较小，且比较容易受到外界环境的干扰，并且需要定时更换阳极材料。强制电流阴极保护法虽然能够在较大范围内对金属进行保护，但是离不开外界电源的供电，成本较高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明涉及的自驱动金属腐蚀防护方法，将环境中普遍存在的机械能或者太阳能转变为电能，对金属进行阴极保护，所产生的电能为阴极金属保护系统注入电流，可以解决传统阴极保护无法离开外电源或者需要更换牺牲阳极的问题。

(二)技术方案

本发明将环境中普遍存在的各种形式的机械能，如风能、潮汐、海浪等，转化为电能，或者将太阳能转化为电能，通过将交流电信号进行转化为直流电信号之后与需要进行保护的金属相连，将电子注入到金属例如钢材中，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，从而使被保护金属的极化电位低于周围环境，致使氧化反应过电位减小，反应速度减小，最终使得腐蚀速度减小。

本发明提供一种自驱动金属腐蚀防护方法，包括步骤：

提供发电部件，所述发电部件在机械能和/或太阳能作用下产生电信号；

若所述电信号为交流电信号，将所述电信号转变为直流电信号；

将所述电信号施加在置于腐蚀介质中的金属和对电极上，其中，所述金属的电位低于所述对电极的电位。

优选的，将所述发电部件产生的电信号通过整流元件转变为直流电信号；

或者，将所述发电部件产生的电信号存储在储能元件中，通过所述储能元件输出直流电信号。

优选的，将所述金属和对电极置于同一腐蚀介质中。

优选的，将所述金属和对电极置于两个独立的腐蚀介质中，所述两个独立的腐蚀介质之间通过盐桥进行连接。

优选的，所述两个独立的腐蚀介质成分相同或者不相同。

优选的，还包括增大所述金属和对电极间电阻的步骤，具体为：

将所述金属和对电极置于两个独立的腐蚀介质中，所述两个独立的腐蚀介质成分相同，所述两个独立的腐蚀介质之间通过充满腐蚀介质的毛细管进行连接。

优选的，所述毛细管的长度范围为0.5米-2米；所述毛细管的直径范围为0.3毫米-1毫米。