发布时间:2025-02-06 20:16:56
阴极保护是电化学保护技术的一种,其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流,被保护结构物成为阴极,从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制,避免或减弱腐蚀的发生。这个过程就叫阴极保护!
阴极保护有两种形式:牺牲阳极和外加电流。
牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接,并处于同一电解质中,使该金属上的电子转移到被保护金属上去,使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。该方式简便易行,不需要外加电源,很少产生腐蚀干扰,广泛应用于保护小型(电流一般小于1安培)或处于低土壤电阻率环境下(土壤电阻率小于100欧姆.米)的金属结构。如,城市管网、小型储罐等。
外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极,是给金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,使金属表面各点达到同一负电位,使被保护金属结构电位低于周围环境。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构,如:长输埋地管道,大型罐群等。
牺牲阳极阴极保护技术是用一种电位比所要保护的金属还要负的金属或合金与被保护的金属电性连接在一起,依靠电位比较负的金属不断地腐蚀溶解所产生的电流来保护其它金属。
镁阳极为牺牲阳极主材料,适用范围:埋地输油、输气、输水钢制管道,以及水介质环境中的闸门、设备等。产品特点:重量轻,电位负,驱动电压高。在土壤中使用,配合专用填包料。锌阳极为牺牲阳极主材料,适用范围:适用于海水、淡水介质中的船舶、海洋工程、海港设施、机械设备等,以及电阻率低的土壤介质中。产品特点:自溶性小,电流效率高,应用范围广。铝阳极为牺牲阳极主材料,适用范围:海水介质中的船舶、海洋工程、海港设施、钢桩码头、海底管线及电厂循环水系统。产品特点:重量轻,电流效率高,成本较低。
外加电流阴极保护技术是在回路中串入一个直流电源,借助辅助阳极,将直流电通向被保护的金属,进而使被保护金属变成阴极,实施保护。驱动电压高,能够灵活地在较宽的范围内控制阴极保护电流输出量,适用于保护范围较大的场合。在恶劣的腐蚀条件下或高电阻率的环境中也适用。选用不溶性或微溶性辅助阳极时,可进行长期的阴极保护。每个辅助阳极床的保护范围大,当管道防腐层质量良好时,一个阴极保护站的保护范围可达数十公里。对裸露或防腐层质量较差的管道也能达到完全的阴极保护。
如何检测阴极保护有效性?首先,在通电情况下测量的电位,应是消除IR降后达到等于或负于-850mV(CSE)。其次,瞬间断电电位(无IR降)应等于或负于-850mV(CSE)。第三,阴极极化值至少达到100mV,其中也没有IR降。IR降影响到阴极保护系统的环境介质中的电场分布、流向金属表面的电流线分布。任何环境介质都是一个电阻体系,在测量电位时,会在参比电极与被测金属间产生欧姆电压降,即IR降。这部分IR降被叠加在测量的电位值内,这是一项不容忽视的干扰误差,将会影响到阴极保护有效性的正确判定。