陰極保護
1、犧牲陽極陰極保護技術(shù)
犧牲陽極陰極保護技術(shù)是用一種電位比所要保護的金屬還要負(fù)的金屬或合金與被保護的金屬電性連接在一起,依靠電位比較負(fù)的金屬不斷地腐蝕溶解所產(chǎn)生的電流來保護其它金屬。
優(yōu)點：
A: 一次投資費用偏低,且在運行過程中基本上不需要支付維護費用
B:保護電流的利用率較高,不會產(chǎn)生過保護
C: 對鄰近的地下金屬設(shè)施無干擾影響,適用于廠區(qū)和無電源的長輸管道,以及小規(guī)模的分散管道保護
D: 具有接地和保護兼顧的作用
E: 施工技術(shù)簡單,平時不需要特殊專業(yè)維護管理。
缺點：
A: 驅(qū)動電位低,保護電流調(diào)節(jié)范圍窄,保護范圍小
B: 使用范圍受土壤電阻率的限制,即土壤電阻率大于50Ω.m時,一般不宜選 用犧牲陽極保護法 C: 在存在強烈雜散電流干擾區(qū),尤其受交流干擾時,陽極性能有可能發(fā)生逆轉(zhuǎn) D: 有效陰極保護年限受犧牲陽極壽命的限制,需要定期更換
2、強制電流陰極保護技術(shù)
強制電流陰極保護技術(shù)是在回路中串入一個直流電源,借助輔助陽極,將直流電通向被保護的金屬,進(jìn)而使被保護金屬變成陰極,實施保護。
優(yōu)點：
A: 驅(qū)動電壓高,能夠靈活地在較寬的范圍內(nèi)控制陰極保護電流 輸出量,適用于保護范圍較大的場合
B: 在惡劣的腐蝕條件下或高電阻率的環(huán)境中也適用
C: 選用不溶性或微溶性輔助陽極時,可進(jìn)行長期的陰極保護
D: 每個輔助陽極床的保護范圍大,當(dāng)管道防腐層質(zhì)量良好時, 一個陰極保護站的保護范圍可達(dá)數(shù)十公里
E: 對裸露或防腐層質(zhì)量較差的管道也能達(dá)到完全的陰極保護
缺點：
A: 一次性投資費用偏高,而且運行過程中需要支付電費
B:陰極保護系統(tǒng)運行過程中,需要嚴(yán)格的專業(yè)維護管理
C: 離不開外部電源,需常年外供電
D：對鄰近的地下金屬構(gòu)筑物可能會產(chǎn)生干擾作用
陰極保護設(shè)備如果不用交流電,也可以用直流電池供電。但注意陰極設(shè)備應(yīng)安裝在線纜外皮平均正電位最高的地點。
陰極保護設(shè)備接地的正電極有大量的電流流出,如果采用金屬接地體,這會消耗很大；通常采用石墨電極作為接地體。
我們在術(shù)語“線路防蝕”中還提到陽電極的保護方法,這種防腐蝕措施的原理和陰極保護的原理是一致的。但陽電極的方法不需要電源。將陽電極與線纜金屬外皮相連并埋在地下,陽電極的電位高于線纜外皮電極的電位,它與電纜外皮構(gòu)成原電池,由陽電極流向電纜外皮的電流,可以抵消電纜外皮流出的電流,這樣陽電極就代替線纜的金屬外皮受到腐蝕,“李代桃僵”通過犧牲陽電極的方式保護了電纜,大家應(yīng)該知道,陽電極為何也稱為“犧牲電極”了吧。
由外電路向金屬通入電子,以供去極化劑還原反應(yīng)所需,從而使金屬氧化反應(yīng)(失電子反應(yīng))受到抑制。當(dāng)金屬氧化反應(yīng)速度降低到零時,金屬表面只發(fā)生去極化劑陰極反應(yīng)。
兩種陰極保護法：外加電流陰極保護和犧牲陽極保護。
1、犧牲陽極陰極保護是將電位更負(fù)的金屬與被保護金屬連接,并處于同一電解質(zhì)中,使該金屬上的電子轉(zhuǎn)移到被保護金屬上去,使整個被保護金屬處于一個較負(fù)的相同的電位下。該方式簡便易行,不需要外加電源,很少產(chǎn)生腐蝕干擾,廣泛應(yīng)用于保護小型（電流一般小于1安培）或處于低土壤電阻率環(huán)境下（土壤電阻率小于100歐姆.米）的金屬結(jié)構(gòu)。如,城市管網(wǎng)、小型儲罐等。根據(jù)國內(nèi)有關(guān)資料的報道,對于犧牲陽極的使用有很多失敗的教訓(xùn),認(rèn)為犧牲陽極的使用壽命一般不會超過3年,最多5年。犧牲陽極陰極保護失敗的主要原因是陽極表面生成一層不導(dǎo)電的硬殼,限制了陽極的電流輸出。產(chǎn)生該問題的主要原因是陽極成份達(dá)不到規(guī)范要求,其次是陽極所處位置土壤電阻率太高。因此,設(shè)計犧牲陽極陰極保護系統(tǒng)時,除了嚴(yán)格控制陽極成份外,一定要選擇土壤電阻率低的陽極床位置。
2、外加電流陰極保護是通過外加直流電源以及輔助陽極,是給金屬補充大量的電子,使被保護金屬整體處于電子過剩的狀態(tài),使金屬表面各點達(dá)到同一負(fù)電位,使被保護金屬結(jié)構(gòu)電位低于周圍環(huán)境。該方式主要用于保護大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結(jié)構(gòu),如：長輸埋地管道,大型罐群等。
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