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阴极保护的原理
[ 时间：2020-01-16 点击：1572 ]
阴极保护的历史
1.1936年在伊拉克首都发现一个手阴极保护的壶
2. 铜保层的保护(1824年)锌、铁可以对铜进行阴极保护
3. 铁的早期保护
1834年---法拉第→阴极保护原理奠定基础
1890年---爱迪生→提出强制电流保护船舶
1902年---柯恩→实现了爱迪生的设想
1906年---德国建立首个阴极保护厂
1913年---命名为电化学保护
1905年---美国---用于锅炉保护
1924年---铁路上的蒸汽锅炉
阴极保护的原理
就是用外电流实现阴极极化，是局部的电池的阴极区域达到其阳极开路电位，表面变成等电位腐蚀电流不再流动。在工程条件下，任何一条管线表面都会出现阳极区和阴极区，在阳极区电流由管道钢表面流出，进入周围环境电解质(土壤和水)，管线在该区域将会发生腐蚀。在阴极区，电流由电解质流到管道表面上，该区域的腐蚀速率将减小。
基于以上观点，很明显，若使得管线表面暴露的每一点都有电流流入，那么就可以减少腐蚀速率。准确的说，这就是阴极保护所要完成的任务，强制直流电流入管线的表面上，就可以使管线的电位向负方向偏移，导致金属腐蚀速率减小。
阴极保护的分类和特点
阴极保护分为：外加电流和牺牲阳极阴极保护
外加电流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。
牺牲阳极法是用一种电位比撮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腐蚀溶解所产生的电流来保护其它金属的方法。
一.强制电流
特点
必须有常年供电的直流电源和长寿命辅助阳极地床(高硅铸铁阳极：价格便宜，工作电流10A/m²。混合金属氧化物阳极：体积小、重量轻、价格贵、消耗率低、工作电流密度100A/m²。柔性阳极：主要用于场站区域阴保。)
优点
A驱动电压高，能够灵活在较宽范围内控制阴极保护电流输出量
B在恶劣的腐蚀条件下或高电阻率的环境中冶适用
C选用不溶性或微溶性辅助阳极时，可进行长期的阴极保护
D每支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
E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
缺点
A一次性投资费用偏高，而且运行过程中需要支付电费
B阴极保护系统运行过程中，需要严格的专业维护管理
C离不开外部电源，需常年外供电
D对邻近的地下金属构筑物可能会产生干扰作用
二.牺牲阳极阴极保护
特点
不需要外加直流电源，但牺牲阳极材料具备电位足够负且长期保持该负电位的电化学性能。
优点
1. 一次投资费用偏低，且在运行过程中基本上不需要支付维护费用
2. 保护电流的利用率较高，不会产生过保护
3. 对邻近的地下金属设施无干扰影响，使用于厂区和无电源的长输管道，以及小规模的分散管道保护
4. 具有接地和保护兼顾的作用
5. 施工技术简单，平时不需要特殊专业维护管理。
缺点
1. 驱动电位低，保护电流调节范围窄
2. 使用范围受土壤电阻率的限制，即土壤电阻率大于50欧米时，一般不宜选用牺牲阳极保护法
3. 在存在强烈杂散电流干扰区，尤其受交流干扰时，阳极性能有可能发生逆转
4. 有效阴极保护年限受牺牲阳极寿命的限制，需要定期更换
阴极保护方案设计时，应根据强制电流保护和牺牲阳极保护各自的特点和优缺点、实际需要、外界条件和经费指标等因素进行选择使用。
