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阴极保护系统的基础

[ 时间:2022-08-10 点击:162 ]

腐蚀是一种自然界中常见的破坏性现象,当某些金属暴露在环境中时会发生。空气、水分和金属基质之间的反应会产生特定的化学反应,使金属转化为化学上更稳定的氧化物、氢氧化物或硫化物形式。

要发生电化学腐蚀,必须有三种成分:阳极、阴极和电解质。阳极和阴极通常通过连续的电气路径连接,同时两者都浸在同一电解液中。在此过程中,阳极受到腐蚀,而阴极不受影响。

预防和控制腐蚀的方法有很多种,阴极保护就是其中的一种。它的工作原理是将被保护的金属和更容易腐蚀的“牺牲金属”连接起来。这种牺牲金属优先腐蚀(充当阳极),使更有价值的金属物体(充当阴极)仍受到保护。


为理解阴极保护的工作原理,应先了解双金属腐蚀的基础知识,也称为电偶腐蚀。双金属腐蚀是发生在两种金属配对之间的一种独特类型的腐蚀。在不同金属彼此直接或间接接触的情况下观察到腐蚀的现象。双金属腐蚀通常以一种金属的加速腐蚀为特征,而另一种金属则不受影响。换句话说,一种金属在保护另一种金属的同时牺牲了自己。

阴极保护系统可用于多种行业,可以在具有挑战性或腐蚀性的环境中保护各种结构。特别是石油和天然气行业,使用阴极保护系统来防止燃料管道、钢储罐、海上平台和油井套管的腐蚀。在海洋工业中,这种保护方法也用于钢桩、桥墩、码头和船体。

在大型管网中,管道CP系统附近可能存在许多交叉、并行和接近。管道之间可能发生直流干扰,加速腐蚀。为了克服这个问题,管道可以直接或通过电阻进行电耦合。

对于涂层管道,由于涂层质量较差的高CP水平,可能会发生阴极剥离。较高的温度也可能促进阴极剥离。高pH环境也是应力腐蚀开裂的一个问题。

阴极保护是防止管道、海洋石油平台和其他钢结构腐蚀的常用保护方法。然而,为了有效实施,理解双金属、电偶腐蚀的基本原理至关重要。选择正确类型的阴极保护系统取决于几个因素,包括成本效益和待保护结构的尺寸。 

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