一、陰極保護技術(shù)發(fā)展歷史

陰極保護技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)有將近200年的歷史。該技術(shù)最初用來保護船只，后來發(fā)展到保護埋地管道，如今很多和土壤接觸的金屬都采用了陰極保護，如橋梁鋼筋、原油儲罐、熱交換器等。我國對埋地管道的陰極保護始于1962年的克拉瑪依至獨山子輸油管道，該管道已經(jīng)運行了將近60年，目前仍在運營。陰極保護和防腐層相結(jié)合，是最為經(jīng)濟有效的腐蝕控制措施。防腐層是腐蝕控制的第一道防線，陰極保護為防腐層缺陷點提供保護。在大氣中，防腐層是腐蝕控制的唯一措施。隨著技術(shù)的進步，陰極保護將向自動監(jiān)測自動控制的方向發(fā)展，將來的管道也必將更為智能化。陰極保護技術(shù)的進步及管理水平的提高，將保證管道更為安全可靠地運營

二、犧牲陽極陰極保護原理、

如圖1-33 所示，將電位更負的金屬(犧牲陽極)與管道連電子沿金屬連接線自陽極流向被保護結(jié)構(gòu)，被保護結(jié)構(gòu)電位負向偏移。電流自陽極通過土壤流向被保護結(jié)構(gòu)。當施加的電流接足夠大時，沒有電流離開被保護結(jié)構(gòu)表面流入土壤，被保護結(jié)構(gòu)純吸收電流，成為陰極而得到保護。

三、犧牲陽極陰極保護特點及適用領(lǐng)域藝

(1)應(yīng)用靈活、易于安裝、維護簡單，不需要電源，不會產(chǎn)生腐蝕干擾。

(2)僅用于需求電流小的場合(一般小于 1.0A)。

(3)驅(qū)動電壓低，僅用于低土壤電阻率環(huán)境(小于500·m.一般不超過 100Ω·m)。

(4)陽極效率低，浪費大，性價比差。

四、犧牲陽極用量的計算

根據(jù)法拉第第一定律，如果知道陽極的輸出電流、環(huán)境特點及設(shè)計壽命，可以計算陽極的用量。

Ixtx8766Ψ ≡UxZ xO

W--陽極質(zhì)量，kg;

式中

1--電流輸出，A;設(shè)計壽命，a;t-

-利用系數(shù)，0.85;1/

-理論電容量，A·h/kg;7

-理論陽極效率。0--

公式中，理論電容量%與理論陽極效率0的乘積為實際電容量

五、鎂犧牲陽極

到目前為止，能夠為碳鋼結(jié)構(gòu)提供陰極保護的材料主要有三種分別是鎂、鋅、鋁。這些陽極各有特點，適用于不同的領(lǐng)域和環(huán)境。

1.鎂陽極的電氣性能

(1)理論陽極效率0:0.5，受陽極表面電流密度影響還會更低;

(2)理論電容量Z:2200A·b/kg，實際電容量可根據(jù)陽極表面電流密度從曲線中查到

(3)利用系數(shù)U:85%;

六、鋅犧牲陽極

1.鋅陽極的電氣性能

(1)理論陽極效率0:0.9;

(2)理論電容量2:827A·h/kg;

(3)利用系數(shù)U:85%;

(4)開路電位:-1.10V.;

(5)環(huán)境溫度:<49℃(不適于碳酸鹽及富氧環(huán)境)

2.鋅陽極的應(yīng)用

鋅陽極與鋼鐵之間的電位差約為0.25V，電位差比較小，所以一般僅用于土壤電阻率小于15Ω·m的土壤或海水中，電陽率最大不宜超過500·m。也可以用作接地電池或接地極。不論是塊狀還是帶狀鋅陽極，都要放到填料中。

根據(jù)工程要求的不同，鋅陽極可以分為鑄造型(塊狀)和擠壓型(鋅帶)兩種型式

七、鋁犧牲陽極

1.鋁陽極的電氣性能

(1)理論陽極效率0:0.9;

(2)理論電容量Z:2500A·b/kg;

(3)利用系數(shù)U:85%;

(4)開路電位:-1.10V.(陽極極化一般取50mV)。

2.鋁陽極的應(yīng)用小，所電阻率論是和擠

理論陽極效率受陽極表面電流密度影響。使用鋁陽極的環(huán)境必須含有一定的氯離子，氯離子含量需大于11550ppm(1ppm =10-)，約為海水中氯離子含量的33%，鋁陽極不能用在淡水及土壤中。鋁陽極主要用于海洋結(jié)構(gòu)、船舶、碼頭、橋梁鋼筋及原油儲罐內(nèi)壁保護，新型鋁陽極可以用在淡水中但其長期使用性能還有待驗證。