腐蝕電(dian)池中(zhong)的(de)(de)(de)陰極(ji)(ji)是接受電(dian)子產(chan)生還原反應的(de)(de)(de)電(dian)極(ji)(ji),只有陽極(ji)(ji)才發生腐蝕。利用(yong)(yong)這個原理,可以從外部導入陰極(ji)(ji)電(dian)流至需(xu)要保(bao)護的(de)(de)(de)設(she)備上,使管道全部表面成為陰極(ji)(ji)。陰極(ji)(ji)保(bao)護廣泛用(yong)(yong)于土壤和(he)海水中(zhong)的(de)(de)(de)管道、電(dian)纜、海船、港灣碼頭設(she)施、鉆(zhan)井平臺、水庫閘門、油氣井、家用(yong)(yong)水槽(cao)等。為了減少電(dian)流輸入,延長使用(yong)(yong)壽命,一(yi)般和(he)涂料(liao)聯合應用(yong)(yong),是一(yi)種經濟簡便(bian)、行之有效(xiao)的(de)(de)(de)防腐蝕方法。
利(li)用(yong)外(wai)部陰(yin)極(ji)電(dian)流使金屬電(dian)位向負的(de)(de)方(fang)向移動,使腐(fu)蝕原電(dian)池(chi)的(de)(de)作用(yong)減弱,或完全停止,從而達到減緩(huan)或停止金屬腐(fu)蝕的(de)(de)目的(de)(de),這種(zhong)技術稱為電(dian)化(hua)學(xue)陰(yin)極(ji)保護技術。外(wai)部陰(yin)極(ji)電(dian)流可由(you)兩種(zhong)方(fang)法獲得:偶接犧牲(sheng)陽極(ji)法和(he)外(wai)電(dian)源法。
犧牲陽極法是將電(dian)(dian)(dian)位較負(fu)的一種(zhong)金(jin)屬(shu)(如鋁、鎂、鋅及其合(he)金(jin)等)連接在(zai)被保護的金(jin)屬(shu)管道(dao)上,使兩者(zhe)在(zai)電(dian)(dian)(dian)解質中構成一個大電(dian)(dian)(dian)池(chi),犧牲陽極電(dian)(dian)(dian)位負(fu)被腐蝕,金(jin)屬(shu)管道(dao)得到陰極電(dian)(dian)(dian)流(liu)而減弱(ruo)了(le)或停止了(le)腐蝕,見(jian)圖(tu)8.2.2。
外(wai)(wai)電源法是把電解(jie)質中的(de)(de)金屬(shu)管(guan)道和一(yi)直(zhi)流電流的(de)(de)負極(ji)相連(lian)(lian),直(zhi)流電源的(de)(de)正極(ji)和一(yi)外(wai)(wai)加的(de)(de)輔(fu)助陽極(ji)(耐(nai)陽極(ji)腐蝕的(de)(de)材料如石(shi)墨等)相連(lian)(lian)電路接(jie)通后(hou),金屬(shu)管(guan)道獲(huo)得陰極(ji)電流而被保護(hu),見圖8.2.3。
陰極保護技(ji)術適(shi)用(yong)(yong)于地(di)下及(ji)水(shui)下金屬管道,已有NACE標(biao)(biao)準(zhun)(美國國家腐蝕工(gong)程師協會(hui)標(biao)(biao)準(zhun))。陰極保護通常(chang)是和涂料聯合使(shi)用(yong)(yong)。單獨(du)的防腐涂層,會(hui)有針(zhen)孔及(ji)使(shi)用(yong)(yong)中產生的局(ju)部脫落(luo),如同時再用(yong)(yong)陰極保護,則(ze)陰極電流只保護針(zhen)孔和局(ju)部脫落(luo)處(chu),耗(hao)電極小,經(jing)濟效益更(geng)好。
陰極(ji)保護(與涂料聯合使用),已(yi)成功(gong)用于地下輸(shu)(shu)油管(guan)道(dao)、過江乙(yi)烯(xi)輸(shu)(shu)氣管(guan)道(dao)及大(da)口徑(jing)過江、過海輸(shu)(shu)淡水管(guan)道(dao)的防腐,示意圖見圖8.2.4。
涂層加陰(yin)極保護是標本兼治、停止腐(fu)蝕的辦(ban)法,是國內外公認最(zui)經濟、最(zui)有效的防腐(fu)措施。
其(qi)中(zhong)外防(fang)(fang)(fang)護(hu)(hu)層(ceng)是主要防(fang)(fang)(fang)腐手(shou)段,即在鋼管和腐蝕(shi)介(jie)質之間建立一個絕緣隔離層(ceng),避免腐蝕(shi)介(jie)質和鋼管接觸,從(cong)根本上防(fang)(fang)(fang)止鋼管的(de)電化(hua)學腐蝕(shi);陰極保(bao)護(hu)(hu)作為防(fang)(fang)(fang)護(hu)(hu)層(ceng)防(fang)(fang)(fang)腐的(de)補充手(shou)段,為防(fang)(fang)(fang)護(hu)(hu)層(ceng)缺陷處的(de)鋼管外表面提供電化(hua)學保(bao)護(hu)(hu)。
但是,當防(fang)腐層質(zhi)量不佳(jia),破損(sun)嚴重時,若采(cai)用增加陰極保護作為主要(yao)防(fang)護手段,不但使(shi)陰極保護投資和維護費用急增,而且管理和維修、保護電流的合(he)理分布都會出現許多難題。所(suo)以(yi)要(yao)進行(xing)涂層和陰極保(bao)(bao)護的(de)(de)聯(lian)合保(bao)(bao)護的(de)(de)前(qian)提是在涂層質(zhi)量沒(mei)有被嚴(yan)重(zhong)損壞的(de)(de)情況下,通過陰極保(bao)(bao)護參數的(de)(de)調整從而達到埋地鋼制管道的(de)(de)保(bao)(bao)護。