腐蝕(shi)電(dian)池中的(de)陰極(ji)是(shi)(shi)接(jie)受電(dian)子(zi)產生還原(yuan)反應的(de)電(dian)極(ji),只有陽極(ji)才發生腐蝕(shi)。利(li)用這(zhe)個原(yuan)理,可以從(cong)外部導入(ru)陰極(ji)電(dian)流(liu)至需要保護(hu)的(de)設備上,使管道全部表面成為(wei)陰極(ji)。陰極(ji)保護(hu)廣(guang)泛用于土壤和(he)海(hai)水(shui)(shui)中的(de)管道、電(dian)纜、海(hai)船、港灣碼(ma)頭(tou)設施(shi)、鉆井(jing)平臺(tai)、水(shui)(shui)庫閘門、油氣(qi)井(jing)、家用水(shui)(shui)槽(cao)等(deng)。為(wei)了減少電(dian)流(liu)輸入(ru),延長使用壽命,一般和(he)涂料聯合應用,是(shi)(shi)一種經濟簡便、行之有效(xiao)的(de)防腐蝕(shi)方法(fa)。
利用(yong)(yong)外部陰極電(dian)(dian)(dian)流使金屬電(dian)(dian)(dian)位(wei)向負的(de)方向移動(dong),使腐(fu)蝕原電(dian)(dian)(dian)池的(de)作用(yong)(yong)減(jian)弱,或完(wan)全停止,從而(er)達到減(jian)緩(huan)或停止金屬腐(fu)蝕的(de)目的(de),這(zhe)種技術稱為電(dian)(dian)(dian)化學陰極保護技術。外部陰極電(dian)(dian)(dian)流可(ke)由兩(liang)種方法獲得:偶接犧牲陽極法和外電(dian)(dian)(dian)源法。
犧牲陽(yang)極(ji)法(fa)是將電位較負的一種金(jin)屬(如鋁、鎂、鋅及其(qi)合金(jin)等(deng))連接在被(bei)保護的金(jin)屬管(guan)道(dao)上,使兩者在電解質中構成(cheng)一個大電池,犧牲陽(yang)極(ji)電位負被(bei)腐蝕,金(jin)屬管(guan)道(dao)得到陰極(ji)電流而(er)減弱(ruo)了或停止了腐蝕,見圖8.2.2。
外(wai)(wai)電源法是把電解質(zhi)中的金屬(shu)管道和(he)一直流電流的負極相連,直流電源的正(zheng)極和(he)一外(wai)(wai)加的輔助陽極(耐陽極腐蝕的材料如石墨等)相連電路接通(tong)后,金屬(shu)管道獲得陰極電流而被保護,見圖8.2.3。
陰(yin)極保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)技術適(shi)用(yong)于地下及(ji)水下金屬(shu)管道,已有NACE標準(zhun)(美(mei)國國家腐(fu)蝕工程師協(xie)會(hui)標準(zhun))。陰(yin)極保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)通常是(shi)和涂料聯合使用(yong)。單獨的防(fang)腐(fu)涂層,會(hui)有針(zhen)孔(kong)及(ji)使用(yong)中(zhong)產生的局(ju)部脫落,如同(tong)時再用(yong)陰(yin)極保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu),則(ze)陰(yin)極電(dian)流只保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)針(zhen)孔(kong)和局(ju)部脫落處,耗電(dian)極小,經濟(ji)效益更好。
陰極保護(與涂料聯(lian)合使用),已成功用于地(di)下輸油(you)管道、過江乙烯輸氣管道及大(da)口徑過江、過海輸淡水管道的防腐,示意圖(tu)見圖(tu)8.2.4。
涂(tu)層(ceng)加陰(yin)極保護是標本(ben)兼治、停止腐蝕的(de)辦法(fa),是國內外公認(ren)最經濟、最有效的(de)防腐措施。
其中外防(fang)護層是主要防(fang)腐手段(duan)(duan),即在鋼管和腐蝕介質之(zhi)間(jian)建(jian)立(li)一(yi)個絕緣隔離(li)層,避免腐蝕介質和鋼管接觸,從(cong)根本上防(fang)止鋼管的(de)電化學(xue)腐蝕;陰極保護作為防(fang)護層防(fang)腐的(de)補充手段(duan)(duan),為防(fang)護層缺(que)陷處的(de)鋼管外表(biao)面提供電化學(xue)保護。
但是,當防腐層質量不佳,破(po)損嚴重時,若采用增加陰(yin)極(ji)保(bao)護(hu)(hu)作為主(zhu)要(yao)防護(hu)(hu)手(shou)段,不但使陰(yin)極(ji)保(bao)護(hu)(hu)投資和(he)維護(hu)(hu)費用急增,而(er)且(qie)管理(li)和(he)維修、保(bao)護(hu)(hu)電流的(de)合理(li)分布都會出現許(xu)多難題。所以要(yao)進(jin)行涂層(ceng)和陰極保護(hu)的聯合保護(hu)的前提是(shi)在涂層(ceng)質量沒(mei)有被嚴重損壞(huai)的情況(kuang)下(xia),通過陰極保護(hu)參數的調整從(cong)而達到埋地鋼(gang)制管道的保護(hu)。