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陽(yáng)極外加電流陰極保護方法及參數

發(fā)布時(shí)間: 2022-09-26 瀏覽:688

  一、陰極保護系統的分類(lèi)

  根據提供陰極電流的方式不同,陰極保護技術(shù)主要分為兩種:犧牲陽(yáng)極陰極保護和外加電流陰極保護。

  1、犧牲陽(yáng)極陰極保護法是將一種電位更負的金屬或合金,如鋁、鋅或鎂與被保護金屬結構物電性連接,通過(guò)電負性金屬或合金這些陽(yáng)極材料的不斷消耗溶解,釋放出的電流供給被保護金屬構筑物而陰極極化,使金屬結構得到保護。

  該方式簡(jiǎn)便易行,不需要外加電源,很少產(chǎn)生腐蝕干擾,得到了廣泛的應用,但對于犧牲陽(yáng)極的使用也有很多失敗的教訓,其失敗的主要原因是陽(yáng)極表面生成了一層不導電的硬殼,限制了陽(yáng)極的電流輸出。而產(chǎn)生該問(wèn)題的主要原因是陽(yáng)極成分達不到規范要求,其次是陽(yáng)極所處位置的電阻率太高。因此,設計犧牲陽(yáng)極陰極保護系統時(shí),要嚴格控制陽(yáng)極成分,并注意選擇電阻率低的位置安裝犧牲陽(yáng)極的陰極保護系統。

  2、外加電流陰極保護法是將外部交流電轉變成外加低壓直流電源,通過(guò)輔助陽(yáng)極將保護電流傳遞給被保護的金屬結構物,使之陰極極化,從而使腐蝕得到抑制,系統通過(guò)參比電極測量電位并將控制信號反饋給恒電位儀,以調節輸出電流,從而使金屬結構物始終處于良好的保護狀態(tài)。

  外加電流所使用的輔助陽(yáng)極,主要是為了使外加電流通過(guò)它形成回路輸入電流到被保護的金屬上進(jìn)行陰極極化,因此要求它有良好的導電性。本身不容易腐蝕,有良好的機械性能,容易加工且價(jià)格便宜。常用的輔助陽(yáng)極有廢鋼、石墨、高硅鐵、鋁合金、鉑、鍍鉑鈦等,其中,除廢鋼外,都具有難溶的特點(diǎn),可以長(cháng)期使用。

  鈦陽(yáng)極外加電流陰極保護方法及參數

  二、陰極保護的有關(guān)參數

  1、參比電極

  為了對各種金屬的電極電位進(jìn)行比較,必須有一個(gè)公共的參比電極。飽和硫酸銅參比電極電極,其電極電位具有良好的重復性和穩定性,結構簡(jiǎn)單,在陰極保護領(lǐng)域中得到廣泛采用。

  不同參比電極之間的電位比較見(jiàn)下表1。

  表1  不同參比電極之間的電位比較

土壤中或浸水鋼鐵結構最小陰極保護電位/V
相對于不同參比電極的電位
飽和硫酸銅氯化銀飽和甘汞
鋼鐵(土壤或水中)-0.85-0.750.25-0.778
鋼鐵(硫酸鹽還原菌)-0.95

-0.85

0.15-0.878

  2、腐蝕電位(自然電位)
  每種金屬浸在一定的介質(zhì)中都有一定的電位,稱(chēng)之為該金屬的腐蝕電位(自然電位)。
  腐蝕電位可表示金屬失去電子的相對難易。腐蝕電位愈負愈容易失去電子,我們稱(chēng)失去電子的部位為陽(yáng)極區,得到電子的部位為陰極區。陽(yáng)極區由于失去電子受到腐蝕(如鐵原子失去電子而變成鐵離子溶入海水中)而陰極區得到電子受到保護。
  相對于飽和硫酸銅參比電極(CSE),不同金屬在土壤中的腐蝕電位如下表2。
  表2  不同金屬在土壤中的腐蝕電位(相對于飽和硫酸銅參比電極(CSE))
金屬電位/V(CSE)金屬電位/V(CSE)
低碳鋼(表面光亮)-0.50to-0.80-1.10
低碳鋼(表面銹蝕)-0.20to-0.50鎂合金(6%Al,3%Zn,0.15%Mn)-1.60
鑄鐵-0.50高純鎂-1.75
混凝土中的低碳鋼-0.20純鋁-0.80
鋁合金(5%Zn)-1.05-0.20


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