腐(fu)蝕(shi)電(dian)池(chi)中(zhong)的(de)陰極(ji)是接受電(dian)子產生還(huan)原反應(ying)的(de)電(dian)極(ji),只(zhi)有(you)陽極(ji)才發生腐(fu)蝕(shi)。利用這個原理,可以(yi)從外部導入陰極(ji)電(dian)流(liu)至需要(yao)保護的(de)設(she)備上,使管道(dao)全部表面成為陰極(ji)。陰極(ji)保護廣泛用于土壤(rang)和(he)海水中(zhong)的(de)管道(dao)、電(dian)纜、海船、港灣(wan)碼頭設(she)施、鉆井平(ping)臺、水庫(ku)閘門、油氣井、家(jia)用水槽等。為了減少電(dian)流(liu)輸入,延長(chang)使用壽命(ming),一般(ban)和(he)涂(tu)料聯(lian)合應(ying)用,是一種(zhong)經濟簡(jian)便(bian)、行之有(you)效的(de)防腐(fu)蝕(shi)方法。
利(li)用(yong)外(wai)部陰(yin)極(ji)電(dian)流(liu)使金(jin)屬電(dian)位(wei)向(xiang)負的(de)(de)方向(xiang)移動,使腐(fu)蝕(shi)原(yuan)電(dian)池的(de)(de)作用(yong)減(jian)弱,或(huo)完(wan)全停(ting)止,從而達到(dao)減(jian)緩或(huo)停(ting)止金(jin)屬腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)目(mu)的(de)(de),這種(zhong)技(ji)術稱為(wei)電(dian)化學陰(yin)極(ji)保護(hu)技(ji)術。外(wai)部陰(yin)極(ji)電(dian)流(liu)可由兩種(zhong)方法(fa)獲(huo)得(de):偶接犧(xi)牲(sheng)陽極(ji)法(fa)和外(wai)電(dian)源法(fa)。
犧(xi)牲(sheng)陽極法是將電(dian)位較(jiao)負的(de)一(yi)種金(jin)屬(如鋁、鎂、鋅及(ji)其合金(jin)等(deng))連(lian)接在(zai)(zai)被保護的(de)金(jin)屬管道上,使(shi)兩者(zhe)在(zai)(zai)電(dian)解質中構成一(yi)個大電(dian)池,犧(xi)牲(sheng)陽極電(dian)位負被腐蝕,金(jin)屬管道得(de)到陰極電(dian)流(liu)而(er)減弱(ruo)了(le)或停(ting)止(zhi)了(le)腐蝕,見圖8.2.2。
外電(dian)(dian)(dian)源(yuan)法是把(ba)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質中(zhong)的(de)金屬管道和一直流電(dian)(dian)(dian)流的(de)負極(ji)相(xiang)連(lian),直流電(dian)(dian)(dian)源(yuan)的(de)正極(ji)和一外加的(de)輔助陽(yang)極(ji)(耐陽(yang)極(ji)腐蝕的(de)材料如石墨等(deng))相(xiang)連(lian)電(dian)(dian)(dian)路接通后(hou),金屬管道獲(huo)得(de)陰極(ji)電(dian)(dian)(dian)流而被保護,見(jian)圖(tu)8.2.3。
陰極(ji)保(bao)(bao)護(hu)技術適用于(yu)地下及水下金屬管(guan)道(dao),已有(you)NACE標(biao)準(美國國家腐(fu)蝕工程師(shi)協會(hui)標(biao)準)。陰極(ji)保(bao)(bao)護(hu)通常(chang)是和涂(tu)料聯(lian)合使(shi)用。單獨的防腐(fu)涂(tu)層(ceng),會(hui)有(you)針(zhen)(zhen)孔(kong)及使(shi)用中產生的局部(bu)脫落(luo),如(ru)同時再用陰極(ji)保(bao)(bao)護(hu),則陰極(ji)電(dian)流只保(bao)(bao)護(hu)針(zhen)(zhen)孔(kong)和局部(bu)脫落(luo)處,耗(hao)電(dian)極(ji)小,經濟效益更好。
陰極保護(與涂料聯合使用),已(yi)成功用于地(di)下輸油管道、過(guo)(guo)江乙烯輸氣管道及(ji)大口徑過(guo)(guo)江、過(guo)(guo)海輸淡水管道的防腐(fu),示意圖(tu)見圖(tu)8.2.4。
涂層加陰極保護是標本兼治、停止腐蝕的辦法,是國內外公認最經濟、最有(you)效(xiao)的防腐措施。
其中外(wai)防(fang)護層是(shi)主要防(fang)腐手段,即在鋼(gang)管(guan)和腐蝕介質之間建立一個絕緣隔(ge)離層,避免腐蝕介質和鋼(gang)管(guan)接(jie)觸,從(cong)根(gen)本上防(fang)止(zhi)鋼(gang)管(guan)的電化學腐蝕;陰極保護作(zuo)為防(fang)護層防(fang)腐的補充手段,為防(fang)護層缺(que)陷處(chu)的鋼(gang)管(guan)外(wai)表面(mian)提供電化學保護。
但是,當防腐(fu)層質量(liang)不(bu)佳,破損嚴重(zhong)時,若采(cai)用增加陰(yin)極保護作為主要防護手段,不(bu)但使陰(yin)極保護投資和(he)(he)維護費(fei)用急(ji)增,而且管理(li)和(he)(he)維修、保護電(dian)流(liu)的合理(li)分布都會出現(xian)許(xu)多難題。所以要進(jin)行(xing)涂層(ceng)和陰(yin)極(ji)保(bao)護(hu)(hu)的(de)聯合保(bao)護(hu)(hu)的(de)前提是(shi)在涂層(ceng)質量沒有被(bei)嚴重損壞的(de)情況下,通過陰(yin)極(ji)保(bao)護(hu)(hu)參數的(de)調整從而達到(dao)埋地鋼制管道的(de)保(bao)護(hu)(hu)。