腐(fu)蝕電(dian)(dian)(dian)池中(zhong)的(de)陰(yin)極(ji)是接受電(dian)(dian)(dian)子(zi)產生還原反(fan)應(ying)的(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji),只有陽(yang)極(ji)才發生腐(fu)蝕。利用(yong)這(zhe)個原理,可以從外部導入陰(yin)極(ji)電(dian)(dian)(dian)流至需要保護(hu)的(de)設備上,使(shi)管道全部表面成為陰(yin)極(ji)。陰(yin)極(ji)保護(hu)廣泛用(yong)于土壤和海水中(zhong)的(de)管道、電(dian)(dian)(dian)纜、海船、港(gang)灣碼(ma)頭設施、鉆井平臺、水庫閘(zha)門、油(you)氣井、家(jia)用(yong)水槽等(deng)。為了減少電(dian)(dian)(dian)流輸(shu)入,延長(chang)使(shi)用(yong)壽命,一般和涂料聯合應(ying)用(yong),是一種經(jing)濟簡(jian)便(bian)、行(xing)之有效(xiao)的(de)防腐(fu)蝕方法。
利用外部陰極電(dian)流使(shi)金屬(shu)電(dian)位向負的方向移動,使(shi)腐蝕原電(dian)池(chi)的作用減弱,或(huo)完全停止(zhi),從(cong)而達到(dao)減緩或(huo)停止(zhi)金屬(shu)腐蝕的目(mu)的,這種技(ji)術稱(cheng)為(wei)電(dian)化學陰極保護技(ji)術。外部陰極電(dian)流可由兩種方法獲得(de):偶接(jie)犧(xi)牲陽極法和外電(dian)源法。
犧牲陽極(ji)(ji)法(fa)是將電(dian)位較負(fu)的(de)一(yi)種金(jin)屬(shu)(如(ru)鋁、鎂、鋅及其合金(jin)等)連接在被保護(hu)的(de)金(jin)屬(shu)管道(dao)(dao)上,使兩者在電(dian)解質中構(gou)成一(yi)個大電(dian)池,犧牲陽極(ji)(ji)電(dian)位負(fu)被腐蝕,金(jin)屬(shu)管道(dao)(dao)得(de)到陰極(ji)(ji)電(dian)流而減弱了或停止了腐蝕,見圖8.2.2。
外(wai)電(dian)源(yuan)法是把電(dian)解質中的(de)(de)金(jin)(jin)屬管道和一(yi)直流(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)負(fu)極(ji)(ji)相連(lian),直流(liu)(liu)電(dian)源(yuan)的(de)(de)正極(ji)(ji)和一(yi)外(wai)加的(de)(de)輔(fu)助陽(yang)極(ji)(ji)(耐陽(yang)極(ji)(ji)腐蝕(shi)的(de)(de)材料(liao)如石墨等)相連(lian)電(dian)路(lu)接通后,金(jin)(jin)屬管道獲得陰極(ji)(ji)電(dian)流(liu)(liu)而(er)被保護,見圖8.2.3。
陰極保(bao)護技術(shu)適(shi)用于地(di)下(xia)及水下(xia)金屬管道,已(yi)有(you)NACE標準(zhun)(美(mei)國國家腐(fu)蝕(shi)工程師(shi)協(xie)會(hui)標準(zhun))。陰極保(bao)護通常是(shi)和(he)涂料(liao)聯合(he)使(shi)用。單獨(du)的防腐(fu)涂層,會(hui)有(you)針孔(kong)及使(shi)用中產生的局(ju)部(bu)脫(tuo)落(luo),如同時(shi)再用陰極保(bao)護,則陰極電流只保(bao)護針孔(kong)和(he)局(ju)部(bu)脫(tuo)落(luo)處,耗電極小,經濟(ji)效益更好(hao)。
陰極保護(與涂(tu)料聯合使用),已成(cheng)功用于地下輸(shu)油(you)管(guan)(guan)道(dao)、過(guo)(guo)江乙烯輸(shu)氣(qi)管(guan)(guan)道(dao)及大口徑過(guo)(guo)江、過(guo)(guo)海輸(shu)淡水管(guan)(guan)道(dao)的防腐(fu),示(shi)意圖見圖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、最有效的防腐措施。
其中(zhong)外防(fang)護層(ceng)是主要防(fang)腐(fu)手段(duan),即在鋼(gang)管(guan)和腐(fu)蝕(shi)介(jie)質之間建立一個絕緣(yuan)隔離層(ceng),避免腐(fu)蝕(shi)介(jie)質和鋼(gang)管(guan)接觸,從(cong)根本上(shang)防(fang)止(zhi)鋼(gang)管(guan)的(de)(de)(de)電化學腐(fu)蝕(shi);陰極保護作為防(fang)護層(ceng)防(fang)腐(fu)的(de)(de)(de)補充手段(duan),為防(fang)護層(ceng)缺陷處(chu)的(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)外表面提(ti)供電化學保護。
但(dan)是,當防腐層質量不(bu)佳,破損嚴重時,若采用(yong)增(zeng)加(jia)陰極(ji)保護(hu)(hu)作為主要(yao)防護(hu)(hu)手段,不(bu)但(dan)使(shi)陰極(ji)保護(hu)(hu)投資和維(wei)護(hu)(hu)費用(yong)急增(zeng),而且管理和維(wei)修、保護(hu)(hu)電流的合理分(fen)布都會出現許多難題。所(suo)以要(yao)進行(xing)涂層(ceng)和陰極保(bao)護(hu)的(de)(de)聯合(he)保(bao)護(hu)的(de)(de)前提是在涂層(ceng)質(zhi)量(liang)沒(mei)有被嚴重損壞的(de)(de)情況下,通過(guo)陰極保(bao)護(hu)參數的(de)(de)調整從而達到埋地鋼制管道(dao)的(de)(de)保(bao)護(hu)。