一、陰極保護(hù)技術(shù)發(fā)展歷史

陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)有將近200年的歷史。該技術(shù)最初用來(lái)保護(hù)船只，后來(lái)發(fā)展到保護(hù)埋地管道，如今很多和土壤接觸的金屬都采用了陰極保護(hù)，如橋梁鋼筋、原油儲(chǔ)罐、熱交換器等。我國(guó)對(duì)埋地管道的陰極保護(hù)始于1962年的克拉瑪依至獨(dú)山子輸油管道，該管道已經(jīng)運(yùn)行了將近60年，目前仍在運(yùn)營(yíng)。陰極保護(hù)和防腐層相結(jié)合，是最為經(jīng)濟(jì)有效的腐蝕控制措施。防腐層是腐蝕控制的第一道防線，陰極保護(hù)為防腐層缺陷點(diǎn)提供保護(hù)。在大氣中，防腐層是腐蝕控制的唯一措施。隨著技術(shù)的進(jìn)步，陰極保護(hù)將向自動(dòng)監(jiān)測(cè)自動(dòng)控制的方向發(fā)展，將來(lái)的管道也必將更為智能化。陰極保護(hù)技術(shù)的進(jìn)步及管理水平的提高，將保證管道更為安全可靠地運(yùn)營(yíng)

二、犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)原理、

如圖1-33 所示，將電位更負(fù)的金屬(犧牲陽(yáng)極)與管道連電子沿金屬連接線自陽(yáng)極流向被保護(hù)結(jié)構(gòu)，被保護(hù)結(jié)構(gòu)電位負(fù)向偏移。電流自陽(yáng)極通過(guò)土壤流向被保護(hù)結(jié)構(gòu)。當(dāng)施加的電流接足夠大時(shí)，沒(méi)有電流離開被保護(hù)結(jié)構(gòu)表面流入土壤，被保護(hù)結(jié)構(gòu)純吸收電流，成為陰極而得到保護(hù)。

三、犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)特點(diǎn)及適用領(lǐng)域藝

(1)應(yīng)用靈活、易于安裝、維護(hù)簡(jiǎn)單，不需要電源，不會(huì)產(chǎn)生腐蝕干擾。

(2)僅用于需求電流小的場(chǎng)合(一般小于 1.0A)。

(3)驅(qū)動(dòng)電壓低，僅用于低土壤電阻率環(huán)境(小于500·m.一般不超過(guò) 100Ω·m)。

(4)陽(yáng)極效率低，浪費(fèi)大，性價(jià)比差。

四、犧牲陽(yáng)極用量的計(jì)算

根據(jù)法拉第第一定律，如果知道陽(yáng)極的輸出電流、環(huán)境特點(diǎn)及設(shè)計(jì)壽命，可以計(jì)算陽(yáng)極的用量。

Ixtx8766Ψ ≡UxZ xO

W--陽(yáng)極質(zhì)量，kg;

式中

1--電流輸出，A;設(shè)計(jì)壽命，a;t-

-利用系數(shù)，0.85;1/

-理論電容量，A·h/kg;7

-理論陽(yáng)極效率。0--

公式中，理論電容量%與理論陽(yáng)極效率0的乘積為實(shí)際電容量

五、鎂犧牲陽(yáng)極

到目前為止，能夠?yàn)樘间摻Y(jié)構(gòu)提供陰極保護(hù)的材料主要有三種分別是鎂、鋅、鋁。這些陽(yáng)極各有特點(diǎn)，適用于不同的領(lǐng)域和環(huán)境。

1.鎂陽(yáng)極的電氣性能

(1)理論陽(yáng)極效率0:0.5，受陽(yáng)極表面電流密度影響還會(huì)更低;

(2)理論電容量Z:2200A·b/kg，實(shí)際電容量可根據(jù)陽(yáng)極表面電流密度從曲線中查到

(3)利用系數(shù)U:85%;

六、鋅犧牲陽(yáng)極

1.鋅陽(yáng)極的電氣性能

(1)理論陽(yáng)極效率0:0.9;

(2)理論電容量2:827A·h/kg;

(3)利用系數(shù)U:85%;

(4)開路電位:-1.10V.;

(5)環(huán)境溫度:<49℃(不適于碳酸鹽及富氧環(huán)境)

2.鋅陽(yáng)極的應(yīng)用

鋅陽(yáng)極與鋼鐵之間的電位差約為0.25V，電位差比較小，所以一般僅用于土壤電阻率小于15Ω·m的土壤或海水中，電陽(yáng)率最大不宜超過(guò)500·m。也可以用作接地電池或接地極。不論是塊狀還是帶狀鋅陽(yáng)極，都要放到填料中。

根據(jù)工程要求的不同，鋅陽(yáng)極可以分為鑄造型(塊狀)和擠壓型(鋅帶)兩種型式

七、鋁犧牲陽(yáng)極

1.鋁陽(yáng)極的電氣性能

(1)理論陽(yáng)極效率0:0.9;

(2)理論電容量Z:2500A·b/kg;

(3)利用系數(shù)U:85%;

(4)開路電位:-1.10V.(陽(yáng)極極化一般取50mV)。

2.鋁陽(yáng)極的應(yīng)用小，所電阻率論是和擠

理論陽(yáng)極效率受陽(yáng)極表面電流密度影響。使用鋁陽(yáng)極的環(huán)境必須含有一定的氯離子，氯離子含量需大于11550ppm(1ppm =10-)，約為海水中氯離子含量的33%，鋁陽(yáng)極不能用在淡水及土壤中。鋁陽(yáng)極主要用于海洋結(jié)構(gòu)、船舶、碼頭、橋梁鋼筋及原油儲(chǔ)罐內(nèi)壁保護(hù)，新型鋁陽(yáng)極可以用在淡水中但其長(zhǎng)期使用性能還有待驗(yàn)證。