地下结构物的阴极保护

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埋地管道的阴极保护(外加电流法)

• 5阴极保护系统运行后,应根据各参比电极的反馈数值,对系统进行调整,以使整个系统达到最佳保护状态.
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埋地管道的阴极保护
主讲：外加电流法
阴极保护的原理
• 金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时,电位负移,金属阳极氧化反应过电位ηa 减小,反应速度减小,因而金属腐蚀速度减小,称为阴极保护效应.
• 实质：由外电路向金属通入电子,以供去极化剂还原反应所需,从而使金属氧化反应〔失电子反应受到抑制.
施工中注意的问题：
保护材料及设备,这些是阴极保护成功的前提,但最终的实现则通过施工来完成.外加电流阴极保护施工应注意以下问题： 1施工前对所有电极进行检查,主要是外观检查,表面不得沾有油污等其它杂物,电极体表面是否破损等；另外对连接及绝缘电阻进行检查,以保证连接或绝缘良好.
2施工时严格按照设计图进行施工,辅助阳极及参比电极均要求连接良好,且对相应的电缆均要做好标记,以备将来检修使用.
• 如果是复杂的管路系统中,外加电流阴极保护建议采用恒电流控制.
2.辅ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ阳极地床
• 辅助阳极地床分为深井阳极地床和浅埋阳极地床； • 深层土壤电阻率比地表低； • 基本要求： • 1、导电性好； • 2、排流量大； • 3、耐腐蚀,消耗量小,寿命长； • 4、具有一定的机械强度、耐磨、耐冲击震动； • 5、容易加工、便于安装； • 6、材料易得、价格便宜.
护 • ④: 每个辅助阳极床的保护范围大,当管道防腐层质量良好
时, 一个阴极保护站的保护范围可达数十公里 • ⑤: 对裸露或防腐层质量较差的管道也能达到完全的阴极
保护
缺点

国家标准阴极保护技术条件

国家标准《阴极保护技术条件》编制说明中国工业防腐蚀技术协会厦门易亮科技有限公司1.工作简况1.1阴极保护技术的发展和编制标准的意义我国每年因腐蚀问题直接损失已超过1.5万亿元，造成的间接损失就更高，其中1/4的腐蚀问题可通过改善防腐措施避免，使损失下降20%~30%。

腐蚀与防护是跨行业、跨部门带有共性科学技术，因它不直接创造经济效益，不太引人注意。

在大规模经济建设高潮时期，应特别关注基础设施的腐蚀与防护，投入少量的腐蚀防护系统的建设成本，可换取维修成本和间接损失的大幅度下降。

腐蚀要从源头抓起，形成腐蚀与防护法规，把腐蚀控制工程和管理纳入法制轨道，以预防为主。

决不能靠放松腐蚀控制的方法降低成本，因为这样一来，腐蚀损失至少增加20%~50%。

美国早在1971年规定，该年8月1日前己运行的地下管道要补加阴极保护，后续建设的要配套涂层与阴极保护；又规定，1998年以前对己建300万座地下储罐也要追加阴极保护。

美、日、前苏工业法规：禁止未加阴极保护而只有防护涂层的管道使用。

目前发达国家正以能源效率、资源效率和环境效率的大幅度提高作为他们的战略目标。

1995年，美国每年腐蚀损失3000亿美元，相当于4%~5%GNP；2002年，腐蚀损失5520亿美元，由于从设计到维修普及了合适的耐蚀材料和合宜的防腐措施，使腐蚀损失对GNP的占比由4.9%下降为4.2%。

我国在十一五规划中特别强调以科学发展观带动各项事业的发展，节约能源、资源、改善环境作为今后工作的出发点，搞好防腐工作是我们今后刻不容缓的重大任务。

目前我国有部分行业制订了相应的阴极保护设计规范，但还没有对阴极保护系统进行全面规定的国家标准，存在规范多、执行困难等问题。

本标准不违背安全法规，并且不宜用来违反保护人员、环境和设备的基本要求。

在任何情况下，构筑物的阴极保护设计应综合满足由国家及地方权威机构发布的所有相关法规、标准的要求。

本标准的编制旨在为阴极保护设计施工及材料生产提供宽泛的指导。

阴保

. 阴极保护阴极保护的原理从电化学理论出发，阴极保护就是用外电流实现阴极极化，使局部电池的阴极区域达到其开路电位，表面变成等电位，腐蚀电流不再流动。

在工程条件下，任何一条管线表面都会出现阳极区和阴极区，在阳极区电流由管道钢表面流出，进入周围环境电解质（土壤和水），管线在该区域将会发生腐蚀。

在阴极区，电流由电解质流到管道表面上，该区域的腐蚀速率将减小。

基于以上观点，很明显，若使得管线表面暴露的每一点都有电流流入，那么就可以减小腐蚀速率。

准确地说，这就是阴极保护所要完成的任务，强制直流电流入管线的表面上，就可以使管线的电位向负方向偏移，导致金属腐蚀速率减小。

当适当调整电流的大小并使其超过由阳极区释放的腐蚀电流时，将会有净电流流入管线表面的这些区域上，管线的整个表面将是阴极，腐蚀速率被减小。

防腐工程师的主要工作就是决定将腐蚀速率减小到可以接受水平时所需的阴极保护电流的大小，为做出正确决策，需要开展腐蚀检测并参考权威的阴极保护准则。

当然，若使电流强制性地流到管线以前流出电流的部位上，那么阴极保护系统的驱动电压就必须大于要克服的腐蚀电池的驱动电压。

4.1.1极化(polarizing)：由于净电流的流入或流出而在电极上引起的电位变化称为极化。

电位的变化方向总是反抗平衡的移动，也就是说反抗电流的流动。

阴极电位向负的方向偏离，阳极电位向正的方向偏离，使得阴极和阳极之间的电位差减小，如果电池的电阻不发生变化，电动势的减小会使电流减弱。

4.1.2阴极保护的类型阴极保护可以通过牺牲阳极(Galvanic Anodes)和外加电流（强制电流Impressed current）两种形式来实现，原理一致，区别在于阳极产物不同（MgCl2\HCl)。

图8-3.2 阴极保护系统的基本构成图表8-3.3 阴极保护方法优缺点比较4.2 牺牲阳极阴极保护4.2.1牺牲阳极阴极保护简介两种金属相接触产生的腐蚀电池中，比较活泼的一种金属将发生腐蚀。

阴极保护原理

阴极保护原理阴极保护是一种用于防止金属在电介质（海水、淡水及土壤等介质）中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理是使金属构件作为阴极，对其施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，该金属表面的电化学不均匀性得到消除，腐蚀的阴极溶解过程得到有效抑制，达到保护的目的。

下面用极化曲线来说明阴极保护原理。

为了说明问题，把阴极，阳极极化曲线简化成直线，如下图（1）所示。

在金属表面上的阳极反应和阴极反应都有自己的平衡点，为了达到完全的阴极保护，必须使整个金属的电位降低到最活泼点的平衡电位。

设金属表面阳极电位和阴极电位分别为Ea和Ec，金属腐蚀过程由于极化作用，阳极和阴极的电位都接近于交点S所对应的电位Ecorr（自然腐蚀电位），这时的腐蚀电流为Icorr。

图（1）如果进行阴极极化，电位将从向更负的方向移动，阳极反应曲线EcS从S向C 点方向延长，当电位极化到E1时，所需的极化电流为I1，相当于AC线段，其中BC线段这部分是外加的，AB线段这部分电流是阳极反应所提供的电流，此时金属尚未腐蚀。

如果使金属阴极极化到更负的电位，例如达到Ea，这时由于金属表面各个区域的电位都等于Ea，腐蚀电流为零，金属达到了完全保护，此时外加电流Iapp1即为完全保护所需电流。

根据提供阴极极化电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极阴极保护法和外加电流阴极保护法两种。

阴极保护是一种用于防止金属在电介质（海水、淡水及土壤等介质）中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理是对被保护的金属表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。

根据提供阴极电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种，前者是将一种电位更负的金属（如镁、铝、锌等）与被保护的金属结构物电性连接，通过电负性金属或合金的不断溶解消耗，向被保护物提供保护电流，使金属结构物获得保护。

深井阳极浅埋阳极阴极保护设计施工行业标准

深井阳极浅埋阳极阴极保护设计施工行业标准河南汇龙合金材料有限公司2019技术部深井阳极的安装深度一般在20米以下的竖直阳极，使用范围一般采用在空间狭小或者土壤电阻率比较高的地方等。

之所以采用深井阳极优点有：阳极距离被保护金属之间有一定的距离，使阳极释放的电流能更好的分布均匀。

还可以减少对其他金属结构的腐蚀干扰。

深井阳极多采用的混合金属氧化物筒状阳极和硅铁阳极，填埋料大多采用焦炭。

在安装时根据施工设计要求打阳极井，在阳极井中先填充一些焦炭，然后将阳极体逐段下到井中，安装完毕后再向井中填充焦炭，再向阳极井中灌水，使焦炭充分吸收水分以增加阳极体的导电性，最后对阳极井进行回填开口式阳极是指不用回填料将井填起来,主要应用在地下水位非常高的环境中,这种环境能保证阳极全年都能得到水分浸泡。

这种阳极井应该在施工的时候及时用混泥土将阳极井的内壁保护起来,以防止受到施工或者时间的影响造成井壁坍塌。

开口式深井阳极的优点是:安装简单,日后维护也很方便;如果采用的是线状阳极,安装施工起来会更加简单易行。

非常适合在沿海地区以及地下水位非常高的南方地区使用。

闭口阳极是指使用回填料将阳极井中的阳极体填起来,起到降低接地电阻的作用。

这种形式的深井阳极在安装施工上非常复杂,特别是将回填料填入阳极井的时候,对阳极体的影响非常大。

如果在在这种施工过程中出现问题,将很难修复。

因此,影响闭口式深井阳极质量的因素不仅限于阴极保护系统的设计、阳极材料的质量还有焦炭的回填方式,这些都是在施工过程中非常关键的。

在将填料放进阳极井中的时候,为了防止小颗粒的填料会浮在水面上造成填料间空隙大的问题,所以大多采用深井泵将填料浆打入井底。

这种方式直接提高了回填质量,保证了阳极的质量,而且大大减少了施工时间。

回填料的材料也从以前的冶金煅烧焦炭转变成了现在的石油煅烧焦炭。

深井阳极安装时与套管的距离也在50-300米之间，地床条件的选择跟浅埋阳极相同。

在安装阳极时，首先阳极体的导气管要对齐，以便于气体的排出，避免造成“气阻”现象，同时用固定螺栓将阳极体进行固定连接。

大型石化装置地下管网的区域性阴极保护方案

大型石化装置地下管网的区域性阴极保护方案摘要：本文根据现阶段大型石化装置地下管网所使用的阴极保护技术种类进行详细分析，同时结合实际的中石化公司案例，进一步总结出大型石化装置地下管网的区域性阴极保护方案。

关键词：石化装置；地下管网；阴极保护方案；保护方法大型石化装置地下管网在安装和铺设时，由于周边自然环境相对比较恶劣，并且管道所传输的物质大多数具有一定腐蚀性，所以管道极易受到严重的腐蚀，如果不能及时处理，不仅会造成管道穿孔，还会导致管道内部物质泄露，带来污染。

1阴极保护技术种类阴极保护技术是目前地下金属管线防腐保护技术手段之一，该技术原理主要是在需要保护的金属物质表面增加适合的电流，致使金属物质自身属性为阴极，使得金属出现腐蚀问题时所产生的电子物质得到有效控制，确保所产生的腐蚀电流大幅度减少甚至无限接近于0，以此实现减缓金属表面腐蚀速度的目的。

阴极保护技术根据电流来源的不同一般分为：外加电流保护方法以及牺牲阳极保护方法，所以根据两种保护方法特点以及应用环境分别进行阐述。

1.1外加电流保护方法外加电流保护方法从本质上来看，主要通过外部增加直流电源，以此实现降低金属表面腐蚀速度，该技术在实际运转过程中具有显著特点，比如：阴极保护输出电流高，可以在较大控制范围内持续不间断的调整电流基础输出数量；该技术受外界环境影响较小，在土壤基础电阻率较高情况下，仍然具有一定调整效果；该技术在使用惰性电流辅助金属阳极时，能够对金属表面进行持续保护；对于金属表面覆盖范围小、覆盖质量差的连接管道，同样可以达到阴极保护效果；该技术在经济投入方面上相比其他技术来说较小，但是由于技术使用特点，后续维护管理工作量大，需要投入更多人力、财力以及物力。

1.2牺牲阳极保护方法牺牲阳极保护方法在实际应用过程中，是一项为金属管道线路提供阴极电流的专业技术手段，常见的牺牲阳极材料主要包含：镁物质、镁合金等。

而该技术在实际应用环节上所具有的技术特点主要包含：在投入使用后无需额外增加电流电源；由于技术应用特点，使用前期一次性投入高，并且在技术实际运营过程中对于有色金属的使用总量和牺牲消耗较大；所传输的养护保护电流相对较小，电流在金属表面分布均匀，不会出现过度保护等情况；由该技术所产生的电流相对较小，因此对于管道附近的金属物质来说所造成的影响低，因此通常被应用在结构复杂的管道连接体系中；该技术投入使用之后其施工工艺比较简单，并且技术应用总体工程量小，但是由于技术应用比较灵活，一旦投入使用后，后续维护和数据调整工作十分复杂；因为该技术属于一次性投入，后续所产生的保护电流无法调整，所以整个操作流程几乎不具备控制性，只需要前期投入，后续则无需专业的设备维护和系统管理[1]。

《阴极保护工程介绍》课件

牺牲阳极阴极保护是通过电化学反应，使阳极金属逐渐溶解，释放出的电流对被保护的金属进行阴极保护的方法。
原理
牺牲阳极阴极保护利用了不同金属在电化学反应中的电位差异，使阳极金属发生氧化反应，释放电流，从而抑制被保护金属的腐蚀。
应用范围
牺牲阳极阴极保护适用于土壤、淡水和海水等环境中的管道、储罐、结构物等金属设施的保护。
被保护结构的腐蚀速率应小于预设的腐蚀速率值。
评估实例
某管道阴极保护工程
通过电阻测量法和保护电位法评估，得出保护率为95%，电位处于保护电位范围内，评估结果为优秀。
某储罐阴极保护工程
通过极化电阻法和腐蚀速率法评估，得出极化电阻大于预设值，腐蚀速率小于预设值，评估结果为良好。
THANK YOU
03
阴极保护系统设计
设计原则
01
安全性原则
确保阴极保护系统在运行过程中不会对设备或人员造成伤害。
环保性原则
设计时应考虑减少对环境的影响，优先选择环保材料和工艺。
03
02
经济性原则
在满足保护效果的前提下，尽可能降低成本。
可维护性原则
系统设计计步骤
需求分析
设备质量
选用质量可靠、性能稳定的阴极保护设备。
环境因素
考虑环境因素对阴极保护效果的影响，如土壤湿度、温度等。
施工规范
遵循相关施工规范和标准，确保施工质量。
维护与检测
日常巡检
定期对阴极保护系统进行巡检，检查设备运行状况。
故障处理
发现故障时及时处理，确保系统正常运行。
定期检测
使用专业检测设备对阴极保护效果进行检测，确保保护效果达标。
排流保护
定义

阴极保护原理

一、.阴极保护的原理：在了解了金属的电化学腐蚀的原理之后，再去了解阴极保护的原理就比较容易了。

传统的金属防腐方法主要是隔离防腐，即将金属与腐蚀介质隔离。

具体措施有涂料、敷层、电镀等。

另一种方法就是选用耐腐蚀金属，如不锈钢、铜、钛等；或在可能的情况下用其它材料如塑料、玻璃钢等。

但是，由于腐蚀环境几乎无处不在，腐蚀的形态也多种多样。

单一的防腐措施往往不能有效地控制金属的腐蚀，尤其是电化学腐蚀。

金属结构一旦有腐蚀电池形成，其阳极区因其区域范围相对比阴极区的区域范围小的多，腐蚀速度也极快。

此时金属表面发生的不是均匀腐蚀，而是孔蚀。

地下的油气管道、储罐、各种存有电解质的容器设备等几乎都是因为孔蚀而发生泄露的。

阴极保护就是利用腐蚀电池的原理，将需要被保护的金属结构作为阴极，通过阳极向阴极不间断地提供电子，首先使结构极化，进而在结构表面富集电子，使其不易产生离子，因而大大地减缓了结构的腐蚀速度。

二.阴极保护的种类：阴极保护大致分为牺牲阳极法(见图1）和外加电流法（见图2）两种。

1.牺牲阳极法是利用电位比被保护金属结构低的金属或合金（如镁合金、锌合金、铝合金等）作为阳极，构成一个腐蚀电池。

在阴极（被保护结构）得到保护的同时，阳极不断地被消耗，故称为牺牲阳极。

2.强制电流法（外加电流法）则是给被保护结构加一阴极电流，而给辅助阳极（一般为高硅铸铁或废钢）加一阳极电流，构成一个腐蚀电池。

以同样的原理使金属结构得到保护。

三.两种阴极保护方法的优缺点：1.牺牲阳极法的优点在于安装施工简便，对临近金属结构的影响极小，运行成本低，可实现零费用维护，一次投资，长期受益。

2.强制电流法在实施大范围野外阴极保护时比较经济。

但对附近金属结构的影响较大，需要有专人管理维护，需要有稳定可靠的不间断电源。

故不适合用于市区内的地下结构的阴极保护。

3.根据实施阴极保护工程的现场条件，有时亦可考虑对同一结构同时采用两种阴极保护法。

图.1图.2。

阴极保护法的原理

阴极保护法的原理阴极保护，又称作“绝缘腐蚀性保护”，是一种广泛应用的地下金属结构抗腐蚀的技术，它的主要原理是通过在需要保护的金属结构上安装一个阴极，从而抑制环境中的电流流入金属结构内部，从而阻止金属结构的腐蚀。

早在1780年，矿物学家和冶金设计师威廉穆尔在其“矿物学与冶金”一书中，就提出了一种可以防止表面金属腐蚀的方法，其中就包括阴极保护技术。

实施阴极保护需要选择电位负载，一般电位负载都比待保护金属结构电位低，这样就能够有效阻止环境中的电流流入待保护金属结构内部。

一般常见的电位负载材料主要有金属、合金、氧化物等，它们的选择取决于待保护金属结构的特征，可以有效阻止待保护金属结构的腐蚀。

除了金属、合金和氧化物外，还可以使用土壤作为电位负载材料，这样就能够达到同样的阴极保护目的。

土壤中的阴极保护由两个部分组成：离子交换层和阴极层。

首先，离子交换层会通过电流和离子交换来使得待保护金属结构的电位升高，进而阻止外部的电流流入金属结构内部；其次，阴极层通过产生腐蚀电流来抑制外部环境中的腐蚀电流，从而有效阻止金属结构的腐蚀，确保金属结构的长期安全。

此外，为了确保阴极保护技术能够有效发挥作用，还需要注意以下几点：首先，在金属结构安装阴极时，应选择合适的电解质和电解液；其次，阴极在接地时，要确保有足够的电阻值，以达到有效的阴极保护；最后，如果金属结构的接地阴极已经存在，接地阴极的安装应严格按照规定的要求，以确保阴极保护的有效作用。

总之，阴极保护法的原理就是通过在待保护的金属结构上安装一个阴极，利用电位负载以及离子交换层和阴极层来阻止金属结构的电流流入，从而阻止金属结构的腐蚀，从而起到防止金属结构腐蚀的作用。

此外，在安装阴极时，还需要注意相关的技术要求，以保证阴极保护技术能够有效发挥作用。

埋地储罐牺牲阳极阴极保护-汇龙_2019

1储罐的腐蚀加油站、储气站等易燃易爆油、气的储罐一般都设在地下小容积的储罐，并使用细沙回填，并采取防雷静电接地。

早期填埋在沙池中的储罐防腐设计是不用阴极保护的，地下储罐直接受到细沙中水和空气的腐蚀，土壤电阻率通常被作为衡量介质腐蚀性强弱的一种重要依据。

一般将电阻率大于50Ω·m划分为弱腐蚀介质质，但实际介质条件往往是不均匀的。

各种影响因素相互关联，比如储罐的钢体在干燥的沙介质中不具备产生电化学腐蚀的条件。

因为干沙的电阻率极大，但在潮湿渗水的状态下，沙的电阻率急剧下降，局部腐蚀的电池的阴、阳极区通过介质中的水及其杂质盐类的传导使腐蚀得以持续进行。

钢体在沙介质中的腐蚀电位与沙的含水量有着密切的关系，腐蚀电位随着沙中水含量的增加负移，腐蚀倾向变化从不腐蚀到强腐蚀。

随着国家对安全事故的越来越重视，阴极保护作为简单的安全保障措施也越来越受人们的重视，埋地储罐阴极保护才得到逐步地推广。

由于地下储罐体积比较小，结构简单，需要保护的部分包括储罐罐体和、罐体相连的少量埋地管道以及储罐的静电接地系统。

单个地下储罐大多采用牺牲阳极阴极保护，如果大量的地下储罐集中在一起，也可以采用强制电流阴极保护。

目前应用阴极保护比较多的是液化气加气站、天然气加气站、加油站的地下储罐。

2储罐的防腐措施2.1外涂层储罐填埋前应按SHJ22-90《石油化工设备与管道涂料防腐设计与施工规范》进行防腐处理，涂料为环氧煤沥青，缠绕材料为玻璃布，每层涂料厚度必须大于等于0.2mm，每层玻璃布缠绕厚度为1.5mm。

每涂一层涂料，缠一层玻璃布，直至防腐层总厚度大于5.5mm为止。

2.2镁合金牺牲阳极阴极保护根据小范围区域特点和介质高电阻率，选用镁合金牺牲阳极，它具有较负的工作电位和较大的驱动电压。

为使阳极输出电流分布均匀，减小阳极溶解电阻，阳极四周有10mm 厚的填料，其组分为工业硫酸钠、石膏和澎润土，按比例搅拌均匀，与阳极一起装入Ø200×1100mm的棉布袋，即为阳极包。

阴极保护工作原理

阴极保护工作原理嘿，咱今天来聊聊阴极保护工作原理，这可是个挺有意思的话题。

你知道吗，金属生锈可是个让人头疼的问题。

就好比我家那辆老自行车，放在外面风吹雨打的，没几年就锈迹斑斑，看着就让人心疼。

这其实就是金属腐蚀在作祟。

那阴极保护是咋回事呢？简单来说，就是给金属一个“保护罩”，让它不那么容易被腐蚀。

这就好像在战场上，给我方士兵穿上坚固的铠甲一样。

阴极保护主要有两种方式，一种是牺牲阳极的阴极保护法，另一种是外加电流的阴极保护法。

先说牺牲阳极的阴极保护法，这就好比有个勇敢的小伙伴，为了保护大家，自己冲在前面承受伤害。

比如说，咱们把一块比被保护金属更活泼的金属，像锌块，和要保护的钢铁结构连接在一起。

锌块就像个英勇的“小卫士”，它更活泼，所以更容易失去电子，这样腐蚀就先发生在锌块上，而钢铁结构就得到了保护。

再说说外加电流的阴极保护法，这就像是给金属请了个“私人保镖”。

通过外部电源，给被保护的金属施加一个电流，让它变成阴极，从而减少腐蚀。

想象一下，就好像给金属源源不断地输送“能量护盾”，让腐蚀的“敌人”无从下手。

我之前去参观过一个工厂，他们的大型储油罐就采用了阴极保护技术。

工人们精心地安装着各种设备，监测着电流和电位的变化，确保储油罐能长时间安全运行。

那认真劲儿，就像是在照顾自己的宝贝一样。

在实际应用中，阴极保护可重要了。

像海上的石油平台、埋在地下的管道、桥梁的钢结构等等，都离不开它。

要是没有阴极保护，这些重要的设施可能很快就会被腐蚀损坏，那造成的损失可就大了去了。

总之，阴极保护工作原理就像是给金属的一场“保卫战”，通过各种巧妙的方法，让金属能够“安然无恙”，为我们的生活和工业生产保驾护航。

希望我讲的这些能让你对阴极保护工作原理有个更清楚的认识，下次再看到那些不容易生锈的金属设施，你就知道背后的秘密啦！。

阴极保护系统

管道阴极保护系统一．原理每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位, 称之为该金属的腐蚀电位（自然电位），腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。

腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。

阳极区由于失去电子（如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀，而阴极区得到电子受到保护。

阴极保护的原理：是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位。

有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。

1、牺牲阳极法将被保护金属和一种电位更负的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体阴极极化以降低腐蚀速率的方法。

在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护。

牺牲阳极材料有高纯镁，其电位为-1.75V；高钝锌，其电位为-1.1V；工业纯铝，其电位为-0.8V（相对于饱和硫酸铜参比电极）。

2、强制电流法（外加电流法）将被保护金属与外加电源负极相连，辅助阳极接到电源正极，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。

其方式有：恒电位、恒电流等。

如图外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子化的氧化反应，使腐蚀受到抑制。

而辅助阳极表面则发生丢电子氧化反应，因此，辅助阳极本身存在消耗。

阴极保护两种方法的对比：阴极保护的上述两种方法，都是通过一个阴极保护电流源向受到腐蚀或存在腐蚀，需要保护的金属体，提供足够的与原腐蚀电流方向相反的保护电流，使之恰好抵消金属内原本存在的腐蚀电流。

两种方法的差别只在于产生保护电流的方式和“源”不同。

一种是利用电位更负的金属或合金，另一种则利用直流电源。

阴极电保护法

阴极电保护法阴极保护法是一种有效的金属防腐蚀方法，通常用于海洋、地下管道、油罐等金属结构物的防护。

使用阴极保护法不仅可以延长金属结构物的使用寿命，还能提高设备的可靠性，降低维护成本和减少防护系统的安装时间。

阴极电保护法是通过在金属结构表面形成负电位，使其成为阴极，以此来阻止腐蚀发生的一种方法。

具体操作是将阴极电位降低到金属表面以下，以此形成阴极电流，从而消耗金属元素来替代腐蚀过程。

阴极保护法具体实现方法包括自然阴极保护法、外加电源阴极保护法和混合阴极保护法。

自然阴极保护法是通过使用相对活性更高的金属来保护钢铁结构。

这种方法通常应用于船舶、码头和海洋生态系统，其中潜艇的螺旋桨、管道和石油平台常使用这种技术。

相对活性更高的金属将成为阴极，并通过电流保护钢铁结构。

外加电源阴极保护法是通过外部直流电源来提供保护电流。

这种方法可以减少钢铁结构的腐蚀速率，从而延长其使用寿命。

这种方法通常应用于管线、油罐、燃气储罐等设备防腐蚀。

混合阴极保护法是将自然和外加电源阴极保护法结合起来。

这种方法使用外部直流电源并与传感器和控制系统结合使用，从而在保证防护效果的同时，自动控制阴极保护技术的功率和保护电位。

在进行阴极电保护法时，需要注意保护电位和工作电流密度，以确保最佳的保护效果。

同时，在阴极电保护法的使用过程中，需要定期检查防护系统的性能，并进行必要的维护工作，以确保防护系统的长期运行和最佳效果。

阴极保护法不仅可以有效防止金属结构物的腐蚀，也可以提高设备的可靠性和延长使用寿命。

相比于其他腐蚀防护方法，阴极保护法具有操作简单、成本低等优点。

因此，阴极保护法在许多工业领域被广泛应用。

简答电化学保护的阴极保护法

简答电化学保护的阴极保护法电化学法主要是指阴极保护，即牺牲阳极保护阴极的方法，使被保护的金属成为阴极而得到保护。

比如地下管道或化工设备，可以接一个金属块作为阳极，通电流就可以起到保护作用。

其原理是在被腐蚀的金属结构表面施加外加电流，被保护的结构成为阴极，从而抑制金属腐蚀引起的电子迁移，避免或减弱腐蚀。

阴极保护通过人为地将负电位接到电缆的金属护套上，将正电极接到一定距离以外的电极上，保证电缆的金属护套对地有负电位。

这样电流就不会通过电缆的护套流出，保护了电缆的护套。

两种电化学阴极保护法当前阴极保护技术与牺牲阳极保护。

1、牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接起来，放入同一电解液中，使金属上的电子转移到被保护金属上，整个被保护金属处于相同的负电位。

这种方法简单易行，不需要外接电源，很少产生腐蚀干扰，广泛用于保护小型(电流一般小于1安培)或低土壤电阻率环境(土壤电阻率小于100欧姆)中的金属结构。

m)。

比如城市管网，小型储罐等。

据国内报道，关于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年，最多5年。

牺牲阳极阴极保护失效的主要原因是阳极表面形成不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。

造成这个问题的主要原因一是阳极成分达不到规范要求，二是阳极位置的土壤电阻率过高。

因此，在设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成分外，还必须选择土壤电阻率低的阳极床位置。

2、强制电流阴极保护技术强制电流阴极保护技术是在回路中串入一个直流电源，借助辅助阳极，将直流电通向被保护的金属，进而使被保护金属变成阴极，实施保护。

优点： a: 驱动电压高，能够灵活地在较宽的范围内控制阴极保护电流输出量，适用于保护范围较大的场合 b: 在恶劣的腐蚀条件下或高电阻率的环境中也适用 c: 选用不溶性或微溶性辅助阳极时，可进行长期的阴极保护 d: 每个辅助阳极床的保护范围大，当管道防腐层质量良好时，一个阴极保护站的保护范围可达数十公里 e: 对裸露或防腐层质量较差的管道也能达到完全的阴极保护缺点： a: 一次性投资费用偏高，而且运行过程中需要支付电费 b:阴极保护系统运行过程中，需要严格的专业维护管理 c: 离不开外部电源，需常年外供电 d：对邻近的地下金属构筑物可能会产生干扰作用简答电化学保护的阴极保护法 3阴极保护使用的场合较多，它通常由一个电源变压器和一个桥型整流器组成。

阴极保护工作原理

阴极保护工作原理阴极保护基本原理内容：一、腐蚀电位或自然电位每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位，称之为该金属的腐蚀电位（自然电位）。

腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。

腐蚀电位愈负愈容易失去电子，我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。

阳极区由于失去电子（如，铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀而阴极区得到电子受到保护。

相对于饱和硫酸铜参比电极(CSE)，不同金属的在土壤中的腐蚀电位（V）金属电位（CSE）高纯镁 -1.75镁合金(6%Al，3%Zn，0.15%Mn) -1.60 锌 -1.10铝合金(5%Zn) -1.05 纯铝 -0.80低碳钢(表面光亮) -0.50to-0.80 低碳钢(表面锈蚀) -0.20to-0.50 铸铁 -0.50混凝土中的低碳钢 -0.20 铜 -0.20在同一电解质中，不同的金属具有不同的腐蚀电位，如轮船船体是钢，推进器是青铜制成的，铜的电位比钢高，所以电子从船体流向青铜推进器，船体受到腐蚀，青铜器得到保护。

钢管的本体金属和焊缝金属由于成分不一样，两者的腐蚀电位差有时可达0.275V，埋入地下后，电位低的部位遭受腐蚀。

新旧管道连接后，由于新管道腐蚀电位低，旧管道电位高，电子从新管道流向旧管道，新管道首先腐蚀。

同一种金属接触不同的电解质溶液（如土壤），或电解质的浓度、温度、气体压力、流速等条件不同，也会造成金属表面各点电位的不同。

二、参比电极为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的参比电极。

饱和硫酸铜参比电极，其电极电位具有良好的重复性和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。

不同参比电极之间的电位比较：土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V）被保护结构相对于不同参比电极的电位饱和硫酸铜氯化银锌饱和甘汞钢铁（土壤或水中） -0.85 -0.75 0.25 -0.778钢铁（硫酸盐还原菌）-0.95 -0.85 0.15 -0.878三、阴极保护阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。

新加区储罐有地下钢结构阴极保护的应用及系统运行状况

２阴极保护的基本原理
６，地电阻 ≤ ２ｎ・ｍ，土样含水量１～５２
２，形成电导率高、透气性好和弱酸性的潮湿４土壤，具有强的腐蚀性。此外，该区的土壤随着时间的推移，原海滩的盐碱通过扩散及毛细作
维普资讯石ຫໍສະໝຸດ 油化工设
备
技
术
约０５．ｍｍ／，地下管道（８ｍ）的局部腐蚀ａ厚ｒａ穿年限为５１Ｌ～５年。
３２保护方案．
４新库区阴极保护系统运行状况新库区阴极保护系统于１９９６年２月完成６
是利用电位较负的活性金属或台金（：ｚ，例ｎ
Ｍｇ，Ａ等）作为被保护体电偶阳极，通过牺牲１阳极的阴极溶解消耗．提供所需的电流；后者是由外部直流电源通过辅助阳极，提供阴极保护昕
需的电流。３新库区阴极保护
新库区建设用地为回填土区，土壤ｐ值５Ｈ
～
效地控制腐蚀，确保安全生产，延长设备使用寿
命，是降低成本、提高效益的重要途径。经大量实践证明，采用涂层防腐和阴极保护技术联台防腐．是目前防止腐蚀最经济、最有效的措施。采用涂层和阴极保护联合防腐，有利于电流分布，降低保护电流，扩大保护距离，有效地控制局部裸露表面的腐蚀，形成阴极沉积层，延长涂层使用寿命。

阴极保护计算

阳极类型填包料配方 %(m/m) 石膏粉 50 25 镁阳极 75 15 15 锌阳极 50 75 工业硫酸钠工业硫酸镁 5 15 5 5 25 20 35 膨润土 50 50 20 50 50 45 20 适用条件 .m ≤20 ≤20 ＞20 ＞20 ＞20 -
根据土壤电阻率，本设计填包料配方采用： = 15 % 石膏粉 = 15 % 工业硫酸钠 = 20 % 工业硫酸镁 = 50 % 膨润土 = 80 cm 规范不小于50cm 阳极四周填包料厚度按规范对阳极设置的要求： 1、填包料应调拌均匀，不得混人石块、泥土、杂草等。 2、填包料可在室内包装，也可在现场包装，其厚度不应小于50 mm。无论用什么方式，都应保证阳极四周的填包料厚度一致、密实。室内预包装的袋子必须采用天然纤维 (棉布或麻袋)织品，严禁使用人造纤维织品。 3、测试系统（测试桩、辅助试片、长效参比电极） = 9 测试桩数量个 = 1000 m（规范不大于500m为宜）设在相邻2组阳极管段的中间部位，平均间距 1、关于测试桩说明： 1、测试桩为混凝土柱体，沿轴向中间预留空洞，测试电缆可以穿过该空洞。测试桩做法详见SY/T0036-2000《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》。 2、测试桩应设在靠近管线的坚实地基上，不得设在管道上方的回填土上。为了使其坚固不易损坏和丢失，地下部分需用混凝土包裹。为测试方便，桩顶高出地面0.5m左右。 3、测试电缆通常采用铜芯电缆，规范推荐型号为VV-1 kV/1×10 mm2。 4、测试电缆穿过测试桩预留空洞，一端留在测试桩内的预留空间内，以便与测试仪器相连接；一端与埋地钢管焊接。焊接点与管道焊接接口距离要求在200mm以上，焊接前将局部防腐层清除干净，焊接牢固后采用与原防腐层相同的材质结构和等级进

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