阴极保护技术的应用
阴极保护课题研究报告总结
阴极保护课题研究报告总结
阴极保护是一种重要的腐蚀控制技术，旨在保护金属结构或设备免受腐蚀的侵蚀。
本报告总结了阴极保护课题的研究进展和结果，重点探讨了该技术的原理和应用。
首先，研究中明确指出了阴极保护的原理。
该技术通过在受保护金属表面施加电流来创造一种电流场，在此过程中金属结构成为阴极，由此防止腐蚀的发生。
这种电流场可以通过保护电流源或外部电流源实现，具有较好的防腐能力。
其次，本报告提到了阴极保护的应用领域。
阴极保护已在船舶、桥梁、石油管线、储罐等众多工程结构中得到广泛应用。
在这些领域中，金属结构常常处于恶劣的环境中，容易受到水、土壤、化学物质等的腐蚀侵蚀。
阴极保护作为一种主动措施，可以显著降低金属结构的腐蚀速率，延长其使用寿命。
进一步地，报告列举了阴极保护技术的优点。
阴极保护不需要涂覆防腐涂层，因此可以减少维护和更新的成本。
与其他防腐技术相比，它对金属结构的影响较小，不损害材料的力学性能。
此外，阴极保护技术可以在已经开始腐蚀的金属结构上进行修复和加固，具有很大的灵活性和可行性。
最后，报告提出了进一步研究的方向。
虽然阴极保护技术在腐蚀控制中取得了许多成果，但仍然存在一些问题和挑战。
例如，如何准确评估金属结构的腐蚀状况，如何优化电流场的分布以提
高保护效果等。
因此，进一步的研究应该注重这些方面的问题，并寻找解决方案。
总之，阴极保护课题的研究报告总结了这一技术的原理、应用和优点，为我们深入了解阴极保护提供了很好的参考。
随着对腐蚀控制需求的不断增加，阴极保护技术将继续得到广泛应用和发展。
阴极保护方案
阴极保护方案阴极保护方案：保卫金属免受腐蚀的利器导语：金属材料普遍容易受到腐蚀的威胁，为了保护金属免受腐蚀的侵害，阴极保护方案应运而生。
本文将探讨阴极保护的原理、应用领域以及常见的阴极保护技术。
第一部分：阴极保护的原理阴极保护是一种通过电化学方法来保护金属材料免受腐蚀的技术。
其基本原理是将一个更易被腐蚀的金属（称为牺牲阳极）与待保护金属连接，使牺牲阳极成为主动腐蚀体，在电路中形成电流，阻止了待保护金属上的腐蚀反应。
阴极保护的核心思想是利用“以小换大”的原则，通过损害牺牲阳极来保护待保护金属。
第二部分：阴极保护的应用领域1. 油气输送管道：在石油和天然气的输送管道中，金属管道暴露在潮湿的土壤、水中或海洋环境中，极易受到腐蚀的威胁。
通过采用阴极保护技术，可以有效保护油气输送管道的完整性和使用寿命。
2. 船舶和海洋结构：船舶和海洋结构在海水中长期接触到盐离子和氧气，容易发生腐蚀。
阴极保护被广泛应用于金属船体和桩、码头等海洋建筑的保护，延长其使用寿命。
3. 水处理设备：在水处理设备中，如供水管道、水处理设备和水塔等金属结构，阴极保护可以有效地减少金属的腐蚀，提高其稳定性和使用寿命。
第三部分：常见的阴极保护技术1. 牺牲阳极法：这是一种最常用的阴极保护技术，通过在待保护金属表面安装一个与之连接的可被腐蚀的金属阳极，以保护待保护金属。
在实际应用中，锌或铝通常被用作牺牲阳极。
2. 电流阴极保护法：这种方法通过在待保护金属上加上外部电源，使其成为阴极，建立与阳极部分的电流差异，防止金属腐蚀。
同时，在待保护金属表面涂覆一层特殊的保护层，以增加保护效果。
3. 阳极泄放法：这种方法利用外部电源以及适当的阳极和阴极材料，在待保护金属周围形成一个保护电场。
该电场对金属进行保护，避免腐蚀。
结语：阴极保护方案是一项重要的技术，能够有效保护金属材料免受腐蚀的侵害。
它在各个领域的应用，如油气输送管道、海洋工程和水处理设备等，起到了关键作用。
阴极保护技术在埋地管道上的应用案例的总结
阴极保护技术在埋地管道上的应用案例的总结课程：现代阴极保护技术班级：学号：姓名：目录1.阴极保护技术介绍1.1阴极保护技术原理1.2阴极保护方法1.2.1牺牲阳极阴极保护技术1.2.2强制电流阴极保护技术2. 阴极保护技术在埋地管道上的应用2.1 阴极保护技术的应用现状2.2 埋地管道采取防腐措施的必要性3.应用实例分析3.1 西气东输东输管道工程阴极保护3.1.1 阴极保护设计参数选定3.1.2 阴极保护站位置的确定3.1.3 阴极保护系统的构成3.1.4 管道外防腐涂层与阴极保护的协调问题3.2 天津渤西油气处理厂管道牺牲阳极保护3.2.1 保护电位的确定3.2.2 阳极材料及数量的确定3.2.3 阳极分布及埋设3.3 长庆油田靖咸长输管道、靖惠管道、第三采油厂管道的检测与评定3.4 油气管道阴极保护的现状与展望参考文献1.阴极保护技术介绍1.1阴极保护技术原理阴极保护是通过阴极电流使金属阴极极化实现。
通常采用牺牲阳极或外加电流的方法。
系统的检测主要通过每间隔一定的距离所测得的阴极保护数据来准确分析判定管道的阴极保护状态。
1.2阴极保护方法1.2.1牺牲阳极阴极保护技术牺牲阳极法是将需要保护的金属结构作为阴极，通过电气连接与电子电位更低的金属或合金连接，使其满足腐蚀电池形成的条件，让电子电位低的阳极材料向电子电位高的阴极材料不间断地提供电子。
牺牲阳极因较活泼而优先溶解，向被保护金属通入一定量的负极直流电，使其相对于阳极接地装置变成一个大阴极而免遭腐蚀, 而阳极则遭到强烈腐蚀；此时阴极材料的结构首先极化，在结构表面富集电子，不再产生离子，进而减缓并停止结构腐蚀进程，从而达到保护阴极材料的目的。
1.2.2强制电流阴极保护技术强制（外加）电流是通过外加的直流电源（整流器等），直接向被保护的金属材料施加阴极电流，使其发生阴极极化，同样达到保护阴极金属材料的目的。
而给辅助阳极(一般为高硅铸铁或废钢)施加阳极电流，构成一个腐蚀电池，也可使金属结构得到保护。
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用一、阴极保护技术原理阴极保护技术是利用外加电流的方式，使金属结构表面成为阴极，从而减缓或阻止金属腐蚀的一种技术措施。
在埋地燃气管道腐蚀防护中，常见的阴极保护方式主要包括外部直流阴极保护和内部直流阴极保护两种。
外部直流阴极保护是通过埋地电流系统向管道施加一个与自然腐蚀电流相反的阴极保护电流，从而使管道表面成为阴极，进而抑制金属腐蚀的过程。
而内部直流阴极保护是通过向管道内注入一定的保护电流，使管道内壁成为阴极，实现对管道内壁的腐蚀防护。
1. 提高管道的使用寿命燃气管道长期埋地使用，易受到土壤、水分和微生物等环境因素影响，导致管道金属材料产生腐蚀。
而阴极保护技术可以有效地延长管道的使用寿命，减少其腐蚀速率，提高管道的安全性和可靠性。
2. 降低管道维护成本传统的管道防腐方法往往需要定期进行外部涂层维护和修复，而且持续时间较短。
而采用阴极保护技术可以减少对管道的维护频率和维护成本，降低运行成本。
3. 提升管道的安全性阴极保护技术可以有效地阻止管道腐蚀的发生，保护管道的完整性，降低管道泄漏的风险，提升管道的安全性和稳定性。
4. 减少环境污染一旦燃气管道发生泄漏，不仅会引发安全事故，还会造成环境污染。
采用阴极保护技术可以有效降低管道泄漏的风险，减少环境污染。
阴极保护技术在燃气管道腐蚀防护中已经得到广泛应用，并且在工程实践中取得了较好的效果。
以某市某燃气公司的某工程为例，该工程采用了外部直流阴极保护技术，通过在管道埋地段设置良好的接地电极和阴极保护装置，建立起有效的阴极保护系统。
工程运行一段时间后，通过对管道的腐蚀情况进行检测和分析，发现管道表面出现了明显的腐蚀现象，并取得了良好的防腐效果。
阴极保护技术的应用也需要充分考虑管道的材质、设计参数和实际使用环境等因素，以确保防腐效果的可靠性和持久性。
未来，随着我国燃气行业的发展和对阴极保护技术需求的增加，阴极保护技术在燃气管道腐蚀防护中的应用将会得到更加广泛的推广和应用。
阴极保护应用技术
阴极保护应用技术概述阴极保护是一种常用的金属材料防腐技术，其原理是在被保护金属表面施加一个负电位（即负极电位），使得金属表面的自然电位降低，从而防止金属被氧化腐蚀。
阴极保护技术被广泛应用于海洋工程、石油化工、化肥厂等领域，可以延长设施的使用寿命，降低维修成本，提高设备的安全性。
原理阴极保护原理实际上是在金属表面施加电场，从而改变金属表面的自然电位。
当金属表面被施加一个负电位时，它就成为了一个负极，而电解质溶液成为了阳极。
负极表面会以电化学反应的形式释放出电子，使得金属表面的电位降低，从而降低了金属的电化学反应活性。
另外，阴极保护技术也可以通过形成一个保护层来实现防腐效果。
例如，在海洋工程中，通过给钢制物体表面涂上一层活性炭可以形成一种电化学保护层，这样就可以达到防止钢制物体腐蚀的效果。
实施步骤第一步：制定防腐计划在实施阴极保护技术之前，需要对被保护对象进行评估，并确定是否需要防腐保护。
接着需要确定使用何种防腐方法以及防腐保护等级标准。
第二步：设计阴极保护系统在设计阴极保护系统时，需要进行电位测量、阴极保护电流密度及保护面积的计算，并确定阴极保护电源及信号转换器等设备的具体参数。
第三步：施工及安装在进行施工及安装之前，需要对保护对象进行彻底的清洁处理，以便于与阴极保护系统的电极接触。
接着需要进行设备安装、电缆铺设以及地接装置的安装等工作。
第四步：调试及检验在阴极保护系统安装完成后，需要进行调试检验，包括阴极保护电流、保护电位及保护面积的确认以及电极触点阻值的检查等工作。
第五步：运行维护在阴极保护系统投入运行后，需要定期进行维护和检查，以确保系统的稳定性。
这包括检查水泵、电缆接头、电源开关等设备的运行状态，以及碳电极和测试水的腐蚀性等方面的检查。
结论阴极保护技术是一种应用广泛的防腐技术，在海洋工程、石油化工等领域有着重要的应用，可以延长设施的使用寿命，降低维修成本，提高设备的安全性。
实施阴极保护技术需要制定防腐计划、设计阴极保护系统、施工及安装、调试及检验以及运行维护等步骤。
阴极保护技术的应用
阴极保护技术的应用摘要简要说明了阴极保护技术在国内外的发展现状，原理及前景；并分别在钢铁在海水中和钢筋混凝土中说明了阴极保护技术在防腐蚀中的重要作用。
关键词：阴极保护，锈蚀，防腐蚀阴极保护详述阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。
阴极保护技术分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护，目前该技术已经基本成熟，广泛应用到土壤、海水、淡水、化工介质中的钢质管道、电缆、钢码头、舰船、储罐罐底、冷却器等金属构筑物的腐蚀控制。
国内外阴极保护的发展1823年，英国学者汉戴维（davy）拒绝接受英国海军部对木制舰船的铜护套的锈蚀的研究，用锡、铁和锌对铜展开维护，并将使用铁和锌对铜维护的有关报告于1824年刊登，这就是现代锈蚀科学中阴极保护的起点。
虽然戴维使用了阴极保护技术对铜展开维护，但对其工作原理却并不准确。
1834年，电学的奠基人法拉第打下了阴极保护的原理；1890年爱迪生根据法拉第的原理，明确提出了强制电流阴极保护的思路。
1902年，k柯恩使用爱迪生的思路，采用另加电流顺利地1同时实现了实际的阴极保护。
1906年，德国创建第一个阴极保护厂；1910年～1919年，德国人保尔和佛格尔用10年的时间，在柏林的材料试验站确认了阴极保护所须要的电流密度，为阴极保护的实际采用打下了基础。
我国的阴极保护工作开始于1958年。
其直接原因是当时一条长输管道（克拉玛依－独山子输油管道）埋地11个月就开始穿孔漏油，最严重时每天都要穿孔几次。
1961年将原管道停产并施加了阴极保护，施加阴极保护后，该管道连续运行了20多年未出现漏油，1986年有关专家通过考察、分析、评估，认定此管道还可工作20年。
自阴极保护做为一种金属防腐蚀技术已经开始至今,阴极保护系统的设计方法,大致经历了为纯粹依据经验和直观的曝露试验展开阴极保护系统设计的经验设计方法,以欧姆定律为基础展开阴极保护系统设计的传统排序设计方法、应用领域现代数值计算方法和以计算机做为排序工具展开阴极保护系统设计的现代设计方法的发展阶段。
阴极保护方法的选择和应用
阴极保护方法的选择和应用
阴极保护方法的选择和应用
阴极保护适用于直埋土壤中的管道、贮罐、接地网等钢铁结构物，设计者应该要慎重考虑选用何种阴极保护的方法。
外加电流阴极保护法一般用在长距离输送管道上，它要求具备直流电源，建立保护站并有专人看管养护。
牺牲阳极的阴极保护适用于一切直埋土壤中的管道、接地网、贮罐、储槽等钢结构物，它不需要另外设直流电源、保护站，也不需要有专人看管，几乎不需要养护。
（1）根据土壤电阻率不同选用不同的牺牲阳极
锌阳极适用于电阻率小于15欧姆·米的土壤中。
铝阳极适用于海水、污水、石油等介质中。
镁阳极适用于任何电阻率的土壤中。
带状阳极应用于高电阻率环境，临地性阴极保护套管内输送管的保护及防交流干扰的接地垫。
（2）管道达到完全保护所需的牺牲阳极的重量
根据土壤电阻率，被保护物的表面积及绝缘防腐涂层的质量等因素来确定。
复杂海洋环境下长寿命牺牲阳极阴极保护关键技术及应用
复杂海洋环境下长寿命牺牲阳极阴极保护关键技术及应用在咱们海洋的深处，那可真是一个复杂又神秘的世界。
海水里盐分高，潮汐不断，温度忽冷忽热，海底的生物也各种各样，真的是给设备带来了不少麻烦。
你想，海洋里的钢铁、船只、平台这些大家伙，如果不做好保护，早晚就得被腐蚀得掉漆、烂掉。
就得提到一个非常有用的保护手段——牺牲阳极阴极保护。
这玩意儿听上去有点复杂，但实际上，就像给海洋中的设备穿上一层保护衣。
话说回来，长寿命牺牲阳极阴极保护技术，那才是关键中的关键。
简单来说，牺牲阳极阴极保护就像给设备找了个保镖。
海水中的腐蚀反应其实是因为金属表面与水发生了电化学反应，导致金属的分子不断流失，长时间下来，设备就会腐蚀，甚至报废。
而牺牲阳极就是通过将一些特定的金属材料（比如锌、铝或镁）放到设备旁边。
这些金属的电化学特性比设备的金属更容易发生反应，所以它们会先“牺牲”自己，保护设备不受损害。
像是站出来顶包，设备的“身体”没事，牺牲阳极自己吃了亏。
想象一下，海洋环境就像是一个大号的化学实验室，什么盐分、氧气、酸碱度都在作怪。
尤其是那些深海区域，水深又大，环境条件变得更加极端。
没有点好技术，根本扛不住。
比如传统的牺牲阳极，其实有个问题：它们的使用寿命并不是特别长。
如果阳极用得太快，设备就得经常进行维护或者更换阳极，想想每次去海上换东西可不容易，成本可就上去了。
可如果技术做得好，阳极能用个十年八年，设备就能“长命百岁”。
说白了，这就是长寿命牺牲阳极阴极保护技术的最大优势，它不但能有效抵抗腐蚀，还能减少频繁维护的麻烦。
在复杂海洋环境下，技术的应用就更重要了。
比如说，咱们的海底石油平台，得面对恶劣的天气和强烈的海流。
就算是坚固的钢材，放在海水中呆久了，也会被“慢慢啃掉”。
再比如海上风电平台，它们长期在海面上工作，阳光、风、雨、潮汐，啥都得忍。
你想想，如果没有这种长寿命保护技术，设备根本撑不住。
它不光要对抗自然的力量，还得要顶住人工的干扰，真是处处都得考虑到。
油气长输管道中阴极保护技术的应用分析
油气长输管道中阴极保护技术的应用分析摘要:随着经济的发展，人们生活水平越来越高，生产力为了适应社会也在不断提高，目前我国资源运输仍然存在着较多问题，油气大多运用长输管道，在油气输送中容易出现管道被腐蚀的情况，当然，最合适的防腐措施就是采取阴极保护，本文主要以长输管道容易被腐蚀这一现象为切入点，分析采取防腐措施的必要性，探讨阴极保护策略。
关键词:油气长输管道阴极保护技术引言:在铺设油气长输管道时十分困难，首先管道较长，其次管道内部环境较复杂，而且容易遭受多种物质的腐蚀，经长时间研究表明，阴极保护措施是油气长输管道中防腐的最佳策略。
一、油气长输管道防腐的必要性我国地大物博，资源较丰富，而资源分布也存在着地区差异，不同区域间调配资源，运输资源已经是国家常态，根据目前调查情况来看，油气在输送过程中需要经过多种复杂的外部环境，不单单是复杂的土壤成分会对管道造成侵蚀，遇到恶劣天气时天气会对管道造成外部侵蚀。
除此之外，某些传输管道输送物质也具有侵蚀性，会对管道内部造成极大破坏，在长期运输过程中，由于管道经常受到来自内部的腐蚀，这也会加重管道老化，造成资源浪费，如果管道发生破坏，管道内的物质泄露会造成环境污染，甚至会引起火灾等不必要的事故，影响企业经济损失，也会威胁人们生命财产安全，如果防腐措施不到位，在运输途中将会产生资源损耗，而且带来的经济损失也是无法估量的，影响企业经济效益，由此来看，油气长输管道防腐措施需要及早落实。
阴极保护作为防腐措施中的一种，在国内外已有多年发展，这也使得阴极防护技术已趋向成熟。
阴极保护法又具体分为三部分，第一部分是外加电流阴极保护，是指电流的负极与被保护的金属设备相连接，依靠外来的阴极电流进行金属保护，第二个是外加电流阴极保护系统的组成，外加电流阴极保护系统，包括辅助阳极，阳极，平参比电极和直流电源四个部分；第三个是牺牲阳极保护，是指在被保护金属设备上连接一个电位更富的强阳极，从而使阴极极化。
阴极保护的原理及应用初级
阴极保护的原理及应用初级阴极保护是一种防腐蚀技术，它的原理是通过电流的作用来保护金属结构不受腐蚀。
阴极保护广泛应用于各个领域，包括石油行业、自来水供应系统、海洋工程、桥梁和建筑物等。
阴极保护的原理基于电化学反应的基本规律。
当金属暴露在一定条件下的介质中时，会与介质发生一系列的电化学反应。
其中最常见的腐蚀形式是金属离子的溶解，这个过程称为阳极溶解。
阴极保护的目的是通过施加外加电流，使金属表面成为阴极，从而阻止金属的溶解反应，实现对金属的保护。
阴极保护的应用依赖于两个基本原则：阳极和阴极的电子传导以及电解质的输运。
在一个阴极保护系统中，通常包括一个直流电源、阳极材料和电解质。
首先，阳极材料的选择非常重要。
阳极材料通常是一种具有良好电导性和耐腐蚀性的金属，如铁、铝或镁。
阳极材料会持续地释放电子，并形成电流向金属结构中传导。
阳极材料的耐蚀性决定了它们的寿命。
其次，电解质的输运机制对阴极保护效果有重要影响。
电解质的主要作用是传递电流和提供阴极保护所需的离子。
一种常用的电解质是水溶液，其中包含适量的盐和辅助物质。
水溶液中的离子通过与金属表面的相互作用，抑制了阳极溶解反应的发生。
在阴极保护系统中，需要通过电源施加一定的电流到金属结构上。
电源通常是直流电源，可根据阴极保护对电流的要求进行相应的调整。
施加电流后，阳极和金属将通过电解质中的离子进行电子传导，形成一个闭合的电路。
阴极保护的应用非常广泛。
以下是一些主要的应用领域：1. 石油行业：阴极保护广泛应用于石油开采和储存设备，如油井、油罐和管道等。
由于石油的化学性质，油井、油罐和管道易受腐蚀的影响，阴极保护可以延长这些设备的使用寿命。
2. 自来水供应系统：自来水供应系统中的金属管道和设备也容易受到腐蚀的影响。
阴极保护可以减轻自来水系统中的金属腐蚀，保护供水的质量和安全。
3. 海洋工程：海洋环境中盐水的腐蚀性很强，特别是对于金属结构来说更为明显。
阴极保护广泛应用于码头、海洋平台和船舶等设施，可以提高它们的抗腐蚀能力。
阴极保护应用技术
阴极保护应用技术(1)阴极爱护的基本参数最小爱护电流密度和最小爱护电位是衡量阴极爱护是否达到完全爱护的两个基本参数。
外加阴极电流强度越大，被爱护金属的腐蚀速度就越小，使金属停止腐蚀。
亦即达到完全爱护时所需的最小电流值称为最小爱护电流密度，此时的电位称为最小爱护电位。
由于在实际工作条件下，往往很难直接测量被爱护金属表面的电流密度，因此常以测定金属在所处介质中的电位值来评定其爱护程度。
最小爱护电流密度和最小爱护电位都通过试验确定。
它们与被爱护金属的种类、表面状态以及腐蚀介质的性质、浓度、温度、运动状况等因素有关。
(2)阴极爱护设计要点及原则设计要点：①确定合理的爱护度。
阴极爱护的爱护效果以爱护度Z表示：<imgborder=“0”src=“/UploadFiles/201200/20 1210/Manage/201210111038347762.jpg”width=“4 50”/式中Z——爱护度；V1——未爱护前金属的腐蚀速率；V2一—爱护后金属的腐蚀速率。
一般阴极爱护的效果随外加阴极电流的增大而增高，但并非按比例提高；当电流密度增大到肯定程度后，再连续增加电流密度还会降低爱护度。
如图5-3-7，碳钢在静止海水中，当i保=2mA/dm2时，已接近完全爱护，假如将爱护电流密度增大到62mA/dm2以上，则爱护度反而有所下降，这种现象称为“过爱护”。
产生“过爱护”不仅铺张电，而且还会使被爱护金属表面因发生析氢，导致钢材“氢脆”；所以采纳阴极爱护时，并非任何场合都要求达到完全爱护，其爱护度应依据被爱护设备使用寿命与常常性消耗费(电能或护屏的消耗)等进行综合经济核算后确定。
<imgborder=“0”src=“/UploadFiles/201200/20121 0/Manage/201210111038340997.jpg”width=“450”/②阳极材料的选择。
就护屏爱护来说，阳极材料对爱护效果的影响往往是起打算性作用的因素。
阴极保护技术在管道工程中的应用研究
阴极保护技术在管道工程中的应用研究管道工程是一个广泛应用于能源、石化等各个行业的工程领域，涉及核电、天然气、石油、煤炭等行业。
为保障管道工程的安全、可靠运行，防止腐蚀、充电电化学等现象的产生，阴极保护技术就显得尤为关键。
一、阴极保护技术阴极保护技术是一种防腐技术，其基本原理是将钢结构的电位通过其它电量得以降低，从而实现对金属的防护。
当钢结构的电位倾向于阳极时，则容易发生电化学腐蚀。
因此，降低钢结构电位可转化成为阳极进而阻止腐蚀的产生。
阴极保护技术主要有外部电源阴极保护、感应电源阴极保护、组合型阴极保护。
其中，外部电源阴极保护是应用最广泛的一种技术。
二、阴极保护技术在管道工程中的应用管道工程防腐的方式多种多样，其中阴极保护技术是一种较为可靠和经济的方式。
在管道工程中，较为典型的应用案例是钢质油气输送管道防腐。
钢质油气输送管道在使用过程中，因为掺有各种异物等，容易发生腐蚀现象，因而阴极保护技术的应用是必要的。
许多管道工程行业初次采用阴极保护技术，其原因主要包括：①阴极保护技术在沧海桑田的过程中逐渐被人们所认可；②管道隐蔽性较强，线路长，修复难度大，采取预防措施较为经济有效；③阴极保护对环境影响较小，不会对化学成分构成影响，避免污染环境；④阴极保护具有较好的保护效果，可减少设备维护费用和人事物力成本。
阴极保护在管道工程中的应用为阳极电流、阳极品质、操作程序和监测技术的设置提供了直观材料和理论依据，提高了管道工程的靠谱性。
三、阴极保护技术应用的不足阴极保护技术不足之处在于该技术只能针对特定的金属构件，例如管道、储罐、桥梁等，因而只能在某些工程领域中得到应用。
另外，阴极保护技术在环境条件变化较大的地方使用时，如在地下或高处等地方，会受到环境温度等因素影响，又因不断增长的设备需要作出针对性调整才能适应更多的管道工程形式。
四、结论阴极保护技术是管道工程防腐的可靠技术之一。
在管道工程中的应用，可以有效的预防管道腐蚀和充电的电化学环境，降低管道工程的制作成本和维修成本。
大型钢制储罐阴极保护技术的应用
（） ２ 如果 旧储罐底板腐蚀 严重 ， 可采 用罐 底全部更换 的施 工方法 ， 阳极地床 补埋 储罐物料排空后 ， 清洁并 用空气进行置换 ， 做好动火准备 工作 ， 拆除储罐 的主要附件架空并固定罐体 ， 方可动火切割底
【 作者 简介 】 谢业东 １６一 ， 广西邕宁 副教 研究 （９６ ）男， 人， 授， 方向： 化工机 械设计与制造。
用辅 助 阳 极 。
式 中： 一直流电源额定 电压值 ， ｕ Ｖ；
Ｉ板 阴极保护电流， 一 Ａ； Ｒ 以阳极地床为主的回路总电阻， 一 Ｑ。
阳极保护是将被保护的金属构件与外 加直流 电源 的正极
（） ６ 辅助阳极总量计算
辅助阳极需要量按下式计算
相连 ， 电解质溶液中使金属构件阳极极化至一定 电位 ， 在 使其 建立并维持稳定 的钝态 ， 从而阳极溶解受到抑制 ， 腐蚀速 度显 著降低 ， 使设备的到保护。
金属的腐蚀速度 ， 甚至可使腐蚀完全停止 。也可 以把金属的电
位提高 ， 使金属钝化， 人为地使金属表面形 成致 密的氧化膜 ， 降 低金属 的腐蚀速度 。 这种通过改变金属 一电解质溶液 的电极电
和龟裂 ， 无论是新罐或 旧罐 ， 保护电流密度取为妥 。
（） ４ 保护电流计算
－
阴极保护总电流为 ：
整比较 困难 ， 受土壤电阻率 限制 ， 有效保护范 围小 ， 一般用 于小 型储罐。
阳极地床的布置方法可选择 ： 储罐周边 浅埋 阳极地床 ； ①
② 储罐底板下埋设 阳极地床 ；③ 储罐外侧设置垂直深井 阳极
地床 ； 储罐外侧设置垂直深井 阳极辅 助储罐周边浅埋 阳极 ④
地床。
＃ Ｊ电流 阴极保护法需要外部电源 ， 出电流可调 ， Ｉｒ Ａｌ 输 有效 保护范围大 ， 一般用于大型储罐。 （） ２ 保护面积计算 保护 面积包括储罐底板面积 、 埋地管线及其他金属构筑物
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用阴极保护是一种常用的防腐蚀方法，广泛应用于埋地燃气管道的腐蚀防护中。
阴极保护的原理是通过在管道表面施加电流来形成一个保护层，将基材的金属离子还原为金属，并阻止进一步的腐蚀反应发生。
阴极保护的主要应用是在金属管道的腐蚀防护中。
在埋地燃气管道中，由于环境条件的限制，金属管道容易受到土壤中的湿气、盐分和化学成分的侵蚀，导致腐蚀的发生。
为了延长管道的使用寿命，阴极保护被广泛应用于燃气管道的腐蚀防护中。
阴极保护主要包括两种方式：一种是直流阴极保护，另一种是集流器阴极保护。
直流阴极保护通过外加直流电流，在管道表面形成一个保护层，将金属管道的金属离子还原为金属。
集流器阴极保护是通过将导电的物质（如铁片、铝片等）放置在管道周围，当导电物质与燃气管道接触时，形成电流回路，从而达到防腐蚀的目的。
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用，首先需要对管道进行一系列的腐蚀评价和测试，确定是否需要采取阴极保护措施。
然后，根据管道的具体情况和环境条件，选择合适的阴极保护方式和设备。
在使用阴极保护的过程中，需要定期检测和监控阴极保护系统的工作状态，确保其正常运行。
阴极保护的另一个重要方面是阴极保护剂的选择。
阴极保护剂通常是一种能够稳定电流和电位的物质，常见的阴极保护剂包括硫酸锌、硫酸铝、硫酸铜等。
阴极保护剂的选择应根据管道的材质和环境条件来确定，以达到最好的防腐蚀效果。
阴极保护是一种在埋地燃气管道腐蚀防护中广泛应用的方法。
它通过形成一个保护层，有效地延长了管道的使用寿命，降低了管道的维护成本。
阴极保护也需要定期检测和监控，以确保其正常运行。
阴极保护剂的选择也是防腐蚀效果的关键因素。
阴极保护在核电厂的应用
阴极保护在核电厂的应用发布时间：2021-06-21T03:10:13.561Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年7期作者：方思军[导读] 在核电厂中，阴极保护系统主要应用于安装在PS泵房内的鼓形滤网、敷设在GA廊道核电厂房贝类捕集器之前的重要厂用水管道、核岛厂房溢流堰之前的互相独立的四条重要厂用水管道以及PS泵房中的吸水暗渠连通管、重要厂用水泵吸水管、人孔管和循环水过滤系统泵吸水管进行外加电流阴极保护；中国中原对外工程有限公司北京市 100044摘要：阴极保护是使被保护设备阴极极化，从而消除电化学腐蚀。
分为外加电流法和牺牲阳极法，核电厂中主要采用外加电流法对设备进行保护，以鼓网的阴极保护系统举例介绍该系统的组成以及安装控制要点。
关键词：核电；阴极保护；鼓形滤网；恒电流；恒电位在核电厂中，阴极保护系统主要应用于安装在PS泵房内的鼓形滤网、敷设在GA廊道核电厂房贝类捕集器之前的重要厂用水管道、核岛厂房溢流堰之前的互相独立的四条重要厂用水管道以及PS泵房中的吸水暗渠连通管、重要厂用水泵吸水管、人孔管和循环水过滤系统泵吸水管进行外加电流阴极保护；对安装在PS泵房的钢闸门、细格栅及除污机以及安装在重要厂用水排水管和虹吸井的钢闸门进行牺牲阳极阴极保护。
1、工作原理阴极保护，就是对被保护的金属施加一定的阴极电流，使被保护金属的电极电位向负方向偏离于其平衡电极电位，当被保护金属的局部阳极位置和阴极位置之间的电位差降为零时，局部腐蚀过程被抑制；随着阴极极化的增加，当结构上所有阴极位置的电位均达到最活性阳极位置的开路电位时，整个被保护金属各局部没有电位差，金属腐蚀丧失了驱动力，阳极腐蚀电流降为零，见下图1。
金属腐蚀反应方程式：※阳极反应：Fe→Fe+++2e※阴极反应：O2+2H2O+4e-→4OH-※阴极反应：2H2O+2e-→H2+2OH-阴极保护作用下，阳极区与阴极区的电位差△E=0，金属腐蚀反应驱动力为0，金属腐蚀反应速度I降低为0，金属阳极区的腐蚀反应被抑制。
阴极保护技术在地下输水管道上的应用
32黑龙江石油化工1998年阴极保护技术在地下输水管道上的应用郑孝君(大庆石油化工总厂化肥厂,大庆163714)摘要通过分析大庆红旗泡水库至化肥厂地下输水管道的腐蚀状况,介绍了外加电流法为主,牺牲阳极法为辅的阴极保护法和涂料防腐的保护原理以及在该管道上的应用情况,并提出操作中应注意的问题。
关键词地下输水管道腐蚀阴极保护1概述红旗泡水库至大庆石油化工总厂化肥厂的地下输水管道有两条,均为金属管道。
一条是1974年投产的旧管道,另一条是刚刚投用的新管道。
管道沿途的地理环境复杂,据测定,土壤的平均电阻率为14.1 m,平均盐含量为0.15%,平均水含量为21.85%。
按土壤腐蚀性的分级标准,属 强腐蚀性 介质。
虽然管道采取了常规防腐处理,但由于旧管道埋地时间长,加之沿途地质情况复杂,最近每年都要腐蚀穿孔近30余处。
堵漏工作很艰苦,耗费了大量的人力物力。
有的穿孔点受位置所限,根本无法处理,使大量的水资源白白浪费。
据统计,每年用于输水管道堵漏的费用达50万元,输水管道每天的泄漏量近1万t。
两项合计,每年的损失近300万元。
可见,仅仅依靠维修、堵漏的办法是不能保障旧管道正常运行的,免不了年年堵,年年漏。
更新管道,既不合算,又有种种困难。
新管道如不及早采取措施,也终将步旧管道的后尘。
因此,采取一种能减缓管道腐蚀,延长管道寿命且投资不高的保护方法是十分必要的。
据资料介绍[1],阴极保护技术在我国的地下原油管道、天然气管道上应用得较普遍,在地下水管道上的应用也越来越受到重视。
阴极保护技术可使被保护物的使用寿命成倍延长,而费用只占被保护物造价的1%~3%。
大庆石油化工总厂与中国市政工程东北设计院防腐工程处合作,于1997年4月建立了红旗泡水库至化肥厂段地下输水管道阴极保护系统,现已投入运行。
监测结果表明:该管道保护电位参数全部达标,且电位分布均匀,管道得到了有效保护。
2输水管道的腐蚀分析[2,3]根据输水管道所处的环境和特点,腐蚀原因可分为以下三种。
阴极保护技术在PCCP管道工程中的应用
阴极保护技术目前已发展成熟，被广泛应用到海水、淡水、化工介质中的钢质管道、电缆、钢码头、舰船、储罐罐底、冷却器等金属构筑物的腐蚀控制工程中。
为了延长和保证ＰＣＣＰ管道使用寿命，在南水北调中线北京段ＰＣＣＰ管道工程中首次引进了阴极保护技术，以每２０节ＰＣＣＰ管子（约１００ｍ）作为一个保护单元进行电连续连接，通过电化学的方法，将需要保护的管道结构极化，使之电位向负向移动，以达到在环境介质中处于阴极，使管道处于被保护状态。
阴极保护技术在南水北调ＰＣＣＰ工程中的成功应用，为我们积累了应用经验，也为同类或类似工程的应用提供参考。
１．南水北调ＰＣＣＰ管道实施阴极保护技术的必要性１．１ＰＣＣＰ管道结构特点预应力钢筒混凝土管（ＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＣｙｌｉｎｄｅｒＰｉｐｅ，简称ＰＣＣＰ），作为一种新兴管材，它是由钢筒、高强预应力钢丝、高强混凝土、高强砂浆和橡胶密封圈等原辅材料制作而成，不仅具有抗渗性、耐久性，使用寿命长，抗震能力强、施工维护方便等优点，还能适用于高工压和高覆土等工程环境。
ＰＣＣＰ管道是由带钢筒的混凝土管芯、缠绕管芯外的预应力钢丝和钢丝外的水泥砂浆保护层组成的。
管道两端采用钢制承、插口圈，接头采用橡胶密封圈进行连接。
管道结构见图１。
此外，在南水北调北调中线北京段ＰＣＣＰ管道工程中，对管道实施环氧煤焦沥青涂层进行防腐。
考虑到该工程的腐蚀性土壤电阻率均低于５０Ω·ｍ和防腐年限为２５ｄ，工程设计采用超厚膜（干膜平均厚度为６００μｍ）环氧煤焦沥青涂料。
１．２ＰＣＣＰ管道腐蚀原因分析ＰＣＣＰ管道预应力钢丝外层砂浆的水灰比通常为０．２８～０．３，砂浆密实度很高，有效阻止了土壤或地下水中有害物质的侵入。
而且砂浆的高碱性（通常为ｐＨ值１２以上）为钢丝提供了钝化环境，促使钢丝表面形成稳定的钝化膜，保护钢丝和钢筒不腐蚀。
但是ＰＣＣＰ管表面砂浆保护层本身是一种多孔材料，即使再密实还是会存在从凝胶孔到毛细孔一系列不同孔径的孔隙；在生产过程中由于砂浆自身收缩、干燥收缩等因素也可能产生细微裂缝；在使用过程中由于环境对砂浆的腐蚀而产生缺陷、由于ＰＣＣＰ受力膨胀而引起砂浆开裂，或由于基础不均匀沉陷形成ＰＣＣＰ管承插口灌注砂浆开裂。
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用一、阴极保护原理阴极保护是利用外部直流电源或者无源的阳极材料使金属结构成为电化学反应中的阴极，从而降低其在环境中的腐蚀速率的一种方法。
在埋地燃气管道的腐蚀防护中，阴极保护主要是通过在管道表面放置阳极，利用管道本身作为阴极，使管道表面处于保护电位，从而减缓管道金属的腐蚀速率，达到延长管道使用寿命的目的。
阴极保护技术具有操作简单、成本低、效果显著等优点，因此在燃气管道的腐蚀防护中得到了广泛的应用。
1. 防腐涂层结合阴极保护在埋地燃气管道的腐蚀防护工程中，通常会采用防腐涂层结合阴极保护的方式，以达到更加全面、有效的腐蚀防护效果。
在燃气管道的外表面进行防腐涂层的施工，选用高耐蚀、耐磨损的防腐材料，确保防腐效果。
然后，在管道表面布置阳极，通过外部直流电源施加电流，使管道表面达到保护电位，进行阴极保护。
这样既能够有效地防止土壤的腐蚀作用，又能够延长防腐涂层的使用寿命，保障管道的安全运行。
2. 多点分布式阴极保护系统对于大型燃气输送管道来说，采用单点阴极保护可能无法对整个管道进行有效的腐蚀防护。
此时，可以采用多点分布式阴极保护系统，通过在管道上不同位置布置多个阳极，从而实现对整个管道的腐蚀防护。
这种方式可以更好地分布阴极保护电位，均匀地保护管道各部位，从而保障管道的全面安全。
3. 阴极保护检测与监控在阴极保护的应用过程中，必须对阴极保护的效果进行定期检测与监控。
通过测量管道表面的电位、阴极电流密度等参数，可以了解阴极保护的效果，及时发现并处理因设备损坏、电源故障等原因导致的阴极保护失效问题，从而保障管道的长期安全运行。
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中具有重要的应用价值，可以有效地保护管道免受土壤腐蚀的侵害，保障燃气管道的长期安全运行。
未来，随着技术的进步和应用的广泛，阴极保护技术在燃气管道腐蚀防护中将发挥更加重要的作用，为燃气行业的发展和人民生活的改善做出更大的贡献。
阴极保护技术在埋地钢质管道中的应用
2020,30（3）闫锦霞 阴极保护技术在埋地钢质管道中的应用27阴极保护技术在埋地钢质管道中的应用闫锦霞*中海油石化工程有限公司 济南250101扌商要 本文通过介绍牺牲阳极阴极保护技术及其在工程实例中的应用，探讨如何使埋地钢质管道达到最 合理有效的防腐蚀效果。
关键词阴极保护技术牺牲阳极埋地钢质管道防腐在空气中氧的作用下，埋地钢制管道与土壤 中的水分等介质作用，发生电化学反应，构成电 化学腐蚀；而土壤中的腐蚀性物质如二氧化碳、卤素离子等会加快钢质管道的全面腐蚀和点蚀。
埋地钢质管道因腐蚀而发生重大安全事故的案例 危害巨大。
2000年某天然气公司在新墨西哥州Carlsbad附近的埋地天然气管道因介质腐蚀，造成管道内部腐蚀严重而发生断裂，事故造成附近12名人员死亡，直接损失近100万美元。
2004年某化肥厂 一条埋地输气管道因土壤腐蚀，造成管道外腐蚀严重而发生泄漏，事故造成大量可燃、有毒的水 煤气泄漏，周围环境严重污染。
由此可见，埋地钢质管道的防腐蚀措施是管道安全运行的重要保 障。
一般来说，埋地油气长输管道、油气田外输管道以及油气田内埋地集输干线管道应采用阴极 保护，其他埋地管道宜采用阴极保护⑴。
1阴极保护的原理及分类阴极保护是对被保护金属通过阴极极化，使 其电极电位负移，从而控制金属腐蚀的方法。
按照施加电流的方式不同，阴极保护可以分为牺牲阳极（图1）和强制电流（图2）两种。
下面重点 介绍牺牲阳极法。
图1牺牲阳极法图2强制电流法2牺牲阳极阴极保护的设计及施工2.1系统2.1.1牺牲阳极的选择牺牲阳极阴极保护适用于电阻率低的土壤里、 水中或沼泽环境中管径较小的管道，或距离较短且涂有优质防腐层的大口径管道。
工程上常见的 牺牲阳极有镁合金、锌合金、铝合金三大类，种类选择见表1。
表1牺牲阳极种类的应用选择水中土壤中可选阳极种类电阻率（O • cm ）可选阳极种类电阻率（Q • cm ）带状镁阳极>100铝<150镁（-1.7V ）60 〜100镁40 ~60锌<500镁（-1.5V ）<40镁（-1.5V ），锌<15镁>500锌或 AL - Zn - In - Si<5 （含 CL ）2.1.2牺牲阳极的安装要求牺牲阳极的埋设方式根据轴向和径向可分为立式和水平式。
阴极保护技术在直埋蒸汽管道中的应用
阴极保护技术在直埋蒸汽管道中的应用作者：王宗超来源：《科技与创新》 2015年第24期王宗超（南京苏夏工程设计有限公司，江苏南京 210036）摘要：为了延长管道的使用寿命和保障安全生产，应在管道防腐中采用防腐蚀涂层与阴极保护相结合的双保护技术。
防腐涂层可对管道与周围土壤介质起到物理隔离作用，优质的防腐涂层可有效降低阴极保护所需的保护电流密度；阴极保护可有效弥补防腐涂层具有的针孔、涂层老化等缺陷，从根本上抑制管道土壤腐蚀的发生和发展。
通过两者的结合使用，可大大延长管道的使用寿命，这是目前公认的组合防腐蚀技术。
关键词：蒸汽直埋管道；阴极保护；镁合金阳极；防腐蚀技术中图分类号：TG174.41 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.24.133本文以无锡协联热电埋地蒸汽管道改造项目为例，具体阐述阴极保护在蒸汽热网埋地管道中的应用。
2013 年，无锡协联热电拟对市区解放环路内各埋地蒸汽管道进行全面改造，对各埋地蒸汽管道加装阴极保护为改造项目之一，从而延长管道的使用寿命。
1 设计依据本设计参考《埋地钢质管道阴极保护技术规范》（GB/T 21448—2008）、《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》（GB/T 21246—2007）、《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》（SY/T 0017—2006）、《埋地或水下金属管道系统的外部腐蚀控制》（NACERPO169—96）和无锡市区的地下水位、水质状况。
2 设计技术指标保护电位：管道保护电位为－ 0.85 V （相对于饱和Cu/CuSO4 参比电极）；设计使用年限t≥20 年。
3 设计方案阴极保护方法分为强制电流保护和牺牲阳极保护两种。
根据本管道所处的环境状况和外涂层性质（在本设计中，埋地蒸汽管道外套钢管防腐层采用环氧煤沥青防腐层，防腐结构为“一底三布五油”，即“底漆—沥青—玻璃布—沥青—玻璃布—沥青—玻璃布—两层沥青”），本管道宜使用牺牲阳极法。
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阴极保护技术的应用摘要简要说明了阴极保护技术在国内外的发展现状，原理及前景；并分别在钢铁在海水中和钢筋混凝土中说明了阴极保护技术在防腐蚀中的重要作用。
关键词：阴极保护，腐蚀，防腐蚀阴极保护概述阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。
阴极保护技术分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护，目前该技术已经基本成熟，广泛应用到土壤、海水、淡水、化工介质中的钢质管道、电缆、钢码头、舰船、储罐罐底、冷却器等金属构筑物的腐蚀控制。
国内外阴极保护的发展1823 年，英国学者汉·戴维（Davy）接受英国海军部对木制舰船的铜护套的腐蚀的研究，用锡、铁和锌对铜进行保护，并将采用铁和锌对铜保护的相关报告于1824年发表，这就是现代腐蚀科学中阴极保护的起点。
虽然戴维采用了阴极保护技术对铜进行保护，但对其工作原理却并不清晰。
1834年，电学的奠基人法拉第奠定了阴极保护的原理；1890 年爱迪生根据法拉第的原理，提出了强制电流阴极保护的思路。
1902 年，K·柯恩采用爱迪生的思路，使用外加电流成功地实现了实际的阴极保护。
1906 年，德国建立第一个阴极保护厂；1910 年～1919年，德国人保尔和佛格尔用10年的时间，在柏林的材料试验站确定了阴极保护所需要的电流密度，为阴极保护的实际使用奠定了基础。
我国的阴极保护工作开始于1958年。
其直接原因是当时一条长输管道（克拉玛依－独山子输油管道）埋地11 个月就开始穿孔漏油，最严重时每天都要穿孔几次。
1961年将原管道停产并施加了阴极保护，施加阴极保护后，该管道连续运行了20多年未出现漏油，1986年有关专家通过考察、分析、评估，认定此管道还可工作20年。
自阴极保护作为一种金属防腐蚀技术开始至今, 阴极保护系统的设计方法, 大致经历了以单纯依据经验和简单的暴露试验进行阴极保护系统设计的经验设计方法, 以欧姆定律为基础进行阴极保护系统设计的传统计算设计方法、应用现代数值计算方法和以计算机作为计算工具进行阴极保护系统设计的现代设计方法的发展阶段。
随着航海业的产生和发展, 大量使用金属材料, 腐蚀问题也随之而来。
人们开始寻求对船舰等各种海上设施进行保护的方法。
十九世纪二十年代初, 汉雷弗·戴维爵士从英国海军部接受一项保护舰船铜包层的任务。
在实验室里, 他进行了大量的实验后发现可以用锌或铁对铜进行阴极保护。
他在另一项研究中发现, 用一定比例的锌或铁能满足船上铜包层的阴级保护的需要。
他首次对号舰的表面铜包层进行阴级保护, 并取得了良好了效果。
这个时期, 由于缺乏科学的、系统的金属防腐蚀理论基础, 人们对阴极保护系统的设计仅仅是单凭以往设计的失败教训和成功的经验, 以及由简单试验得到的数据来进行的。
这种设计方法, 我们称之为经验设计方法。
经验设计方法是非定量的, 带有极大的盲目性。
采用这种设计方法设计的阴极系统, 其成功与否几乎取决于运气。
尽管这样, 这仍不失其作为阴极保护系统设计方法开端的意义。
钢铁在海水中的腐蚀在海水电解质量的钢铁表面各部位的电极电位不一样, 形成了无数对微电池。
其中,铁电位较负、比较活泼、放出电子成为正离子进入海水、处于阳极状态、遭到腐蚀、生成铁锈。
铁锈是质地疏松而脆的物质, 不能阻止铁进一步腐蚀。
因此, 钢铁就不断地遭到化学腐蚀而破坏。
此外, 海生物、海水运动及杂散电流对船体的腐蚀也是有影响的。
阴极保护的原理钢铁在海水中的腐蚀是一个电化学过程, 阴极区往往不腐蚀。
如使钢铁表面全部处于阴极状态来抑制微阳极区钢铁的电子释放。
就可防止钢铁的腐蚀。
阴极保护即在金属表面上加上阴极电流。
当这些电子来不及与水中的氧作用时, 就会在钢铁表面积聚起来。
使钢铁表面的电位向负方向移动, 形成阴极极化。
这时, 微阳极释放电子的能力就减少。
电流愈大或时间愈长电子积聚就越多, 钢铁表面的电位就越负, 微阳极释放电子的能力就越弱。
当阴极电流释放的电子足够多, 使钢铁表面达到了等电位, 腐蚀微电他作用被迫停止, 钢铁就得到了保护。
这就称为阴极保护。
钢铁在海水中对不同参比电极的保护电位值是不同的。
目前我国一般选用银氯化银电极, 钢铁在海水中的保护电位取-0.75V～0.95V （相对于银/氯化银参比电极）最佳电位为-0.85V～-0.90V。
保护电流密度不是恒定不变的。
船体保护电流密度除与钢铁本身的性质、海水的浓度、温度和风浪等因素有关外, 还与钢铁的表面状态, 如有无涂层、涂层的种类、厚度及完整性、海水的流动速度等等因素有关。
在新涂漆时为1～15毫安/米2, 而裸露钢铁为100～150毫安/米2。
船舶航行时的电流密度为停泊时的1.25～2.25倍。
当船停靠钢质码头和旁靠其它钢质建造物时, 电流密度也明显变化。
船体开始通电时, 保护电流较大, 当阴极沉积物生成后, 保护电流就逐渐减少。
钢筋混凝土的腐蚀钢筋混凝土是一种复合材料,钢筋承受拉力,混凝土承受压力,在正常的状况下,混凝土为钢筋提供了一个保护环境。
普通硅酸盐水泥水化后,硅酸盐成分起反应生成钙硅酸盐水化物和氢氧化钙,另外水泥成分中的石灰和水快速反应转变为氢氧化钙。
2(3CaO·SiO2)+6H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2 （1）2(2CaO·SiO2)+4H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2（2）2CaO+2H2O→2Ca(OH)2（3）完全水化的硅酸盐水泥最初的成分中含15%～30%氢氧化钙(重量),当这些氢氧化物溶解于水时能和其它成分结合在一起。
此时钢筋处于pH值12～13的碱性环境中,在钢的表面生成了一层γ-Fe2O3保护膜,结果是钢筋位于布拜图(金属在不同pH值和不同电位值的腐蚀状态图)的钝化区之内。
又因为混凝土层对腐蚀介质有一定的阻碍作用,因此在一般腐蚀环境中钢筋的腐蚀程度很轻。
混凝土中钢筋的抗腐蚀能力在某些介质中可以被破坏,首先,环境中的某些成分可以与氢氧化钙发生反应,导致pH值降低。
第二,强穿透离子例如氯离子的存在,可以破坏保护膜。
在这两种情况下钢铁表面就暴露于腐蚀环境中。
前者的一个例子是二氧化碳碳化,当暴露在含二氧化碳的大气中时,混凝土中的氢氧化钙就与二氧化碳发生如下反应Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O这个反应最终的结果使混凝土的强度得到轻微的提高,但pH值降低至8～8.5时,钢筋处于非保护状态。
因为钢表面的pH值处于≥10.5时才形成钝化的氧化膜。
氯离子半径小、穿透力强,所以能够通过混凝土的微小孔隙,达到混凝土内的钢筋表面,而氯离子对钢筋表面生成的钝化膜有非常强的破坏能力,使金属的钝态不能建立,造成钢筋的严重腐蚀与混凝土开裂,这种腐蚀开裂的原因是铁腐蚀产物的体积比原来铁的体积大得多。
如Fe(OH)2体积是铁的4倍,Fe3O4的体积是铁的8倍,从而产生较大的突变应力,这一应力大大超出混凝土的抗拉强度,引起混凝土的开裂和剥落,这时环境中更多的腐蚀介质会接触到钢筋,促进钢筋的进一步腐蚀。
氯离子进入混凝土中有几种途径,例如:结构处于海水环境中、路面使用除冰盐、沿海地区的盐雾污染,等另外使用氯化钙早强剂也产生了大量的含氯污染物,还有,使用未充分清洗的海砂,也增加了氯离子的来源。
钢筋引发腐蚀,氯离子的浓度是一个重要的指标。
在碱性溶液中已经进行了很多调查,证明即使在浓度低于水泥重量的0.001%就可导致腐蚀的开始。
然而从现场经验和植入混凝土的电极工作来看,较低程度的腐蚀发生在氯离子浓度为0.1%～0.2%的时候,因此,采用溶解状态的氯占水泥含量的0·15%是否可作为考虑采用防腐蚀措施的准则。
钢筋混凝土的防腐蚀措施常规的防腐蚀措施可分为两大类:针对混凝土方面,采用低渗透混凝土和增加保护层厚度,适当厚度的保护层和低的水灰比可延长氯离子到达钢筋的时间,一些添加物可减少混凝土中的孔隙。
浸透涂层可封闭混凝土的孔隙,使混凝土更加密实,防渗水膜可以阻止氯离子等物质的进入。
针对钢筋方面,可采用环氧粉末喷涂的钢筋以及电镀钢筋等方案。
以上方法虽然能在一定程度上阻止腐蚀的发生,但都存在不足之处。
下面介绍根本的解决方案———阴极保护。
阴极保护法cp钢筋在海水中的腐蚀是一个电化学过程,铁表面失去电子发生阳极氧化反应,阴极保护法就是利用了它的电化学腐蚀原理,通过人为给它施加负向电流,金属表面的反应由原来的失去电子的氧化反应,成为得到电子的还原反应,从而使金属的腐蚀不再发生。
阴极保护在钢筋表面上提供了一个小的直流电流,使它的氧化反应停止。
通过在混凝土表面或内部安装阳极,使它们与外部电源连接,钢筋作为阴极,阴、阳极在混凝土中完成电池回路。
为了使离子在两极间移动,必须要有电解质存在。
阴极保护技术在埋地管道中应用最多,我国已有相应的规范和较成熟的工艺。
近几十年,国外已经开始在钢筋混凝土路、桥的防腐蚀中应用阴极保护技术,收效甚佳。
据英国刊物报道,有7座桥梁应用了阴极保护,效果很好,使用寿命可以延长40年。
在混凝土钢筋上应用阴极保护并不是最近的事。
1966年在南非的大桥环形横梁上进行了试验。
美国的工作开始于1973年,应用在座落于加利福尼亚州内华达山著名的州际80号大桥。
在欧洲和南美也都有这样的例子,包括混凝土涂层管道、桥梁和海上设施。
阴极保护的实施CP方法有两种:牺牲阳极CP和外加电流CP。
(1)牺牲阳极CP被认为是一种被动方法,牺牲阳极CP是基于两种金属不同的腐蚀电位的原理。
钢筋CP中使用的牺牲阳极是锌或铝块,以及热喷锌、锌铝铟合金。
块状阳极用于保护埋地或浸于电解质中混凝土的保护,热喷涂阳极用于暴露于大气中的混凝土。
牺牲阳极CP的优点是无需外部电源,然而它本身会溶解和消耗,牺牲阳极CP主要应用于已建成混凝土结构的修复,它的寿命不长(10～15年),它在到达年限时就消耗完了。
(2)外加电流CP被认为是一种主动的方法,采用整流器以及惰性阳极(如:钛基阳极),把金属结构作为阴极进行保护。
一个低的直流电流从阳极通过混凝土流到钢筋的表面,这个系统的优点是可通过调整电源输出来调节流到钢筋上的电流。
外加电流CP作为一项修复技术应用于含盐混凝土中已经有20年。
一个CP系统成功的基本因素是阳极布置方式,它使电流能通过整个结构,这对于高电阻率的混凝土介质来说尤其重要。
在所有情况下,都必须对结构进行预处理,受保护的钢筋必须保持电的连续性,以得到保护。
对主要结构来说,钢筋的接地电阻应该足够小,其值为0.1～0.3Ω。
钢筋可能没有足够的电连续性,在这种情况下,必须提供电连接,以使钢筋内部消除非连续性,从而成为CP系统的单一阴极。