外加阴极保护原理
外加电源的阴极保护的原理
外加电源的阴极保护的原理1. 什么是阴极保护？大家好，今天咱们来聊聊一个有点“高大上”的话题——阴极保护，尤其是外加电源的阴极保护。
这听起来像是科学家在实验室里搞的事情，但其实它跟我们日常生活也有不少关系哦。
想象一下，你的家里有个老旧的水管，没多久就开始生锈，水质也变差了。
这个问题可不是小事，影响可大了去了！那么，阴极保护就是为了防止这些金属材料受到腐蚀的一种有效手段。
2. 阴极保护的原理2.1. 基本原理阴极保护的核心思想其实很简单，简单到你都想“这真是小菜一碟”。
它的基本原理就是通过电流的方式来改变金属表面的电位，从而防止腐蚀。
听起来复杂，但其实可以想象成一个小小的电池，电流从阳极流向阴极，把金属“保护”起来，减少它与腐蚀物质的接触。
就像给金属穿上了一层“铠甲”，让它抵御外界的侵袭。
2.2. 外加电源的作用说到外加电源，其实就是在这个保护系统里增加了一些“外援”。
这就像我们在球场上请了个超级球星来助阵，瞬间就提升了整体实力！外加电源提供的电流，可以更有效地为被保护的金属提供保护电位，防止腐蚀的发生。
这种方式特别适合那些大规模的金属结构，比如石油管道、海洋平台，甚至是一些桥梁和水库。
这些地方可不是说防腐就能防腐的，得认真对待。
3. 实际应用3.1. 石油和天然气行业在石油和天然气行业，外加电源的阴极保护简直是“救星”！那些长长的管道，如果不加以保护，就像是暴露在风雨中的“老爷车”，很快就会锈迹斑斑。
而通过这种技术，可以大大延长管道的使用寿命，节省维修成本。
试想一下，如果没有阴极保护，可能每年都得花费巨额的维修费用，真是让人心疼。
3.2. 建筑与基础设施再说说建筑行业，像桥梁、隧道这些重要的基础设施，使用外加电源的阴极保护可谓是“明智之举”。
在大雨滂沱或海洋环境中，这些结构容易受到侵蚀。
通过这种保护方式，能让我们的基础设施更牢靠，保障大家的出行安全。
就像是给桥梁装上了“安全锁”，让人心里踏实。
4. 未来展望展望未来，外加电源的阴极保护技术还会不断发展。
外加电流的阴极保护法原理
外加电流的阴极保护法原理外加电流的阴极保护法的原理是利用外加电流控制金属结构表面电位，使其保持在一个稳定的负电位区域，从而防止金属结构腐蚀。
在这个过程中，外加电流通过阳极和阴极之间的电解液流动，形成阴极保护电位场，防止了金属的电化学反应。
下面将对外加电流的阴极保护法的原理进行详细的解释。
阴极保护的基本原理是根据电位差。
金属在空气或水中容易发生电化学反应，从而导致腐蚀。
在自然环境中，金属电位受到多种大气因素、水质和离子等影响，难以控制。
而采用外加电流的阴极保护法，通过电化学反应调节阴极电位保护金属，达到有效地抵制腐蚀的作用。
在阴极保护系统中，金属结构是作为阴极，电源是以阳极连接。
通过控制外加电流，控制阳极与阴极之间的电位差，使金属结构的电位维持在一个稳定的阴极保护电位区间。
这个区间一般为-800 mV至-1050 mV，具体的阴极保护电位还要根据金属结构和使用环境的具体情况来确定。
该电位差表示金属较低电位的范围，防止了金属发生电化学反应。
阴极保护电位的调节是通过外加电流的控制来实现的。
外加电流可以根据金属结构的不同和使用环境的不同而调节，以维持金属的电位稳定在阴极保护区间。
在外加电流的过程中，阳极和阴极之间的电解液流动，形成阴极保护电位场。
阴极保护电位场的形成需要满足一定的条件。
首先，金属表面必须充分暴露在电解液中，以便流动的离子与金属接触。
其次，电解液的电导率要足够高，以便电子和离子能够流动。
最后，通过控制电源的电流，使得阴极电位在一个稳定的负值区间内，从而防止了金属的电化学反应。
在阴极保护电位场中，金属表面经过保护，金属离子和电子的流动受到限制，从而减少了金属的腐蚀。
同时，电流对金属也具有一定的影响。
当外加电流过大时，电极周围的电解质会发生电化学反应，导致电极和电解质中的物质发生变化，从而导致电极腐蚀。
因此，外加电流的大小和金属结构的阴极保护电位需要严格控制。
阴极保护技术是船舶和海洋工程中常用的一种技术，该技术可以显著地减少金属结构的腐蚀，延长金属结构的使用寿命。
外加电流的阴极保护原理
外加电流的阴极保护原理外加电流的阴极保护原理是一种利用外加电流对金属结构进行防腐蚀保护的技术。
在金属结构中，阴极往往是容易被腐蚀的部分，因为它们是电化学反应中接受电子的部分。
外加电流的阴极保护原理就是通过将金属结构设为阴极，在金属表面形成一层阴极保护膜，从而减少阴极的电极反应速率，达到延迟或阻止金属结构的腐蚀过程。
外加电流的阴极保护原理基于两种电化学反应：阴极反应和阳极反应。
阴极反应是金属结构表面的电解反应，而阳极反应则发生在与阴极相对的阳极区域。
在阴极保护过程中，通过加入外部直流电源，将金属结构设为阴极，使得阳极反应从金属结构转移到其他区域。
这种外加电流通过减慢或抑制金属结构表面的腐蚀反应，来保护金属结构免受腐蚀。
在外加电流的阴极保护原理中，阴极保护的效果主要与电流密度、电解液的成分和浓度、金属结构的材料和表面处理以及金属结构的形状和尺寸等因素有关。
首先，电流密度是外加电流阴极保护的关键因素。
适当的电流密度有助于形成均匀且致密的保护膜。
如果电流密度过低，保护膜的形成速度会很慢，导致保护效果不佳；而电流密度过高，则会导致阴极反应速率过快，形成非致密保护膜，导致保护效果变差。
其次，电解液的成分和浓度也非常重要。
电解液一般由一种或多种阴离子和阳离子组成。
其中，阴离子起到腐蚀抑制和保护膜形成的作用，而阳离子则对电流的传输起到重要的作用。
适当选择电解液的成分和浓度可增加保护膜的致密性和稳定性，提高阴极保护效果。
再次，金属结构的材料和表面处理也影响着阴极保护的效果。
金属材料的选择应考虑其在电解液中的耐蚀性和导电性。
此外，金属结构的表面处理方法对保护膜的生成有重要影响。
常见的表面处理方法包括沉积涂层、镀锌、喷涂和阳极氧化等。
最后，金属结构的形状和尺寸也会对阴极保护的效果产生影响。
金属结构的形状和尺寸影响着电流的分布和传输。
通常情况下，金属结构的小曲率区域会形成高电流密度区域，导致保护膜生成较快，而大曲率区域则会形成低电流密度区域，保护效果相对较差。
浅谈外加电流阴极保护防腐技术的原理及调试
浅谈外加电流阴极保护防腐技术的原理及调试xx北港池集装箱码头三期位于xx东疆港区，码头为钢管桩和预应力砼梁板结构，有1456根Φ1200mm和1708根Φ1000mm钢桩，钢管桩材质为Q345B。
钢管桩位于海洋环境中，存在着潮差区、海水全浸区和海泥区三个严重腐蚀区域，严重威胁着码头的安全运行和长期使用。
因此，对xx北港池集装箱码头三期采用及时有效的防腐保护是十分必要的。
本工程采用的防腐方式为外加电流阴极保护，共分为29个系统对码头3164根钢桩进行保护。
系统的控制采用自动控制和手动控制相结合的方式，并配备了遥控的功能和可视化软件系统，使防腐工作从过去的粗放型管理一步跃进为可视化、数字化、远程化，专业化的先进管理模式，给业主提供了专业的防腐控制形式。
一、外加电流阴极保护介绍1、金属腐蚀基本原理定义：金属在周围介质（常见是气体和液体）作用下，由于化学变化、电化学变化或物理溶解而产生的破坏。
过程：金属在一定的环境介质中经过反应恢复到它的化合物状态，这个腐蚀的过程可用一个总的反应过程表示：金属材料＋腐蚀介质＝腐蚀产物2、外加电流阴极保护原理外加电流保护，即将惰性阳极与外部的直流电源的正极相连，将受保护的钢结构（钢管桩）与外部的直流电源的负极相连。
保护电流是由电源提供的。
这时辅助阳极可选用耐腐蚀的材料（如钛金属）。
当系统工作时，在阳极与的钢管桩之间有电流通过。
使钢管桩表面出现一层薄膜，也就是通常所说的极化薄膜。
该极化薄膜形成阻止腐蚀电池的电位。
在阴极保护中该极化电位可以通过改变电流的方式加以改变，从而可以选择理想的防腐效果。
3、外加电流阴极保护系统特点：（1）可随外界条件引起的变化自动调节电流，使被保护部分的电位控制在最佳保护电位范围内。
（2）使用寿命长，保护周期长。
（3）辅助阳极排流量大，作用半径大，可以保护结构复杂、面积较大的设备及港工建筑。
二、外加电流阴极保护系统组成及功能本外加电流阴极保护系统包括直流电源、辅助阳极、参比电极、监测设备和电缆。
阴极保护原理
阴极保护原理
在腐蚀控制领域，阴极保护是一种常用的防护措施。
阴极保护通过在受保护金属表面施加一定的电流，将金属表面转化为阴极，从而抑制电化学反应，阻止金属的进一步腐蚀。
阴极保护原理基于金属腐蚀的电化学反应理论。
金属腐蚀是一个电池过程，由金属表面的阳极和阴极区域组成。
阳极处发生氧化反应，产生阳极溶解，阴极处则发生还原反应。
阴极保护的目的是将金属表面转化为阴极，使得金属表面的电位降低到极低值，使阳极溶解的速率极低或者完全停止，从而达到保护金属的目的。
实施阴极保护主要有两种方法：外加电流法和取代电位法。
外加电流法是通过外部电源施加一定的电流，使金属表面成为强化阴极，减少金属的氧化反应速率。
取代电位法是通过在金属表面放置一种具有更高自发电位的金属或导电体，将金属表面转化为低自发电位的阴极，使金属表面发生极化，减缓或停止金属的腐蚀反应。
阴极保护的实施需要考虑一系列因素，如金属的特性、介质的性质、电流密度等。
适当选择阴极保护方法和参数，能够有效延长金属的使用寿命，并减少维护和修复的成本。
总的来说，阴极保护通过将金属表面转化为阴极，通过减少电化学反应的速率来抵抗腐蚀。
这种技术在许多领域得到广泛应用，例如油气管道、船舶、桥梁等。
外加电流的阴极保护原理
外加电流的阴极保护原理外加电流的阴极保护原理是一种利用外部电源向金属结构施加电流，以减缓或阻止金属结构的腐蚀过程的方法。
这种方法通常用于防止钢铁结构在潮湿、盐碱环境中的腐蚀，以及减少管道、船舶、海洋平台等金属结构的腐蚀速度。
在这种保护原理下，金属结构的腐蚀过程会被转移至外部电流的阳极区，从而保护了金属结构的阴极区。
外加电流的阴极保护原理的基本原理是通过向金属结构施加一个与其自然电位相反的电流，使金属结构的电位向负方向移动，从而使其成为一个电化学上的“阴极”。
这样一来，金属结构的腐蚀过程就会被减缓或阻止，从而达到了保护金属结构的目的。
在实际应用中，外加电流的阴极保护原理通常通过在金属结构表面安装阳极和外部电源来实现。
阳极通常由惰性金属或铁、铝合金制成，外部电源则通过控制器对阳极施加适当的电流。
当外部电流施加到金属结构上时，金属结构的电位会发生变化，从而形成一个保护性的电位。
外加电流的阴极保护原理具有许多优点。
首先，它能够提供持久的保护效果，有效延长金属结构的使用寿命。
其次，它能够在不影响金属结构外观和性能的情况下实现保护效果。
此外，它还能够适应不同环境条件下的保护需求，如海洋环境、土壤环境等。
然而，外加电流的阴极保护原理也存在一些局限性。
首先，它需要一定的设备和技术支持，成本较高。
其次，对于大型金属结构的保护效果可能受到影响，需要进行详细的设计和施工。
此外，外加电流的阴极保护原理在一些特殊环境条件下可能会出现效果不佳的情况，需要谨慎应用。
总的来说，外加电流的阴极保护原理是一种有效的金属结构腐蚀防护方法，通过施加外部电流改变金属结构的电位，实现了对金属结构的保护。
在实际应用中，需要根据具体情况进行详细的设计和施工，以确保保护效果的实现。
同时，也需要注意其局限性，合理选择保护方案，以达到最佳的保护效果。
外加电流的阴极保护原理
外加电流的阴极保护原理
阴极保护是一种常用的金属防腐蚀方法。
当金属处于电解质中时，会发生电化学反应，金属表面形成阳极和阴极。
阴极保护的原理就是通过施加外加电流，将金属件的表面设置为阴极，使其与电解质中的阳极直接相连，从而抑制或减少金属腐蚀的发生。
外加电流的阴极保护原理是基于电化学原理的。
施加外加电流后，金属件表面的阴极反应将被加强，阻止阳极反应的进行，从而降低了金属的腐蚀速率。
阴极保护通常通过两种方式实现：
1. 电流阴极保护：在金属件周围放置一个外部供电的电源，使金属件处于恒定的负电位状态，将金属件设为阴极。
由于金属处于阴极状态，金属的电位会变得较低，使其成为电解质中的阴极反应发生的位置。
这样，金属的腐蚀就通过阴极反应得到抑制。
2. 防护层阴极保护：在金属表面涂覆一层可溶性阳极材料或者不溶性阳极材料。
当电流通过涂层时，阳极材料会发生氧化反应，而金属件成为电化学电池中的阴极。
通过这种方式，涂层的阳极材料将受到腐蚀，而金属件则不会受到腐蚀，实现了对金属的保护。
这样，通过施加外加电流，金属阴极保护可以阻止或者减缓金属的腐蚀反应，延长金属的使用寿命。
这种方法广泛应用于海洋设施、油气管道等需要长期暴露于潮湿和腐蚀环境的金属结构。
浅析外加电流阴极保护系统的原理及操作须知
海洋工程装备种类繁多，主要有：船舶、海洋钻井平台、浮式生产系统等装备。
海洋工程装备体积庞大，且主体多是钢结构制成，他们服役期间长，多达20多年，而且海水腐蚀性很强，海洋工程设备腐蚀破坏，污染海洋环境，甚至出现安全事故，严重危害工作人员安全，海洋工程装备防腐工作越来越多的引起人们的重视。
目前，海洋工程装备防腐方式主要用防腐涂层、牺牲阳极和外加电流保护系统等方法。
防腐涂层可以有效隔绝海水与装备金属面的接触，进而实现防腐。
但在船舶航行、海洋工程设备安装施工过程中涂层会受到破坏，金属表面开始腐蚀。
牺牲阳极保护方法对于海洋工程装备来说，外部悬挂的牺牲阳极增加其航行的阻力，也增加了结构物的重量和额外费用。
在牺牲阳极消耗过程中，其释放的金属离子也会污染周围环境，最主要的是牺牲阳极设计寿命较短，难以满足长期服役装备的需要。
外加电流阴极保护系统具有使用寿命长、保护效果好、维护费用低，可以通过一个AC-DC电源转换产生电压电流，干扰船体金属与海水发生化学反应，从而保护船体不被腐蚀。
一、外加阴极保护原理阴极保护的定义：通过外加直流电源或者比船体表面金属更活跃的金属，将想要保护的金属电位降低至不受腐蚀的电位，使得发生氧化还原化学反应所需的电子通过外加电源的电流或活泼金属给出。
当船体表面金属处于比此电位更低的电位时，该金属就不会参加氧化还原反应了，也就不再受到海水腐蚀。
电化学腐蚀是由于活泼金属与电解质溶液在一起发生氧化还原反应所引起的，与原电池的原理相同。
因为船体是由活泼金属—铁构成的，而海水便是电解质溶液，他们之间发生了氧化还原反应。
由以上化学公式可得：铁失去电子后与氧、水发生反应形成铁锈而溶解在水中，这样周而复始船体就会腐蚀掉。
从正极公式可知得到电子形成氢氧根，那么通过外加电流提供给保护的船体电子，这样船体就不会因为失去电子而被腐蚀，这就是外加电流阴极保护的原理依据。
船体ICCP系统原理如下：二、W轮的外加电流阴极保护系统组成W轮外加电流阴极保护系统由恒电位仪、辅助阳极和阳极屏蔽层、参考电极组成。
外加电流阴极保护原理
外加电流阴极保护原理
阴极保护是一种电化学保护方式，通过施加电流或电位，减少或
消除金属在特定环境中的腐蚀。
外加电流阴极保护正是利用外加电源，将阴极电势维持在一定负值，使得金属在电化学反应中作为还原剂而
获得电子，从而减少或消除金属的腐蚀。
外加电流阴极保护的原理是在被保护的金属结构表面接入一个外
加电源，使保护结构成为一个电化学体系。
在阴极保护中，保护对象
即结构本身成为阴极，而在电路上接入的外加电源则是阴极保护电源。
当外加电源施加一定的电流时，保护对象表面的阴极区域就会获得足
够的电子，以减少或消除金属在特定环境中的化学反应，即腐蚀。
外加电流阴极保护主要应用于金属结构的阴极保护，如海洋平台、码头、桥梁、水闸、油管、煤矿等。
其优点在于保护效果稳定可靠，
而对被保护对象的影响较小，并且可以对不同类型的金属结构进行保护。
需要注意的是，外加电流阴极保护需要进行专业设计，并配合适
当的监测措施，以确保保护效果的稳定性和可靠性。
同时，也需要针
对不同的环境情况和金属结构特性进行不同的设计和调整。
总之，外加电流阴极保护是一种有效的金属结构防腐蚀技术，它
通过外加电源维持阴极电势，减少或消除金属在特定环境中的腐蚀反应，从而达到保护金属结构的目的。
ICCP工作原理
外加电流阴极保护(ICCP)原理外加电流阴极保护(ICCP)利用电化学腐蚀的原理,由连接外部直流电源的阳极直接向被保护的舰船施加阴极电流,不间断地提供电子,进而在金属表面富集电子,并通过控制舰船船体电位或电流密度,使船体发生阴极极化,达到降低甚至完全抑制船体水下部位金属腐蚀的目的。
外加电流保护系统由辅助阳极、参比电极、智能控制的直流电源以及相关连接电缆组成,当电路接通后,电流将从阳极经海水至船壳构成闭合回路,这样使船壳免遭腐蚀。
舰船外加电流阴极保护系统可以有效防止舰船浸水部分的电化学腐蚀。
外加电流特点1)可随外界条件引起的变化自动调节电流，使被保护部分的电位控制在最佳保护电位范围内。
2)使用寿命长，保护周期长。
3)辅助阳极排流量和作用半径大，可以保护结构复杂、面积较大的设备及港口建筑物。
外加电流阴极保护系统组成1)工作回路：由辅助阳极、阳极电缆、直流电源变压整流器、负极电缆、钢桩及海水组成。
是整个外加电流阴极保护系统的工作主体，其是否工作正常为整个保护系统正常运行的关键。
2)测量回路：由参比电极、测量电缆、直流电源变压整流器、参比电极负极电缆、钢桩及海水组成，可通过测量回路评价工作回路是否正常。
最大的外加电流阴极保护(ICCP)系统在FPSO的应用挪威Cathelco Jotun公司将为SBM 石油公司订购的FPSO (浮式采油储油卸油船)“D57”号装置配置迄今为止最大的外加电流阴极保护(ICCP)系统。
FPSO “D57”号装置是目前SBM石油公司最大的装置，可日产原油180 000桶且每天可接收压缩气体7 100万立方英尺。
该装置已由新加坡船厂建造并于2010年交船。
Cathelco Jotun公司提供的ICCP系统将为“D57”号装置的322m长船体的整个湿表面积进行防腐保护。
该ICCP系统由400A艏部系统和1000A艉部系统组成，将成为目前为FPSO提供的最强有力的防腐保护系统。
其中400A艏部系统有一个可控硅操纵台，可与2个固定到船体上的“潜水员可更换的”线性环形阳极和基准电池相连。
外加电流的阴极保护原理 参比电极
外加电流阴极保护原理及参比电极
一、外加电流阴极保护原理
外加电流阴极保护是通过外部电源提供电流，使被保护金属成为阴极，从而防止腐蚀的一种方法。
其原理是将被保护的结构物作为阴极，通过外部电源提供电流，使结构物的电位降低至腐蚀电位以下，从而消除腐蚀电流，实现保护。
二、参比电极
在阴极保护系统中，参比电极是一个非常重要的组成部分。
它主要用于测量被保护结构的电位，从而判断阴极保护效果。
根据不同的用途和特性，参比电极有多种类型。
1.零电位参比电极
零电位参比电极是最常用的参比电极之一，其电位接近于零。
常见的零电位参比电极有铜/硫酸铜电极、银/氯化银电极等。
这些电极的优点是电位稳定，使用方便，适用于各种介质和环境。
2.单一金属参比电极
单一金属参比电极是由单一金属制成的电极，其电位与该金属在电解质中的腐蚀电位有关。
常用的单一金属参比电极有镁、铝、锌等。
这些电极的优点是电位较稳定，适用于阳极保护系统。
3.饱和甘汞电极
饱和甘汞电极是一种常用的参比电极，由汞、甘汞和溶液组成。
该电极的电位与甘汞的浓度和溶液的组成有关。
饱和甘汞电极的优点是电位稳定，使用寿命长，适用于各种介质和环境。
4.银-氯化银电极
银-氯化银电极是一种常用的参比电极，由银和氯化银组成。
该电极的电位与氯化银的浓度和温度有关。
银-氯化银电极的优点是电位稳定，使用寿命长，适用于淡水和海水介质。
ICCP工作原理
外加电流阴极保护(ICCP)原理外加电流阴极保护(ICCP)利用电化学腐蚀的原理,由连接外部直流电源的阳极直接向被保护的舰船施加阴极电流,不间断地提供电子,进而在金属表面富集电子,并通过控制舰船船体电位或电流密度,使船体发生阴极极化,达到降低甚至完全抑制船体水下部位金属腐蚀的目的。
外加电流保护系统由辅助阳极、参比电极、智能控制的直流电源以及相关连接电缆组成,当电路接通后,电流将从阳极经海水至船壳构成闭合回路,这样使船壳免遭腐蚀。
舰船外加电流阴极保护系统可以有效防止舰船浸水部分的电化学腐蚀。
外加电流特点1)可随外界条件引起的变化自动调节电流，使被保护部分的电位控制在最佳保护电位范围内。
2)使用寿命长，保护周期长。
3)辅助阳极排流量和作用半径大，可以保护结构复杂、面积较大的设备及港口建筑物。
外加电流阴极保护系统组成1)工作回路：由辅助阳极、阳极电缆、直流电源变压整流器、负极电缆、钢桩及海水组成。
是整个外加电流阴极保护系统的工作主体，其是否工作正常为整个保护系统正常运行的关键。
2)测量回路：由参比电极、测量电缆、直流电源变压整流器、参比电极负极电缆、钢桩及海水组成，可通过测量回路评价工作回路是否正常。
最大的外加电流阴极保护(ICCP)系统在FPSO的应用挪威Cathelco Jotun公司将为SBM 石油公司订购的FPSO (浮式采油储油卸油船)“D57”号装置配置迄今为止最大的外加电流阴极保护(ICCP)系统。
FPSO “D57”号装置是目前SBM石油公司最大的装置，可日产原油180 000桶且每天可接收压缩气体7 100万立方英尺。
该装置已由新加坡船厂建造并于2010年交船。
Cathelco Jotun公司提供的ICCP系统将为“D57”号装置的322m长船体的整个湿表面积进行防腐保护。
该ICCP系统由400A艏部系统和1000A艉部系统组成，将成为目前为FPSO提供的最强有力的防腐保护系统。
其中400A艏部系统有一个可控硅操纵台，可与2个固定到船体上的“潜水员可更换的”线性环形阳极和基准电池相连。
埋地管道的阴极保护(外加电流法)
• 3）在通电前,应先检查电源的正负输出端,确保其没有短路 现象。随后将输出电压调至最低一档,接通电源,这时通过 电压表测量,确保各阳极接在电源正极上,被保护的金属结 构物接在电源负极上。否则,不但起不到保护作用,反而加 剧金属的腐蚀,这一点千万不可马虎。 • 4）阴极保护系统运行后，辅助阳极有10～20天的极化时 间，极化时间过后电位测试的数据就比较稳定。 • 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。
缺点
• ①: 一次性投资费用偏高，而且运行过程中需要支 付电费 • ②: 阴极保护系统运行过程中，需要严格的专业维 护管理 • ③: 离不开外部电源，需常年外供电 • ④对邻近的及设备，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。
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。
Evans极化图
常见防腐蚀方法：
电化学保护
阴极保护
阳极保护
牺牲阳极保护法
外加电流阴极保护法
外加电流保护法：
外加阴极保护原理
某轮，第二个特检周期修船时，发现舵叶烂穿，船体钢板水下部分表面凹坑状腐蚀，：舵叶底部烂损和舵球腐蚀究其原因，是船体外加电流阴极保护装置使用不当和维护不良，左右两侧的辅助阳极损坏就是明证。
调查发现，该装置的工作原理、操作方法、参数调节、口常维护等，船员知之甚少，因而也不重视，甚至船到了淡水水域也未及时停止该装置的工作。
为此，本文介绍其工作原理和维护要点。
1船体外加电流阴极保护装置的原理1.1电化学腐蚀船体是钢结构。
钢是铁与碳和其他元素组成的合金。
其中，铁比其它元素更易失去电子，电位较高。
船体常年浸泡在海水中，而海水是强电解质。
铁元素失去电子成为正极:铁元素失去的电子，经过海水这个电解质到达其他元素；其他元素获得电子成为负极。
这样就形成了一个个微电池，但并不腐蚀钢铁。
关键在于海水中存在溶解氧。
这些溶解氧在海水中呈负离子状态，必然与失去电子成为正极的铁结合生成氧化铁，这就是电化学腐蚀。
在船体与海水接触部位表面的化学腐蚀、海生物腐蚀、运动磨损腐蚀、杂散电流腐蚀等各种腐蚀中，电化学腐蚀最严重。
电化学腐最人特点是，仅腐蚀阳极区域，不腐蚀阴极区域。
1.2船体外加电流阴极保护装置工作原理船体外加电流阴极保护装置，就是根据这一特点，在船体上安装辅助阳极，用船上装备的直流电源，对辅助阳极和船体施加外加保护电流并自动调节电流大小，使船体（浸水部分）、舵和推进器保持负电位（阴极化），大幅降低船体的电化学腐蚀。
外加电流阴极保护装置，主要由直流电源（恒电位仪）、辅助阳极、参比电极、阳极屏蔽层、舵和推进器轴的接地装置等组成。
（1）直流电源直流电源，实际是一个高稳定性和高可靠性的整流器：・由船上交流电网供电，输出16~24V直流电：•使用恒电位仪，自动调整输出电流。
船体外加电流阴极保护装置需要的电流，受外界多种因素影响，变化很人。
为了提高电源的可靠性和稳定性，直流电源使用全系列集成模块电路的“恒电位仪”。
鉴于其在电源装置中的核心地位，船体外加电流阴极保护装置的直流电源也常称作“恒电位仪”。
外加电流的阴极保护原理 方程式
外加电流的阴极保护原理和方程式1. 阴极保护原理概述阴极保护是利用外部电流干预金属结构的电化学过程，以抑制金属的腐蚀。
在腐蚀过程中，金属在阳极区域失去电子，而在阴极区域接收电子。
通过向金属表面施加外加电流，可以使金属在阴极区域吸收更多的电子，从而减缓甚至停止腐蚀过程。
2. 外加电流的作用机制外加电流能够改变金属表面的电位，使金属处于更加稳定的电化学状态。
外加电流还能够促进阴极反应的进行，使金属表面形成致密的保护膜，从而提高金属的耐腐蚀性能。
3. 阴极保护方程式阴极保护过程中涉及的主要方程式包括极化曲线方程、Faraday 定律和Nernst 方程。
极化曲线方程描述了金属表面的极化行为，而Faraday 定律则描述了外加电流与金属腐蚀速率之间的关系。
Nernst 方程则揭示了溶液中阴极与阳极反应的动力学过程。
4. 我的个人观点和理解阴极保护作为一种重要的腐蚀控制技术，对于延长金属结构的使用寿命、提高设备的安全性具有重要意义。
在实际工程中，我们需要充分理解阴极保护的原理和方程式，并结合具体情况进行科学设计和应用。
只有在深入理解的基础上，才能更好地发挥阴极保护技术的效果。
5. 总结外加电流的阴极保护原理及方程式是阴极保护领域的重要内容，它揭示了金属腐蚀抑制的重要机制和量化方法。
通过学习和理解这些原理和方程式，我们能够更好地应用阴极保护技术，保护金属结构，延长使用寿命。
结合自身的实际经验和对阴极保护技术的理解，我们可以在工程实践中更加灵活地运用这一技术，为工程建设和设备运行提供更可靠的保障。
以上就是我撰写的有关外加电流的阴极保护原理和方程式的文章，希望能够满足你的要求。
如有需要，欢迎提出修改意见。
阴极保护技术是一种常用的腐蚀控制方法，通过外加电流干预金属结构的电化学过程，从而有效地抑制金属的腐蚀。
在实际工程中，阴极保护技术广泛应用于海洋工程、石油化工、管道输送等领域，以延长金属结构的使用寿命、提高设备的安全性。
阴极保护法
阴极保护法阴极保护法是一种常用的金属腐蚀防护方法，通过在金属表面施加一定的电流，使其成为阴极而得以保护。
该方法被广泛应用于各种金属结构和设备的保护，以延长其使用寿命并降低维护成本。
原理阴极保护法的原理基于电化学反应，即利用外加电流使金属表面的活性变化，从而减少或避免金属的腐蚀。
当金属处于电化学反应环境中时，其表面会发生氧化或还原反应。
阴极保护法通过在金属表面施加一定的电流，使金属表面成为阴极并进行还原反应，从而阻止腐蚀反应的发生。
具体而言，阴极保护法有两种常见的应用方式：外部电流阴极保护和阳极保护。
外部电流阴极保护外部电流阴极保护是通过将外部电源与金属结构相连，施加一定的电流，使金属结构成为阴极，从而防止腐蚀反应的发生。
这种方法适用于金属结构埋入土壤或浸泡在水中等介质中的情况。
在外部电流阴极保护中，首先需要在金属结构表面涂覆一层电绝缘层，以防止电流外泄。
然后，在金属结构上设置一个或多个阴极，通常使用铝或镁合金制成。
外部电源将电流引入阴极，通过电解液传输到金属结构表面，从而防止腐蚀反应的发生。
阳极保护阳极保护是通过在金属结构周围放置一个或多个阳极，将阳极与金属结构相连，并通过电解液使阳极产生一定的电流，从而保护金属结构。
这种方法适用于金属结构暴露在大气中或液体流动环境中的情况。
在阳极保护中，阳极可以使用铝、镁或锌等活性更高的金属制成。
阳极和金属结构之间通过电解液连接，形成一个电化学反应环境。
阳极通过电解液中的氧化反应生成电流，而金属结构则成为阴极，从而防止金属的腐蚀。
应用领域阴极保护法被广泛应用于以下领域：1.石油和天然气工业：阴极保护法可用于石油和天然气管线、储罐等设备的保护，减少金属的腐蚀，延长设备的使用寿命。
2.水处理行业：阴极保护法可用于水处理设备、管道等金属结构的防腐保护。
3.船舶和海洋工程：阴极保护法可用于船舶、海洋平台等金属结构的防腐保护，延长使用寿命。
4.建筑行业：阴极保护法可用于混凝土结构中的钢筋防腐，防止钢筋锈蚀。
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极
保护原理
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理是电化学系统中，用来保护容易腐蚀的金属表面或部件免受腐蚀的方法。
它们是在一个电化学系统中，通过相应的方式将一个便宜的金属作为“牺牲品”，使其受到腐蚀，而保护容易腐蚀的金属不受影响。
牺牲阳极阴极保护是一种常见的电化学保护方法，它通过在电解液中添加一种低价钢，以代替容易腐蚀的金属来承担腐蚀损失。
该低价钢被称为“牺牲阳极”，它可以接受电子，产生氧化还原反应，从而抵消容易腐蚀的金属表面上的氧化还原反应，从而避免了金属表面的腐蚀。
外加电流阴极保护是另一种电化学保护方法，它是通过將容易腐蚀的金属部件连接到外部电源来实现的。
当容易腐蚀的金属表面上产生氧化反应时，将给它通过外部电源提供电流，从而抵消氧化反应，从而避免了金属表面的腐蚀。
要实现牺牲阳极和外加电流阴极保护，需要准备好一定的条件。
首先，必须有一个导电性良好的电解液，以及用于牺牲阳极和外加电流阴极的设备，如电源、电路元
件、电阻器等。
其次，必须确定牺牲阳极的材料和电解液的浓度。
此外，还要确定外加电流的大小和方向，以及牺牲阳极和外加电流阴极之间的距离。
最后，在启用牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理之前，必须先进行检查，以确保电解液的浓度、外加电流的大小和方向、牺牲阳极和外加电流阴极之间的距离等都符合要求。
只有在所有条件都满足的情况下，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理才能正常工作，从而起到保护金属表面的作用。
外加电流的阴极保护原理和牺牲
外加电流的阴极保护原理和牺牲Cathodic protection is a method used to control corrosion on metal surfaces by making the metal surface the cathode of an electrochemical cell. This is achieved by applying an external direct current to the metal structure, either through sacrificial anodes or impressed current systems. The basic principle behind cathodic protection is to shift the corrosion potential of the metal structure to a more negative value, so that the metal becomes the cathode and does not corrode.在金属结构上施加外加电流，是一种通过使金属表面成为电化学电池的阴极来控制金属表面腐蚀的方法。
这是通过通过牺牲阳极或印加电流系统向金属结构施加外部直流电来实现的。
阴极保护背后的基本原理是将金属结构的腐蚀电位转移到更负值，使金属成为阴极，从而不发生腐蚀。
Sacrificial anodes are one of the methods used for cathodic protection, where a more active metal is connected to the metal structure that needs protection. The sacrificial anode corrodes preferentially to the protected metal structure, thereby providing cathodic protection. This method is effective in environments wherea continuous supply of electrical current is not feasible, making it a cost-effective solution for corrosion control.牺牲阳极是用于阴极保护的一种方法，其中将更活跃的金属连接到需要保护的金属结构上。
埋地管道的阴极保护(外加电流法)资料
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。
3.参比电极
• 参比电极的作用有两个： 一方面用于测量被保护结构物 的电位，监测保护效果； 另一方面，为自动控制的恒电 位仪提供控制信号， 以调节输出电流，使结构物总处于 良好的保护状态。
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
• ① : 一次性投资费用偏高 ，而且运行过程中需要支付电费
• ② : 阴极保护系统运行过程中 ， 需要严格的专业维护 管理
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。
• 4）阴极保护系统运行后，辅助阳极有10～20天的极化时间 ， 极化时间过后电位测试的数据就比较稳定。
• 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。
感谢您的关注
内容总结
埋地管道的阴极保护 。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 。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 。辅助阳极地床分为深井阳极地床和浅埋阳 极地床 。参比电极的作用有两个：一方面用于测量被保护结构物的电位 ，监测保护 效果 。地表参比法是利用数字万用表与Cu/CuSO4参比电极通过测试桩测试施加有阴 极保护管道的保护电位 ，通过电位的分布间接评定涂层的质量状况 。② : 在恶劣的 腐蚀条件下或高电阻率的环境中也适用 。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 。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 。另外对连接及绝缘电阻进行检查 ， 以保证连接或绝缘良好。 3）在通电前,应先检查电源的正负输出端,确保其没有短路现象 。否则,不但起不到保 护作用,反而加剧金属的腐蚀,这一点千万不可马虎 。感谢您的关注
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保护电位，取决于金属性质和所处介质的性质，变化不大。通常最佳保护电位（船体钢板相对于银/氯化银参比电极的电位）-0.75~-1.00V，ICCP控制仪-恒电位仪的工作电压范围±2V。
（2）保护电流密度
保护电流密度，除金属和介质的性质外，还受环境影响，变化较大，可能包括：
·船舶在静止海水中，电流密度150mA/m2时，可以很快达到保护电位（-0.80V）；但若电流密度小于40mA/m2，则几乎无法达到保护电位。
·海水是流动的而且海流和风浪时大时小，船舶也有时停泊有时航行且航速有快慢，都影响最佳保护电流密度。例如恶劣气象航行和破冰航行，所需要的保护电流密度显著增高。
·不同海域海水含盐量有差别，不同季节海水温差不同，都会影响最佳保护电流密度。
保护电流密度，需要综合考虑上述各种因素，而且主要靠大量的实践才能得到比较切实的数据。船体外加电流阴极保护装置的管理者，日常应针对这些环境因素不断调节、修整装置的相关参数，以确保其充分发挥作用。
船名：——————年——月航次：———From———To———
艉系统容量：————A————V艏系统容量：————A————V
期
航行区域
海水温度
艉输出
电极检测保护电位（mV）
艏输出（若有）
电极检测保护电位（mV）
艉轴电压（mV）
备注
A
V
S1
S2
A
V
S3
S4
1
2
┊
29
30
31
⑤船到淡水水域，及时停止装置工作。再次航行到海水水域，重复本节第①、②、③、④各项。
（4）阳极屏蔽层
船体外加电流阴极保护装置工作时辅助阳极电流很大，被保护对象的电位，靠近辅助阳极的相对较低，而远离辅助阳极的相对较高，致使全船阴极保护效果不均匀。
为使辅助阳极输出的电流均匀地分布于整个船体，在辅助阳极周围一定范围内涂刷绝缘性能优良、耐碱耐海水性能较好、与钢板附着力强的阳极保护涂层即阳极屏蔽层，多采用环氧系腻子型材料。
③控制电位值设在高于自然电位值的50mV，再逐渐提高，直至船体电位在保护范围之内（对于使用银/氯化银参比电极的仪器，所显示的参比电位应在-0.75V～-0.95V）
④建立该装置运行日志，坚持记录日常工况。ICCP船体外加电流阴极保护装置记录表格式见表1。
表1 ICCP外加电流阴极保护装置日常运行记录（格式）
3使用建议
（1）码头调试
安装ICCP系统设备安装施工结束后，尽快调试：
·装置全部线路，检查确认敷设正确无误；
·恒电位仪，通电，用模拟负载调试，确认正常（该设备出厂时已用模拟负载调试好）；
·辅助阳极，用测量电位或电阻方法，检查确认其与船体不短路；
·参比电极，用高阻抗的数字电压表测量电位的方法，确认正常。
2某轮的船体外加电流阴极保护装置
2.1船体参数
船体长103.90m
垂线间长95.90m
型宽14.00m
设计吃水5.70m
轻载吃水3.376m
方形系数Cb0.62
2.2ICCP船体外加电流阴极保护装置概况
（1）保护面积
·船体浸水面积（估算）1814.32m2
·螺旋桨表面积16.36m2
·舵表面积20.04m2
关键在于海水中存在溶解氧。这些溶解氧在海水中呈负离子状态，必然与失去电子成为正极的铁结合生成氧化铁，这就是电化学腐蚀。
在船体与海水接触部位表面的化学腐蚀、海生物腐蚀、运动磨损腐蚀、杂散电流腐蚀等各种腐蚀中，电化学腐蚀最严重。
电化学腐最大特点是，仅腐蚀阳极区域，不腐蚀阴极区域。
1.2船体外加电流阴极保护装置工作原理
1船体外加电流阴极保护装置的原理
1.1电化学腐蚀
船体是钢结构。钢是铁与碳和其他元素组成的合金。其中，铁比其它元素更易失去电子，电位较高。
船体常年浸泡在海水中，而海水是强电解质。铁元素失去电子成为正极；铁元素失去的电子，经过海水这个电解质到达其他元素；其他元素获得电子成为负极。这样就形成了一个个微电池，但并不腐蚀钢铁。
（6）舵接地装置
舵在船尾，正对着螺旋桨。螺旋桨的水流直接冲击舵板，加剧氧对舵表面的去极化作用，通常腐蚀严重。
为降低舵的电化学腐蚀，在舵机舱内用单芯船用电缆（例如截面25mm2），短接舵柱与船体（接地电阻小于0.02Ω），保持舵与船体同电位，从而保护舵。
1.3相关参数
船体外加电流阴极保护，通过调节保护电位和保护电流达到保护船体钢板的目的，所以其最基本的也是最重要的参数有两个：保护电位、保护电流密度。
（2）外加电流阴极保护装置设计参数
·保护区域：水线以下的船体表面（海底门内仍需按常规安装牺牲阳极，不包括在内）。
·保护电位：船体水下表面-0.75~-0.95V（相对于Ag/AgCl参比电极，下同）；
·总保护电流：94A
·保护电流密度：船体，45mA/m2；螺旋桨，600mA/m2；舵，150mA/m2。
·加强考核和奖惩。
（5）螺旋桨轴接地装置
螺旋桨多由铜合金制成，没有涂料保护，在海水中旋转，氧的去极化作用加剧，通常腐蚀严重。
采用外加电流阴极保护时，轴与轴承之间的润滑油膜影响其导电性能，螺旋桨与船体之间的电位差可达0.3V左右，不能很好的保护螺旋桨。
在螺旋桨轴上安装金属滑环，在船体上安装电刷，金属滑环与电刷接触，增加螺旋桨与船体之间的导电性，使螺旋桨与船体的电位差从0.3V左右降至0.06V以下，从而保护螺旋桨。
（2）辅助阳极
安装在船壳水下舷外，左右各一组，与船体绝缘，与外加直流电源正极相连。
辅助阳极，要有足够大的输出电流密度，同时应具备溶解小、电阻小、极化（电极电位因电流流过而发生的变化）小等特性。
（3）参比电极
作用：
·测量被保护对象的实际电位；
·比较实测电位与设定保护电位，并提供给“恒电位仪”。
因此，要求参比电极是不极化的可逆电极，能长期保持性能稳定、准确、灵活和坚固。
2.3外加电流阴极保护系统主要部件（规格、数量）
·SF-300恒电位仪一台，输入380V/50Hz，输出100A/16V；
·B型钌－钛辅助阳极二只，每只最大输出50A，水密罩2只；
·银/氯化银参比电极二只，水密罩2只；
·阳极屏蔽层，8910涂料甲乙组份各3桶，总重量41.4kg（由上述设备制造商提供）。
·恒电位仪自控失效，
·给定电位范围内不能连续自动调节，
·电位控制误差大于0.02V，或
·使用寿命到期，等。
5结束语
鉴于船员对船体外加电流阴极保护装置知之甚少因而也不重视的现实，介绍其工作原理和维护要点是必要的，但作用有限，还需要：
·机务主管人员重视，
·公司机务建立相应的刚性的制度，
·严格监督和检查，
船体外加电流阴极保护装置，就是根据这一特点，在船体上安装辅助阳极，用船上装备的直流电源，对辅助阳极和船体施加外加保护电流并自动调节电流大小，使船体（浸水部分）、舵和推进器保持负电位（阴极化），大幅降低船体的电化学腐蚀。
外加电流阴极保护装置，主要由直流电源（恒电位仪）、辅助阳极、参比电极、阳极屏蔽层、舵和推进器轴的接地装置等组成。
（1）直流电源
直流电源，实际是一个高稳定性和高可靠性的整流器：
·由船上交流电网供电，输出16~24V直流电；
·使用恒电位仪，自动调整输出电流。
船体外加电流阴极保护装置需要的电流，受外界多种因素影响，变化很大。为了提高电源的可靠性和稳定性，直流电源使用全系列集成模块电路的“恒电位仪”。鉴于其在电源装置中的核心地位，船体外加电流阴极保护装置的直流电源也常称作“恒电位仪”。
相对于常用的银/氯化银参比电极，保护电流密度要保证保护电位-0.75~-1.00V，最佳保护电流密度30~60mA/m2，我国海船选用40~60mA/m2较为合适。
船体外加电流阴极保护装置的种类型号很多，工作参数也有差异，但工作原理大同小异。下面，以一款应用较普遍、效果较显著的ICCP船体外加电流阴极保护装置为例，提出船体外加电流阴极保护装置的使用部分表面凹坑状腐蚀，；舵叶底部烂损和舵球腐蚀
究其原因，是船体外加电流阴极保护装置使用不当和维护不良，左右两侧的辅助阳极损坏就是明证。调查发现，该装置的工作原理、操作方法、参数调节、日常维护等，船员知之甚少，因而也不重视，甚至船到了淡水水域也未及时停止该装置的工作。为此，本文介绍其工作原理和维护要点。
为确保装置有效运行，建议：
（1）定期（一年一次）安排生产厂家实船检测。
（2）船舶坞修时：
·更新老化的ICCP辅助阳极；
·更新寿命到期的参比电极；
·每两或三次坞修重新涂刷辅助阳极周围的阳极屏蔽层。最好每两次坞修重新涂刷一次，虽然阳极屏蔽层涂料使用寿命大于6年，但第三次坞修可能在第7或第8年。
（3）“恒电位仪”，按说明书维护，遇有下列情况之一需及时更新：
⑥每周一次：
·检查螺旋桨轴接地装置的滑环、碳刷，确认外表清洁、接触良好、接线紧固。
·检查舵柱联结电缆结合处，确认没有磨损。
⑦一旦装置故障，转为“手控”通电，但必须注意随情况不同（如航行与停泊）及时调整输出电流，以免欠保护或过保护，尤其防止过保护。若装置无法工作，及时通知主管部门设法修复。
4维护建议
ICCP船体外加电流阴极保护装置，辅助阳极电流密度不超出设计电流密度范围可使用10年，Ag/AgCl参比电极使用寿命6年，阳极屏蔽层涂料使用寿命大于6年，基本不需维护保养。
码头调试完毕，一切正常后方可开航。
（2）安装后首次航行调试和航行使用
船舶海上航行时：
①测量船体安装之参比电极对船体的自然电位：
·使用高阻抗数字电压表；
·每1～2小时测一次，连续测试三次，正常船体自然电位－0.4～－0.6V；
·做好记录。
②船体自然电位测试完毕，按《SF-300恒电位仪使用说明书》要求启用“恒电位仪”。开机前应仔细阅读使用说明书，按说明书的规定使用。