腐蝕(shi)電池中的陰(yin)極(ji)(ji)是接受電子產生(sheng)(sheng)還(huan)原反應的電極(ji)(ji),只(zhi)有陽(yang)極(ji)(ji)才發生(sheng)(sheng)腐蝕(shi)。利用這個原理,可以(yi)從(cong)外部導入陰(yin)極(ji)(ji)電流(liu)至需要保(bao)護的設備上,使管道(dao)全(quan)部表(biao)面成為(wei)(wei)陰(yin)極(ji)(ji)。陰(yin)極(ji)(ji)保(bao)護廣泛用于土壤和(he)海水中的管道(dao)、電纜、海船、港灣碼(ma)頭設施(shi)、鉆井平臺、水庫閘門、油氣(qi)井、家用水槽等。為(wei)(wei)了減少電流(liu)輸入,延長使用壽命,一般和(he)涂料聯合應用,是一種經濟簡(jian)便(bian)、行之有效的防腐蝕(shi)方法(fa)。
利用外部陰(yin)極(ji)(ji)電(dian)(dian)流(liu)使金屬(shu)(shu)電(dian)(dian)位向負的方向移動,使腐蝕(shi)原電(dian)(dian)池(chi)的作(zuo)用減(jian)弱(ruo),或(huo)完全停(ting)止(zhi),從而達到減(jian)緩(huan)或(huo)停(ting)止(zhi)金屬(shu)(shu)腐蝕(shi)的目(mu)的,這種技(ji)術(shu)(shu)稱為電(dian)(dian)化學(xue)陰(yin)極(ji)(ji)保護技(ji)術(shu)(shu)。外部陰(yin)極(ji)(ji)電(dian)(dian)流(liu)可由兩種方法獲得(de):偶接犧牲陽極(ji)(ji)法和外電(dian)(dian)源法。
犧(xi)牲(sheng)陽(yang)極法是將(jiang)電(dian)(dian)位較負(fu)的(de)一種(zhong)金屬(shu)(如鋁、鎂(mei)、鋅及其合金等)連(lian)接在(zai)被保護的(de)金屬(shu)管(guan)道(dao)上,使(shi)兩者在(zai)電(dian)(dian)解(jie)質中構成(cheng)一個大電(dian)(dian)池,犧(xi)牲(sheng)陽(yang)極電(dian)(dian)位負(fu)被腐(fu)蝕,金屬(shu)管(guan)道(dao)得到陰(yin)極電(dian)(dian)流而(er)減(jian)弱(ruo)了或停止(zhi)了腐(fu)蝕,見圖(tu)8.2.2。
外電源法是(shi)把電解質(zhi)中(zhong)的金(jin)屬(shu)管道和一直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電流(liu)(liu)的負極(ji)相(xiang)連(lian),直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電源的正極(ji)和一外加(jia)的輔助陽極(ji)(耐陽極(ji)腐蝕的材料如石墨(mo)等)相(xiang)連(lian)電路接通后,金(jin)屬(shu)管道獲(huo)得(de)陰極(ji)電流(liu)(liu)而被(bei)保護(hu),見圖8.2.3。
陰極保(bao)護(hu)技術(shu)適用(yong)(yong)于地下及(ji)(ji)水下金(jin)屬管(guan)道,已(yi)有NACE標(biao)準(zhun)(美(mei)國國家腐(fu)蝕工(gong)程師協(xie)會標(biao)準(zhun))。陰極保(bao)護(hu)通常是和涂料(liao)聯合使用(yong)(yong)。單獨(du)的(de)防腐(fu)涂層,會有針孔(kong)及(ji)(ji)使用(yong)(yong)中產生的(de)局部脫落(luo),如同時再用(yong)(yong)陰極保(bao)護(hu),則陰極電流只保(bao)護(hu)針孔(kong)和局部脫落(luo)處,耗(hao)電極小,經濟(ji)效(xiao)益(yi)更好。
陰(yin)極保護(hu)(與(yu)涂料聯合使用),已成功用于地下(xia)輸(shu)(shu)油管道、過(guo)江乙烯輸(shu)(shu)氣管道及大口徑過(guo)江、過(guo)海(hai)輸(shu)(shu)淡水管道的防腐,示意圖見圖8.2.4。
涂層(ceng)加(jia)陰極保護是標本兼(jian)治、停(ting)止腐(fu)蝕(shi)的辦法,是國(guo)內(nei)外(wai)公認最(zui)經濟、最(zui)有效(xiao)的防(fang)腐(fu)措施。
其中外(wai)防(fang)護(hu)(hu)層是主要防(fang)腐(fu)(fu)手段(duan)(duan),即在鋼(gang)管(guan)和腐(fu)(fu)蝕介質之間建立(li)一個絕緣隔離層,避免腐(fu)(fu)蝕介質和鋼(gang)管(guan)接觸,從根本(ben)上防(fang)止鋼(gang)管(guan)的(de)(de)電(dian)化學腐(fu)(fu)蝕;陰(yin)極(ji)保護(hu)(hu)作為(wei)防(fang)護(hu)(hu)層防(fang)腐(fu)(fu)的(de)(de)補(bu)充手段(duan)(duan),為(wei)防(fang)護(hu)(hu)層缺陷處的(de)(de)鋼(gang)管(guan)外(wai)表面提供電(dian)化學保護(hu)(hu)。
但是,當(dang)防(fang)腐層(ceng)質(zhi)量不佳(jia),破損(sun)嚴重時(shi),若采用增(zeng)加(jia)陰(yin)極(ji)保(bao)護作(zuo)為主要防(fang)護手段,不但使(shi)陰(yin)極(ji)保(bao)護投資和維護費用急增(zeng),而且管(guan)理和維修、保(bao)護電流的合理分布都會(hui)出現許多難題。所以要進行涂(tu)層(ceng)和(he)陰(yin)(yin)極保護(hu)(hu)的(de)聯合(he)保護(hu)(hu)的(de)前(qian)提是在涂(tu)層(ceng)質量(liang)沒有被嚴重損壞(huai)的(de)情況(kuang)下,通(tong)過陰(yin)(yin)極保護(hu)(hu)參數的(de)調整從而達到(dao)埋地鋼制管道的(de)保護(hu)(hu)。