減輕金屬管道腐蝕的方法--電化學(xué)防護(hù)法

2024-11-12 14:33:35 作者：河北省防腐保溫行業(yè)協(xié)會(huì) 來源：河北省防腐保溫行業(yè)協(xié)會(huì) 分享至：

運(yùn)用原電池的電化學(xué)原理，消除引起金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原電池反應(yīng)，使金屬得到防護(hù)，這種金屬防護(hù)法叫做電化學(xué)防護(hù)。其原理是通過在外加電流使金屬制品的電位發(fā)生變化，從而減緩或抑制金屬制品的腐蝕。埋地金屬管道電化學(xué)防護(hù)法僅指陰極保護(hù)和電蝕防止法。

01 陰極保護(hù)

陰極保護(hù)是指將被保護(hù)金屬極化成陰極來防止金屬腐蝕的方法，即將金屬腐蝕電池中陰極不受腐蝕而陽極受腐蝕的原理應(yīng)用于金屬防腐技術(shù)上。判斷管道是否達(dá)到陰極保護(hù)的指標(biāo)有兩項(xiàng)：

最小保護(hù)電位

它是金屬在電解液中陰極極化到腐蝕過程停止時(shí)的電位；其值與環(huán)境等因素有關(guān)，常用的數(shù)值為- 850毫伏（相對(duì)于銅-硫酸銅參比電極測(cè)定，下同）；

最大保護(hù)電位

即被保護(hù)金屬表面容許達(dá)到的最高電位值。當(dāng)陰極極化過強(qiáng)，管道表面與涂層間會(huì)析出氫氣，而使涂層產(chǎn)生陰極剝離，所以必須控制匯流點(diǎn)電位在容許范圍內(nèi)，以使涂層免遭破壞，此值與涂層性質(zhì)有關(guān)，一般取－1.20至－2.0伏間。

在我國(guó)，陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用開始于1958年，首次應(yīng)用于克拉瑪依到獨(dú)山子埋地輸油管道。目前，實(shí)現(xiàn)埋地管道陰極保護(hù)有外加電流法和犧牲陽極法兩種。

1、外加電流法是利用直流電源，負(fù)極接于被保護(hù)管道上，正極接于陽極地床。電路連通后，管道被陰極極化。當(dāng)管道對(duì)地電位達(dá)到最小保護(hù)電位時(shí)，即獲得完全的陰極保護(hù)。常用的直流電源均可使用，其中尤以整流器居多。直流輸出一般在60伏、30安以下。新型的直流電源有溫差發(fā)電器、太陽能電池等，多用于缺電地區(qū)。陽極地床是與直流電源正極相連的，與大地構(gòu)成良好電氣接觸的導(dǎo)電體，或稱為陽極接地裝置；常用材料有碳鋼、高硅鐵、石墨、磁性氧化鐵等。陽極地床設(shè)置在土壤電阻率低、保護(hù)電流易于分布、又不干擾鄰近地下構(gòu)筑物的地方。外加電流陰極保護(hù)距離一般可達(dá)幾十公里，長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)多用此法。

2、犧牲陽極法是采用比被保護(hù)金屬電極電位更負(fù)的金屬與被保護(hù)金屬連接，兩者在電解液中形成原電池。電位較負(fù)的金屬（如鎂、鋅、鋁及其合金）成為陽極，在輸出電流的過程中逐漸損耗掉，被保護(hù)的管道金屬成為陰極而免遭腐蝕，所以稱電位較負(fù)的金屬為犧牲陽極。地下管道采用犧牲陽極保護(hù)，其決定要素是陽極發(fā)生電流、陽極數(shù)量和保護(hù)長(zhǎng)度等。當(dāng)陽極種類確定后，影響上述參數(shù)的是陽極接地電阻和與該陽極保護(hù)管段區(qū)間的漏泄電阻。前者取決于土壤電阻率，后者取決于管道涂層電阻和涂層的施工質(zhì)量。犧牲陽極使用壽命與重量有關(guān)，視需要可用幾年至幾十年。犧牲陽極具有投資省、管理簡(jiǎn)便、不需要外電源、防止干擾腐蝕效果好等優(yōu)點(diǎn)，所以在城市范圍內(nèi)的埋地金屬管道防腐中得到普遍應(yīng)用。