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阴极保护技术

电化学保护技术

阴极保护技术是指通过电化学的方法，将需要保护的金属结构极化，使之电位向负向移动。以达到在环境介质中处于阴极，即被保护状态的地位的一种方法。阴极保护技术是一种电化学保护技术，其核心是在电解质环境中，将金属的电位向负向移动，以达到免蚀电位。

技术简介
常用阴极保护的基本原则是将受保护的构筑物与所有低接地电阻的装置实现电分离。但是，这在工业装置上是个很大的技术难题，因为管子非常多，管径相当大。要将它们实现电分离不仅费用昂贵，而且在正常使用中，它们可能与外部装置电接触或绝缘接头跨接，容易产生很多问题。在管道系统改造或扩建过程中，这个问题尤为突出。在爆炸危险的装置和输送电解液的管道上实施阴极保护也存在技术难题。如果用大口径管道输送低电阻率的电解质，那么在绝缘接头未受保护一侧，就会有被阴极保护电流引发内腐蚀的危险。
在工业装置上管道的腐蚀危险一般比长输管道中的腐蚀危险大，因为在大多数情况下，管道会与钢筋混凝土基础形成腐蚀电池。在不同种类的工业装置区域内能够利用区域阴极保护来克服这种腐蚀危险，所用方法类似于局部阴极保护的方法。受保护的区域是没有限制的，也就是说管道与连接的和分支的管道之间是没有电绝缘的。
舰船阴极保护
舰船的阴极保护从包括所有附着物和敞开处（如螺旋桨、舵、螺旋桨支架、通海吸水箱、浮箱、通水口助推器）在内的水下部位的外防护，到各种船舱（压载舱、淡水舱、燃油舱）、管路（冷凝器与热交换器）和船舭的内防护。舰船要暴露在组成机不相同的水域里，含盐浓度和导电率是特别重要的指标，因为它们对腐蚀电池的活动和电流分布有很大影响。此外，在舰船上，还必须考虑不同金属的问题，阴极保护准则。
舰船阳极分布原则
阳极应当均匀分布在舰船的水下部位的表面上，以达到良好的电流分布。设置时，应当遵循以下基本原则：阳极总质量的大约25%应用于保护船尾，剩余的阳极应分布在船头和船体中间部位；它们应当安装在船舭半径上，这样将它们附装好后不容易被拉脱；在舭龙骨部位，它们应当交替附装在上侧与下侧；在船体中间船舭上的阳极间隔距离应不大于6~8cm，以确保保护区域互相重叠搭接；在有高保护电流密度的水域（如热带）和有低电阻率的水域（如波罗的海），阳极间隔距离跟小一些。在这样的舰船上，选用5m的间隔距离。如果舰船会说道严重的机械损伤时，如在北极水域的冰海里航行的船只，这个间距距离还要小，阴极保护准则。
舰船阳极的使用时间
舰船的阴极保护材料阳极设计寿命至少为4，所以对于压载舱在船行进中或者是空的或者装有压舱水类型的压载舱时间为使用时间的40%。对于盛装赃物料的船舱类型船舱，压载时间为使用时间的25%，这相当于一年分别压载146天和91天。每次压载舱航行最短要用5天时间装水压藏。
要保护的表面应是全部表面，包括插件、圆杆和管子。侧壁上部1.5m以及盖子应当采用质量经过认证的优质防腐层防止腐蚀。
技术分类
一、牺牲阳极保护技术；
二、外加电流保护技术。
应用范围
阴极保护技术是应用最广泛也是最成功的一种金属防腐蚀技术。
阴极保护试片
阴极保护试片是在测试位置代表管道的金属试片，用于阴极保护测试。
有一根与检查试片相连的绝缘测试导线引到地面上，并且在正常运行期间与管线测试导线连接，试片接受阴极保护电流，并在此测试位置代表管道。为了进行测试，此连接是可断开式的，以测量试片的极化电位。为了测量试片的断电电位，此连接断开的时间应尽量的短以避免试片过度的去极化。
当用试片代表管道时，那些来自其他电流源的电流造成的电压降将不受影响，试片较小的尺寸会减少这些电压降的影响。
特点
1.确定测试位置；
2.尽可能使参比电极和电解质之间的接触点与试片靠近；
3.将试片和参比电极与电压表连接；
4.测量并记录管线和试片的通电电位；
5.将试片与管线断开，立刻测量并记录试片对电解质的断点电位及其极性，此过程应尽可能快以避免试片的去极化；
6.重新将试片与管线连接，使其正常运行。
研究热点
1、交流杂散电流技术；包括排流技术；
2、在线监测技术；
3、钢筋混凝土保护技术；
技术要求
对于施加阴极保护的管道要做到经济合理跟技术可行，这就要满足一定的条件，如下：
①要保证管道纵向连接的导电性
②管道的覆盖层要保证有足够的电阻
③要保证管道跟其他低电阻接地装置的电绝缘性。
应用条件
在采用阴极保护时,应具备以下条件:
1.被保护构筑物必须是可导电的金属件,且具有足够低的纵向到点率;
2.与低欧姆的接地装置不得有金属导电性连接;
3.容器和管道均应具有足够电阻率的防腐层。
注:随着防腐层电阻的增大,保护电流密度相应地降低,越加有利于电流均匀分布,扩大保护范围。当保护电流密度增大时对外部装置的干扰影响也增加。
若管道建在或运行在高压电装置附近,就必须遵循Akf第三号推荐标准。若考虑到防爆和放接触电压,需要与接地的外部设备进行电连接或者这类连接决不可被取消,这是应按照Afk第九号标准推荐采用局部阴极保护技术。
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