电化学法阴极保护电化学法介绍

电化学法主要是指阴极保护，即牺牲阳极而保护阴极的方法，使被保护的金属成为阴极而受到保护，如地下管道或化工设备，可用一金属块作阳极与之联在一起，通入电流进行保护。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。阴极保护通过在线缆的金属外皮上人为接入负电位，在一定距离之外的电极上接正电极，确保线缆的金属外皮对地具有负电位。这样就不会出现电流通过线缆的外皮向外流出的现象，这样会起到保护线缆外皮的作用。

两种电化学阴极保护法
强制电流阴极保护技术和牺牲阳极保护。

1、牺牲阳极阴极保护
牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于1安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于100欧姆.米）的金属结构。如，城市管网、小型储罐等。根据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年，最多5年。牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。产生该问题的主要原因是阳极成份达不到规范要求，其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。

2、强制电流阴极保护技术
强制电流阴极保护技术是在回路中串入一个直流电源，借助辅助阳极，将直流电通向被保护的金属，进而使被保护金属变成阴极，实施保护。 优点： A: 驱动电压高，能够灵活地在较宽的范围内控制阴极保护电流 输出量，适用于保护范围较大的场合 B: 在恶劣的腐蚀条件下或高电阻率的环境中也适用 C: 选用不溶性或微溶性辅助阳极时，可进行长期的阴极保护 D: 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 E: 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： A: 一次性投资费用偏高，而且运行过程中需要支付电费 B:阴极保护系统运行过程中，需要严格的专业维护管理 C: 离不开外部电源，需常年外供电 D：对邻近的地下金属构筑物可能会产生干扰作用

电化学法阴极保护设备

阴极保护使用的场合较多，它通常由一个电源变压器和一个桥型整流器组成。阴极保护的电压是可以调节的，使用的电源负荷较大。它把交流220 V电源通过变压器和整流电路变成直流，将负电极接至金属外皮，正电极接地，确保线缆外皮对地保持适当的负电位，这样线缆的金属外皮就不容易受到腐蚀了。

阴极保护设备如果不用交流电，也可以用直流电池供电。但注意阴极设备应安装在线缆外皮平均正电位最高的地点。

阴极保护设备接地的正电极有大量的电流流出，如果采用金属接地体，这会消耗很大；通常采用石墨电极作为接地体。

我们在术语“线路防蚀”中还提到阳电极的保护方法，这种防腐蚀措施的原理和阴极保护的原理是一致的。但阳电极的方法不需要电源。将阳电极与线缆金属外皮相连并埋在地下，阳电极的电位高于线缆外皮电极的电位，它与电缆外皮构成原电池，由阳电极流向电缆外皮的电流，可以抵消电缆外皮流出的电流，这样阳电极就代替线缆的金属外皮受到腐蚀，“李代桃僵”通过牺牲阳电极的方式保护了电缆，大家应该知道，阳电极为何也称为“牺牲电极”了吧。

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导电率；

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。

强制电流电化学阴极保护系统又称为外加电流系统，是在被保护结构周围同一电解质环境中埋设辅助阳极，通过一直流电源以辅助阳极为阳极，以被保护结构为阴极，构成供电回路，将直流电通向被保护的金属，使被保护金属强制变成阴极以实施阴极保护。

电化学法阴极保护系统的维护

1、牺牲阳极的维护
a、管道牺牲阳极的保护日常维护工作不多，除按外加电流阴极保护的要求进行保护电位测量，测试桩维护保养，绝缘接头检测，接地故障排除等工作外，建议每年测定各参数。据此分析管道保护状况。若样机性能变坏，则需采取相应的措施。

b、在年度检测时，可以测量牺牲阳极的输出电流，修复断开的电缆。

c、如果阳极输出电流明显减小，而阳极并没有达到其寿命，阳极电缆短路是常见的原因。可以将电流表串联在阳极电缆中测量阳极输出电流，也可以在阳极电缆中串联一支0.1Ω的电阻，通过测量该电阻上的电压降，计算阳极电流输出。

d、阳极的接地电阻为阳极开路电位减去阳极闭路电位再除以阳极输出电流。

2、阴极保护系统中维护种的安全问题
再去工地的路上，不论是乘车、乘船、乘飞机，都要注意安全。野外测量时，注意毒蛇、猛兽的袭击。在整流器上工作时，断开面板上的开关不代表对设备内部进行操作就安全。应该断开交流电源，并安装安全锁及标签。接触整流器前要用电笔试一下外壳是否带电。

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