减轻金属管道腐蚀的方法--电化学防护法

2024-11-12 14:33:35 作者：河北省防腐保温行业协会来源：河北省防腐保温行业协会分享至：

运用原电池的电化学原理，消除引起金属发生电化学腐蚀的原电池反应，使金属得到防护，这种金属防护法叫做电化学防护。其原理是通过在外加电流使金属制品的电位发生变化，从而减缓或抑制金属制品的腐蚀。埋地金属管道电化学防护法仅指阴极保护和电蚀防止法。

01 阴极保护

阴极保护是指将被保护金属极化成阴极来防止金属腐蚀的方法，即将金属腐蚀电池中阴极不受腐蚀而阳极受腐蚀的原理应用于金属防腐技术上。判断管道是否达到阴极保护的指标有两项：

最小保护电位

它是金属在电解液中阴极极化到腐蚀过程停止时的电位；其值与环境等因素有关，常用的数值为- 850毫伏（相对于铜-硫酸铜参比电极测定，下同）；

最大保护电位

即被保护金属表面容许达到的最高电位值。当阴极极化过强，管道表面与涂层间会析出氢气，而使涂层产生阴极剥离，所以必须控制汇流点电位在容许范围内，以使涂层免遭破坏，此值与涂层性质有关，一般取－1.20至－2.0伏间。

在我国，阴极保护技术的应用开始于1958年，首次应用于克拉玛依到独山子埋地输油管道。目前，实现埋地管道阴极保护有外加电流法和牺牲阳极法两种。

1、外加电流法是利用直流电源，负极接于被保护管道上，正极接于阳极地床。电路连通后，管道被阴极极化。当管道对地电位达到最小保护电位时，即获得完全的阴极保护。常用的直流电源均可使用，其中尤以整流器居多。直流输出一般在60伏、30安以下。新型的直流电源有温差发电器、太阳能电池等，多用于缺电地区。阳极地床是与直流电源正极相连的，与大地构成良好电气接触的导电体，或称为阳极接地装置；常用材料有碳钢、高硅铁、石墨、磁性氧化铁等。阳极地床设置在土壤电阻率低、保护电流易于分布、又不干扰邻近地下构筑物的地方。外加电流阴极保护距离一般可达几十公里，长输管道阴极保护多用此法。

2、牺牲阳极法是采用比被保护金属电极电位更负的金属与被保护金属连接，两者在电解液中形成原电池。电位较负的金属（如镁、锌、铝及其合金）成为阳极，在输出电流的过程中逐渐损耗掉，被保护的管道金属成为阴极而免遭腐蚀，所以称电位较负的金属为牺牲阳极。地下管道采用牺牲阳极保护，其决定要素是阳极发生电流、阳极数量和保护长度等。当阳极种类确定后，影响上述参数的是阳极接地电阻和与该阳极保护管段区间的漏泄电阻。前者取决于土壤电阻率，后者取决于管道涂层电阻和涂层的施工质量。牺牲阳极使用寿命与重量有关，视需要可用几年至几十年。牺牲阳极具有投资省、管理简便、不需要外电源、防止干扰腐蚀效果好等优点，所以在城市范围内的埋地金属管道防腐中得到普遍应用。