腐(fu)蝕電(dian)池中(zhong)的(de)(de)陰極(ji)(ji)是(shi)接受電(dian)子產生還原反應的(de)(de)電(dian)極(ji)(ji),只有陽極(ji)(ji)才發生腐(fu)蝕。利用這個原理,可以從外部(bu)導入陰極(ji)(ji)電(dian)流至(zhi)需要(yao)保護(hu)的(de)(de)設備上,使管(guan)道(dao)全部(bu)表面成(cheng)為陰極(ji)(ji)。陰極(ji)(ji)保護(hu)廣泛用于土壤(rang)和(he)海(hai)水中(zhong)的(de)(de)管(guan)道(dao)、電(dian)纜、海(hai)船、港(gang)灣碼頭設施、鉆井平臺、水庫(ku)閘門、油氣井、家用水槽等。為了減少電(dian)流輸入,延長使用壽命(ming),一般和(he)涂料聯(lian)合應用,是(shi)一種(zhong)經濟簡便、行之有效的(de)(de)防腐(fu)蝕方法。
利用(yong)外部陰極電流使(shi)金(jin)屬電位向負的(de)方(fang)向移動,使(shi)腐(fu)蝕原電池的(de)作用(yong)減弱(ruo),或完全停(ting)止,從而達到減緩或停(ting)止金(jin)屬腐(fu)蝕的(de)目的(de),這種技術稱(cheng)為電化學陰極保護技術。外部陰極電流可(ke)由兩(liang)種方(fang)法獲得:偶接犧牲陽(yang)極法和外電源法。
犧牲陽極法(fa)是將電(dian)位較(jiao)負(fu)的一(yi)種(zhong)金(jin)屬(如鋁、鎂、鋅及其合金(jin)等)連接在(zai)被保護(hu)的金(jin)屬管(guan)道上,使兩者在(zai)電(dian)解(jie)質中構成一(yi)個大電(dian)池(chi),犧牲陽極電(dian)位負(fu)被腐(fu)蝕(shi),金(jin)屬管(guan)道得到(dao)陰(yin)極電(dian)流而減弱了(le)或停止(zhi)了(le)腐(fu)蝕(shi),見圖8.2.2。
外(wai)電(dian)(dian)源(yuan)法是把電(dian)(dian)解(jie)質中(zhong)的(de)金(jin)屬管道和一直流(liu)電(dian)(dian)流(liu)的(de)負極(ji)相(xiang)連,直流(liu)電(dian)(dian)源(yuan)的(de)正極(ji)和一外(wai)加的(de)輔助陽(yang)極(ji)(耐陽(yang)極(ji)腐蝕(shi)的(de)材料如石墨等(deng))相(xiang)連電(dian)(dian)路接通后,金(jin)屬管道獲得陰極(ji)電(dian)(dian)流(liu)而被保護,見圖8.2.3。

陰(yin)極(ji)(ji)(ji)保(bao)護(hu)技(ji)術適用(yong)(yong)于地下(xia)及(ji)水(shui)下(xia)金屬管(guan)道,已有(you)NACE標準(美(mei)國國家腐蝕工(gong)程師協會(hui)標準)。陰(yin)極(ji)(ji)(ji)保(bao)護(hu)通常是和(he)(he)涂料聯合(he)使用(yong)(yong)。單(dan)獨的防腐涂層,會(hui)有(you)針孔及(ji)使用(yong)(yong)中產生的局部脫落(luo),如同時再用(yong)(yong)陰(yin)極(ji)(ji)(ji)保(bao)護(hu),則(ze)陰(yin)極(ji)(ji)(ji)電流只保(bao)護(hu)針孔和(he)(he)局部脫落(luo)處,耗電極(ji)(ji)(ji)小,經濟效(xiao)益更好。
陰(yin)極保護(與涂料聯合使用),已成功(gong)用于地下輸(shu)油管道、過江乙烯輸(shu)氣管道及大口(kou)徑(jing)過江、過海(hai)輸(shu)淡水管道的防腐,示意(yi)圖見圖8.2.4。

涂層加陰(yin)極保(bao)護是(shi)標(biao)本(ben)兼治、停止腐蝕的辦法(fa),是(shi)國內(nei)外公認最(zui)經濟、最(zui)有(you)效的防腐措施(shi)。
其中外防(fang)(fang)護(hu)(hu)層是(shi)主要防(fang)(fang)腐(fu)(fu)手段,即在鋼管和腐(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)之間建立(li)一個(ge)絕緣(yuan)隔(ge)離層,避免腐(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)(jie)質(zhi)(zhi)和鋼管接觸,從根本上防(fang)(fang)止(zhi)鋼管的(de)電(dian)化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi);陰(yin)極(ji)保(bao)(bao)護(hu)(hu)作為防(fang)(fang)護(hu)(hu)層防(fang)(fang)腐(fu)(fu)的(de)補充手段,為防(fang)(fang)護(hu)(hu)層缺(que)陷處(chu)的(de)鋼管外表(biao)面(mian)提供電(dian)化學(xue)保(bao)(bao)護(hu)(hu)。
但是,當防腐層質量不佳(jia),破(po)損嚴重時,若采用(yong)增加陰(yin)極保(bao)護作(zuo)為主要(yao)防護手段,不但使陰(yin)極保(bao)護投資和維護費用(yong)急增,而且(qie)管(guan)理(li)和維修(xiu)、保(bao)護電流的合理(li)分布都會出現許多難題。所以要(yao)進(jin)行涂(tu)層和陰極保(bao)護的(de)聯合保(bao)護的(de)前提是在(zai)涂(tu)層質量沒有被嚴重損(sun)壞的(de)情況下,通過陰極保(bao)護參(can)數的(de)調整從而達到埋地(di)鋼制管道的(de)保(bao)護。

