陰極保護(hù)原理
腐蝕的金屬是一個(gè)多電極耦合體系。當(dāng)金屬材料與電解質(zhì)溶液相接觸時(shí),由于金屬表面的電化學(xué)不均勻性,常形成腐蝕電池。這種腐蝕電池可以簡(jiǎn)化為一個(gè)雙電極原電池,因此,陰極保護(hù)可以通過如下兩張方法來實(shí)現(xiàn)。
1、利用外加電流,使被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面變成陰極,叫做外加電流陰極保護(hù)。
對(duì)金屬設(shè)備進(jìn)行外加電流陰極保護(hù)時(shí),可將金屬用導(dǎo)線連接到一外加電源的負(fù)極,把另一輔助陽極連接到電源的正極。此時(shí),通過輔助陽極的電流在流經(jīng)電解質(zhì)溶液后,主要集中于金屬的陰極部分,是金屬發(fā)生陰極極化,該電流通過陰極再流回電源,從而使金屬的總電位降低。如果所加的保護(hù)電流足夠大時(shí),則被保護(hù)結(jié)構(gòu)上原來的陽極不再溶解,此時(shí)即得到完全的保護(hù)。
2、在需要保護(hù)的金屬設(shè)備上連接一種電位更負(fù)的金屬或合金,叫做犧牲陽極保護(hù)。
由陰極保護(hù)原理可知,任何金屬結(jié)構(gòu)要進(jìn)行陰極保護(hù),應(yīng)具體以下條件:
(1)環(huán)境介質(zhì)必須是導(dǎo)電的。因?yàn)檫@些介質(zhì)將構(gòu)成陰極保護(hù)系統(tǒng)的一部分,這樣保護(hù)電流才能通過導(dǎo)電介質(zhì)流動(dòng),形成一個(gè)完整的電回路。在土壤、海水、酸堿鹽溶液等介質(zhì)中都可實(shí)施陰極保護(hù),但在氣體介質(zhì)中則不行。氣液界面、干濕交替部位的保護(hù)效果也不好。在強(qiáng)酸農(nóng)溶液中,因保護(hù)電流消耗太大,一般也不宜使用陰極保護(hù)方法。
(2)金屬材料在所處介質(zhì)中應(yīng)易于陰極極化,否則因消耗的電流大而不適宜采用陰極保護(hù)方法。在介質(zhì)中處于鈍態(tài)的金屬,不應(yīng)采用陰極保護(hù)。
(3)被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)的幾何形狀不要過于復(fù)雜,否則保護(hù)電流分布不均,出現(xiàn)局部保護(hù)不足或過保護(hù)的現(xiàn)象。
目前陰極保護(hù)方法主要用在下列介質(zhì):
A:淡水及海水中,防止船舶、碼頭、平臺(tái)、閘門和冷卻設(shè)備等的腐蝕。
B:堿及鹽類溶液中,防止儲(chǔ)槽、蒸發(fā)罐、熬堿鍋等的腐蝕。
C:土壤及海泥中,防止管線及電纜等的腐蝕。