陰極保護系統

陰極保護系統

 陰極保護護就是以通電的方法使被保護物成為陰極,由此減緩、避免腐蝕。陰極保護實現的技術有兩種:一是外加電流陰極保護也稱強制(電流)陰極保護,二是犧牲陽極(陰極)保護。

基本介紹

  • 中文名:陰極保護系統
  • 外文名:Cathodic protection system
  • 學科:電力工程
  • 領域:工程技術
簡介,分類,系統構成,陰極保護電流密度,艦船的陰極保護,艦船陽極分布原則,套用條件,

簡介

陰極保護系統在1973年成功的套用於混凝土的防護,但是早在1823年就套用於電解液中金屬的保護。它廣泛的套用於管線,船體外殼,地下儲罐,海洋平台熱交換器等的保護。陰極保護系統的基礎是自然科學。早就經過了實驗室的理論證實,並通過了幾萬次的現場檢測。腐蝕是一個電化學的過程,陰極保護是通過外加電阻止腐蝕的電化學過程。陰極保護系統在恰當的環境下,會陰極保護系統是一種外加的電氣系統,通過提供很小的電流來中和腐蝕電池產生的電流。陰極保護系統移除部分的腐蝕電池從而使腐蝕停止。陰極保護系統能夠處理一般的腐蝕情況。
陰極保護不神秘也不複雜:它只是電化學原理的直接套用,阻斷已經發生的腐蝕。

分類

陰極保護系統包含有一個外加的電源,能夠產生充足的電流來抵消腐蝕電池產生的電流。陰極保護系統的分類的依據就是外部電源的不同。
強加電流陰極保護系統得名於:電流是通過常規電源提供的(當地的電力公司)。通過相對惰性的材料把電流強加在腐蝕的建造物上。
電流(犧牲)陰極保護系統名稱的來源在於:電流是電解液中的不同金屬產生的。這也是電池的工作原理,當另一種金屬放到電解液中(兩者之間用金屬線連線),電流就會從電勢高的一端流出,通過電解液流向電勢低的金屬一端。比如,鋅比鐵有較高的電勢,所以當二者浸在電解液中時,會有電流從鋅流向鐵。這時,鋅的一端稱為陽極,鐵一端稱為陰極。腐蝕通常發生在陽極。

系統構成

管道外防腐層、測試樁、恆電位儀二台(一台工作一台備用)、陽極地床(輔助陽極)、長效參比電極、絕緣法蘭(接頭)等。

陰極保護電流密度

單位面積達到完全陰極保護時所必須要的電流。如裸鋼在流動海水中為0.15 A/m2(初期)~0.03 A/m(穩定值)。

艦船的陰極保護

艦船的陰極保護從包括所有附著物和敞開處(如螺旋槳、舵、螺旋槳支架、通海吸水箱、浮箱、通水口助推器)在內的水下部位的外防護,到各種船艙(壓載艙、淡水艙、燃油艙)、管路(冷凝器與熱交換器)和船舭的內防護。艦船要暴露在組成機不相同的水域裡,含鹽濃度和導電率是特別重要的指標,因為它們對腐蝕電池的活動和電流分布有很大影響。此外,在艦船上,還必須考慮不同金屬的問題,陰極保護準則。

艦船陽極分布原則

陽極應當均勻分布在艦船的水下部位的表面上,以達到良好的電流分布。設定時,應當遵循以下基本原則:陽極總質量的大約25%套用於保護船尾,剩餘的陽極應分布在船頭和船體中間部位;它們應當安裝在船舭半徑上,這樣將它們附裝好後不容易被拉脫;在舭龍骨部位,它們應當交替附裝在上側與下側;在船體中間船舭上的陽極間隔距離應不大於6~8cm,以確保保護區域互相重疊搭接;在有高保護電流密度的水域(如熱帶)和有低電阻率的水域(如波羅的海),陽極間隔距離跟小一些。在這樣的艦船上,選用5m的間隔距離。如果艦船會說道嚴重的機械損傷時,如在北極水域的冰海里航行的船隻,這個間距距離還要小,陰極保護準則。

套用條件

在採用陰極保護時,應具備以下條件:
1.被保護構築物必須是可導電的金屬件,且具有足夠低的縱向到點率;
2.與低歐姆的接地裝置不得有金屬導電性連線;
3.容器和管道均應具有足夠電阻率的防腐層。
註:隨著防腐層電阻的增大,保護電流密度相應地降低,越加有利於電流均勻分布,擴大保護範圍。當保護電流密度增大時對外部裝置的干擾影響也增加。
若管道建在或運行在高壓電裝置附近,就必須遵循Akf第三號推薦標準。若考慮到防爆和放接觸電壓,需要與接地的外部設備進行電連線或者這類連線決不可被取消,這是應按照Afk第九號標準推薦採用局部陰極保護技術。

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