阴极保护原理
腐蚀的金属是一个多电极耦合体系。当金属材料与电解质溶液相接触时,由于金属表面的电化学不均匀性,常形成腐蚀电池。这种腐蚀电池可以简化为一个双电极原电池,因此,阴极保护可以通过如下两张方法来实现。
1、利用外加电流,使被保护金属结构的整个表面变成阴极,叫做外加电流阴极保护。
对金属设备进行外加电流阴极保护时,可将金属用导线连接到一外加电源的负极,把另一辅助阳极连接到电源的正极。此时,通过辅助阳极的电流在流经电解质溶液后,主要集中于金属的阴极部分,是金属发生阴极极化,该电流通过阴极再流回电源,从而使金属的总电位降低。如果所加的保护电流足够大时,则被保护结构上原来的阳极不再溶解,此时即得到完全的保护。
2、在需要保护的金属设备上连接一种电位更负的金属或合金,叫做牺牲阳极保护。
由阴极保护原理可知,任何金属结构要进行阴极保护,应具体以下条件:
(1)环境介质必须是导电的。因为这些介质将构成阴极保护系统的一部分,这样保护电流才能通过导电介质流动,形成一个完整的电回路。在土壤、海水、酸碱盐溶液等介质中都可实施阴极保护,但在气体介质中则不行。气液界面、干湿交替部位的保护效果也不好。在强酸农溶液中,因保护电流消耗太大,一般也不宜使用阴极保护方法。
(2)金属材料在所处介质中应易于阴极极化,否则因消耗的电流大而不适宜采用阴极保护方法。在介质中处于钝态的金属,不应采用阴极保护。
(3)被保护金属结构的几何形状不要过于复杂,否则保护电流分布不均,出现局部保护不足或过保护的现象。
目前阴极保护方法主要用在下列介质:
A:淡水及海水中,防止船舶、码头、平台、闸门和冷却设备等的腐蚀。
B:碱及盐类溶液中,防止储槽、蒸发罐、熬碱锅等的腐蚀。
C:土壤及海泥中,防止管线及电缆等的腐蚀。