牺牲阳极与外加电流防腐技术.

邦信防腐阴极保护有几种方式？阴极保护分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。

一、牺牲阳极法它是由一种比被保护金属电位更负的金属或合金与被保护的金属电连接所构成。

在电解液中，牺牲阳极因较活泼而优先溶解，释放出电流供被保护金属阴极极化，实现保护。

作为牺牲阳极材料，必须能满足以下要求：1、要有足够负的稳定电位；2、自腐蚀速率小且腐蚀均匀，要有高而稳定的电流效率；3、电化学当量高，即单位重量产生的电流量大；4、工作中阳极极化要小，溶解均匀，产物易脱落；5、腐蚀产物不污染环境，无公害；6、材料来源广，加工容易，价格低廉。

常用的牺牲阳极品种有镁基、锌基和铝基合金3类。

二、强制电流法它是由外部的直流电源直接向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化，达到阴极保护>阴极保护的目的。

它由辅助阳极、参比电极、直流电源和相关的连接电缆所组成。

辅助阳极的功能是把保护电流送入电解质流到保护体上，故阳极工作时处在电解状态下。

对辅助阳极的基本要求有：1、导电性好；2、排流量大；3、耐腐蚀，消耗量小，寿命长；4、具有一定的机械强度、耐磨、耐冲击震动；5、容易加工、便于安装；6、材料易得、价格便宜。

按阳极的溶解性能，辅助阳极可分为：可溶性阳极（如钢、铝）、微溶性阳极（如高硅铸铁、石墨）、不溶性阳极（如铂、镀铂、金属氧化物）3大类。

直流电源是强制电流的动力源，它的基本要求是稳定可靠，能长期连续运行，适应各种环境条件。

常见的直流电源有：整流器、恒电位仪、恒电流仪、热电发生器、密闭循环蒸汽发电机（CCVT）、太阳能电池、风力发电机、大容量蓄电池等。

牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理牺牲阳极阴极保护（Sacrificial anode cathodic protection）是一种常用于金属结构防腐蚀的方法，也被称为阳极保护。

该原理是通过在被保护金属表面上安装一种具有更高的电位的金属（通常是锌、铝或镁）作为“牺牲阳极”，使其成为阴极而被腐蚀，从而保护被保护金属的阴极。

牺牲阳极保护的原理基于电池原理。

当两种不同电位的金属直接接触时，会形成一个局部电池。

在这个局部电池中，电流从更高电位的金属（阳极）流向更低电位的金属（阴极）。

通过将一种轻易腐蚀的金属作为牺牲阳极，我们可以使其作为一个阴极，吸引任何电流，从而将其腐蚀而保护被保护金属。

牺牲阳极的选择是基于金属间的电位差以及被保护金属的面积。

通常情况下，被保护金属的面积较大，因此可以选择电位差较大的牺牲阳极。

例如，在防腐蚀中使用锌作为牺牲阳极，它的电位较为负值，可以吸引大量的电流并保护被保护金属。

外加电流阴极保护（Impressed current cathodic protection）是另一种常用的防腐蚀方法，与牺牲阳极保护相比，它使用外部电源提供电流，而不是依赖于被保护金属表面的牺牲阳极。

外加电流阴极保护的原理是通过在被保护金属表面施加一定的电流，使其成为一个阴极，在电子层面上抵消金属的阳极解溶反应。

这种方法通常需要在被保护金属表面设置一个或多个附加的阴极（通常是一个带有导线的金属板或一组金属杆），并通过外部电源将电流传输到这些阴极上，然后通过电解作用来保护被保护金属的阴极。

外加电流阴极保护需要精确地控制电流的大小和分布，以确保被保护金属的各个部分都能得到充分的保护。

通过控制电流的大小和方向，可以有效地减少金属结构的腐蚀速率和损坏。

此外，外加电流阴极保护还可以通过适当地调整电流的大小来对不同的金属结构进行保护。

总结而言，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护都是常用的防腐蚀方法。

牺牲阳极保护通过使用具有更高电位的金属作为牺牲阳极来保护金属结构。

电缆防腐措施
电缆防腐措施主要包括以下几种：
1. 涂防锈漆：对于较大型的电缆构件，由于锌锅、电镀槽、烤箱等设备的限制，通常只能选择涂防锈漆来处理。

这种防腐措施成本低、运用方便，但防腐蚀能力较差，使用寿命较短，需要定期维护。

2. 涂覆层：通过在电缆表面涂覆一层特殊的防腐材料，如聚乙烯、聚丙烯或氟塑料等，以隔绝电缆与周围环境的接触，防止腐蚀。

这种防腐措施适用于各种环境和气候条件，但需要定期检查和维护。

3. 铠装层：通过在电缆表面加装一层金属铠装层来防止腐蚀。

常用的金属有铜、铝、铅等，铠装层的厚度根据电缆规格和长度确定。

这种防腐措施能够有效地保护电缆不受外界环境的腐蚀，但成本较高。

4. 电化学保护：通过改变电缆的电位来防止腐蚀。

常用的电化学保护方法有牺牲阳极法和外加电流法。

牺牲阳极法是将电缆与一个电位更负的金属（如锌、镁等）连接在一起，使电缆成为阴极，从而避免了腐蚀。

外加电流法是通过外加直流电源来提供电流，使电缆成为阴极并得到保护。

5. 排流保护：对于电缆排流的情况，可以采用排流保护措施来防止腐蚀。

通过设置排流柜等设备，将电缆中的电流引入地线，以减少电流对电缆的腐蚀。

综上所述，电缆防腐措施需要根据实际情况选择，以达到最佳的防腐效果并降低维护成本。

１前言阴极保护技术包括牺牲阳极和外加电流两种方法，两种方法各有优缺点，对于电厂海水循环水系统，具体选择哪一种方法，往往要根据所需保护电流的大小，可否获得方便的输入电源，是否会引发危险性以及设备结构空间大小等因素决定。

一般对小口径管道，海水流速及介质组成变化较大，需提供较大保护电流情况，较适宜采用外加电流阴极保护。

近年来，电厂机务部分海水循环水系统越来越多地采用外加电流阴极保护。

机务部分循环水系统通常由管道（直管、弯头及大小头等）、设备（如凝汽器、换热器、滤网、蝶阀等）组成，具有复杂的结构、多种材质连接，这些都使管道及设备系统阴极保护变得复杂，要对系统进行全面地保护，必须进行科学合理的设计和良好的防腐施工。

２海水管道系统外加电流阴极保护应用滨海某电厂，３００ＭＷ发电机组，循环水为天然海水，其主厂房内循环及开式循环水钢质管道系统全部采用外加电流阴极保护，保护系统由辅助阳极、参比电极、恒电位仪、阳极屏及连接电缆等附件组成。

该阴极保护系统选用了铂铌和混合金属氧化物（ＭＭＯ）两类辅助阳极，以Ａｇ／ＡｇＣｌ和高纯锌复合参比电极作为系统控制和检测电极。

２．１主厂房内循环及开式循环水管道系统组成主厂房内循环水系统包括φ１８２０×１６钢管３２ｍ，材质为Ｑ２３５Ａ；４个９０°φ１８２０弯头；ＤＮ１８００蝶阀及伸缩器４个；ＤＮ１８００二次滤网２个，材质为３１６Ｌ；ＤＮ１８００收球网２个，壳体为碳钢衬胶，其它材质主要是３１７ＬＮ不锈钢；ＤＮ１８００波纹补偿器４个，主要材质为不锈钢；凝汽器水室衬胶，冷凝管为钛管，管板为钛钢复合板。

开式水系统包括φ８２０×７钢管６６米，材质为Ｑ２３５Ａ；电动滤水器２台，整体材质为３１６Ｌ不锈钢；φ６３０×７钢管７米，材质为Ｑ２３５Ａ；φ５２９×７钢管６米，材质为１０ＣｒＭｏＡｌ；闭式循环热交换器２个，材质为钛。

φ３７７×６钢管７５米，材质为１０ＣｒＭｏＡｌ；电动蝶阀９个；９０°ＤＮ８００热压弯头６个，ＤＮ６００热压弯头４个，ＤＮ５００热压弯头２个；ＤＮ８００×５００大小头２个，ＤＮ６００×５００大小头８个，φＤＮ５００×３５０大小头４个；φ３２５×６钢管４５米；φ２１９×６钢管４８米。

牺牲阳极的工作原理牺牲阳极，也称为非铂类阳极（Non-platinum anode, NPA），是指在金属腐蚀保护领域中，一种通过牺牲自身来延缓金属腐蚀速度的电化学保护方法。

它是利用一种与被保护金属失效电位更负的金属制成的阳极，在外加电流的作用下牺牲自身来保护被保护金属。

牺牲阳极的工作原理是基于电化学原理，主要包括两个方面：电势差和阳极溶解。

首先，电势差是牺牲阳极的存在和有效工作的前提条件。

在自然环境中或工业过程中，当两种不同金属接触时，会因为两种金属的化学性质和晶体结构的不同而产生一定的电位差。

在这种接触状态下，一种金属的电位相对于另一种金属是失效电位。

牺牲阳极的作用就是使被保护金属的电位相对于牺牲阳极更正电位，从而使被保护金属从活动状态转为失效状态，从而达到减缓腐蚀的目的。

其次，阳极溶解是牺牲阳极工作的主要过程。

当牺牲阳极与被保护金属接触并受到外加电流的作用时，它会开始溶解，并释放金属离子（阳离子）到电解质中。

这些金属离子随着电解质的流动，经过一系列的电化学反应，重新组合成金属离子，并与电解质中的阴离子结合形成相应的金属化合物。

牺牲阳极溶解的速度与腐蚀速度成正比。

这是因为牺牲阳极所含金属与被保护金属的电位差决定了牺牲阳极牺牲的程度，即牺牲阳极的失效程度。

电位差越大，牺牲阳极的失效程度越高，溶解速度也越快。

因此，通过选择合适的牺牲阳极材料，可以控制腐蚀速度。

牺牲阳极的选择要根据被保护金属的腐蚀、电位差和环境条件来确定。

一般来说，牺牲阳极应具备以下特点：与被保护金属之间差异较大的电位差，较低的自蚀速率，足够的机械强度和可加工性，以及易获取和低成本等。

牺牲阳极的工作原理在许多领域得到了广泛应用。

其中最常见的就是钢铁结构的防腐蚀措施。

在海洋环境中，以铝或锌制成的牺牲阳极被广泛用于船舶、海洋平台等大型钢结构的防腐蚀。

在石油、化工、电力等行业，以铝或镁制成的牺牲阳极也被广泛应用于储罐、管道、锅炉等设备的防腐蚀。

管道防腐方法一、表面处理1.清洁：清除管道表面的污垢、油脂、氧化皮等杂质，提高涂层的附着力。

2.除锈：对管道表面进行除锈，使其表面光滑，无锈蚀和氧化皮等不良因素。

3.粗糙化：通过喷砂、打磨等方式增加管道表面的粗糙度，提高涂层的附着力。

二、涂层防腐1.涂料防腐：在管道表面涂覆一层防腐涂料，形成一层致密的保护膜，阻止腐蚀介质侵入。

2.衬里防腐：在管道内表面衬上一层耐腐蚀材料，如玻璃钢、塑料等，提高管道的耐腐蚀性能。

三、电化学保护1.外加电流法：通过外加电流的方式，使管道成为阴极，从而防止腐蚀。

2.牺牲阳极法：利用一种比管道金属更活泼的金属作为阳极，从而防止管道腐蚀。

四、防腐蚀覆盖层1.金属覆盖层：在管道表面覆盖一层耐腐蚀的金属材料，如镍、铬等，以提高管道的耐腐蚀性能。

2.非金属覆盖层：在管道表面覆盖一层非金属材料，如油漆、塑料等，防止腐蚀介质侵入。

五、阴极保护1.外加电流阴极保护：通过外加电流的方式，使管道成为阴极，从而防止腐蚀。

2.牺牲阳极阴极保护：利用一种比管道金属更活泼的金属作为阳极，从而防止管道腐蚀。

六、内部防腐1.涂料防腐：在管道内部涂覆一层防腐涂料，形成一层致密的保护膜，阻止腐蚀介质侵入。

2.衬里防腐：在管道内表面衬上一层耐腐蚀材料，如玻璃钢、塑料等，提高管道的耐腐蚀性能。

3.电化学保护：通过外加电流或牺牲阳极等方法，对管道内部进行电化学保护。

七、缓蚀剂防护1.使用缓蚀剂：在腐蚀介质中添加缓蚀剂，减缓腐蚀速率，提高管道的耐腐蚀性能。

2.定期添加缓蚀剂：根据需要定期添加缓蚀剂，以保持管道的耐腐蚀性能。

八、应力消除1.热处理：通过加热和冷却的方式消除管道中的应力，以减少应力对管道的影响。

2.振动消除：利用振动的方式消除管道中的应力，以减少应力对管道的影响。

3.其他方法：如超声波清洗、磁场处理等，也可以有效地消除管道中的应力。

九、管道保温1.保温材料：选择合适的保温材料，如聚氨酯、硅酸盐等，可以减少热损失和防止温度过低引起的冷凝现象。

海洋工程装备种类繁多，主要有：船舶、海洋钻井平台、浮式生产系统等装备。

海洋工程装备体积庞大，且主体多是钢结构制成，他们服役期间长，多达20多年，而且海水腐蚀性很强，海洋工程设备腐蚀破坏，污染海洋环境，甚至出现安全事故，严重危害工作人员安全，海洋工程装备防腐工作越来越多的引起人们的重视。

目前，海洋工程装备防腐方式主要用防腐涂层、牺牲阳极和外加电流保护系统等方法。

防腐涂层可以有效隔绝海水与装备金属面的接触，进而实现防腐。

但在船舶航行、海洋工程设备安装施工过程中涂层会受到破坏，金属表面开始腐蚀。

牺牲阳极保护方法对于海洋工程装备来说，外部悬挂的牺牲阳极增加其航行的阻力，也增加了结构物的重量和额外费用。

在牺牲阳极消耗过程中，其释放的金属离子也会污染周围环境，最主要的是牺牲阳极设计寿命较短，难以满足长期服役装备的需要。

外加电流阴极保护系统具有使用寿命长、保护效果好、维护费用低，可以通过一个AC-DC电源转换产生电压电流，干扰船体金属与海水发生化学反应，从而保护船体不被腐蚀。

一、外加阴极保护原理阴极保护的定义：通过外加直流电源或者比船体表面金属更活跃的金属，将想要保护的金属电位降低至不受腐蚀的电位，使得发生氧化还原化学反应所需的电子通过外加电源的电流或活泼金属给出。

当船体表面金属处于比此电位更低的电位时，该金属就不会参加氧化还原反应了，也就不再受到海水腐蚀。

电化学腐蚀是由于活泼金属与电解质溶液在一起发生氧化还原反应所引起的，与原电池的原理相同。

因为船体是由活泼金属—铁构成的，而海水便是电解质溶液，他们之间发生了氧化还原反应。

由以上化学公式可得：铁失去电子后与氧、水发生反应形成铁锈而溶解在水中，这样周而复始船体就会腐蚀掉。

从正极公式可知得到电子形成氢氧根，那么通过外加电流提供给保护的船体电子，这样船体就不会因为失去电子而被腐蚀，这就是外加电流阴极保护的原理依据。

船体ICCP系统原理如下：二、W轮的外加电流阴极保护系统组成W轮外加电流阴极保护系统由恒电位仪、辅助阳极和阳极屏蔽层、参考电极组成。

牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护的基本概念及自身特点土壤中的杂散电流也能引起钢管的腐蚀，杂散电流从地下钢管的一端流入又从另一端流出，流入端成为阴极流出端变为阳极，导致钢管腐蚀杂散电流的强度与管道腐蚀量成正比，一般壁厚7~8 mm 钢管在杂散电流作用下4~5 个月即可能发生腐蚀穿孔，其速度大大超过自然腐蚀，是造成管道腐蚀穿孔的主要原因。

阴极保护是在金属表面通过足够的阴极，电流使金属表面阴极化，从而防止其表面腐蚀，它适用于土壤淡水等介质中，金属的腐蚀保护，同时它还可以应用于防止某些金属的局部腐蚀，如孔蚀、应力腐蚀、开裂腐蚀、疲劳等，阴极保护法又分强制电流法排流保护法牺牲阳极法。

强制电流是国内长输管道阴极保护保护的主要形式，通过向被保护管道输入直流电流使其阴极化从，而达到阴极保护工程目的这种保护方法输出的电流连续可调，保护范围大，工程越大相对投资比例越小，且不受土壤电阻率限制。

不足的是对邻近金属构筑物造成干扰，外部电源维护管理工作量大。

城市天然气管网及附属设备上多采用牺牲阳极保护法即用一块低电位金属与管道设备相，接使两者在电解质中构成原电池电位较低的金属作为阳极，会逐渐被腐蚀以实现对阴极金属管道的保护，通常牺牲阳极腐蚀到最后尺寸最快要10 ，年因此根据被保护物的长度土壤电阻率及保护年限确定牺牲阳极以降低或阻止金属的电化学腐蚀速度，保障管道的使用寿命。

牺牲阳极通过阳极自身的消耗，给被保护金属体提供保护电流，因此对牺牲阳极材料，要求有足够的负电位阳极极化小，使用过程中电位稳定，溶解均匀表面不产生高电阻的硬壳且无污染，同时材料的价格便宜来源广，常用的有镁与镁合金、锌铝合金三大类，镁阳极一般适用于各种土壤环境，锌阳极适用于土壤电阻率低的潮湿环境，铝阳极则用于低电阻潮湿和氯化物的环境而不能用于土壤中。

河南汇龙合金材料有限公司刘珍。

牺牲阳极法和外加电流阴极保护法并联防护编制依据河南汇龙合金材料有限公司技术部在实际的工程应用中，将被保护的金属阴极极化以消除电化学不均匀性所引起的金属腐蚀的方法称为阴极保护。

阴极保护技术就是通过向被保护的管道通以足够的直流电流，使管道表而产生阴极极化，减小或消除造成管道土壤腐蚀的各种原电池的电极电位差，使腐蚀电流趋于零，进而达到阻止管道腐蚀的目的。

该技术方法经过几十年的快速发展，已经成为技术较为成熟，市场也较为广阔的管道防腐技术，且操作简单，实施安装工程量不大的同时亦能起到很好的排流作用。

阴极保护作为防腐层保护的一种补充手段是必不可少的，它可以弥补涂层的缺陷（破坏、漏点等）。

因此，管道阴极保护技术作为第二道防线更好地抑制管线的腐蚀，也是反应管线防腐状态的重要指标。

目前较为常用的两种阴极保护方法分别是牺牲阳极阴极保护法和强制（外加）电流阴极保护法。

前者是用一种腐蚀电位比被保护金属腐蚀电位更负的金属或合金与被保护体组成电偶电池，依靠负电性金属不断腐蚀溶解产生的电流供被保护金属阴极极化而构成保护的方法，由于低电位金属所在电偶电池中作为阳极，偶接后其自身腐蚀速度增加;后者则是利用外部直流电源直接向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化，实现被保护体进入免蚀区而受到保护的方法，由辅助阳极、参比电极、直流电源和相关的连接电缆组成。

牺牲阳极法和外加电流阴极保护法各有优缺点，有其各自的应用范围，应根据供电条件、介质电阻率、所需保护电流的大小、运行过程中工艺条件变化情况、寿命要求、结构形状等决定。

牺牲阳极阴极保护法不需外部电源，投产后维护管理工作量小，但在高电阻率环境中不宜使用，同时保护范围和输出电流小且输出电流还不可调;强制电流阴极保护法输出电流连续可调，保护范围大，不受土壤电阻率的限制, 适用性强，保护装置使用寿命长，但是却需外部电源，投产后需进行维护管理。

通常情况下，对有电源、介质电阻率大、所需保护电流大、条件变化大、使用寿命长的大系统，应选用外加电流阴极保护，反之宜选用牺牲阳极保护。