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1．关于阴极保护原理的叙述如前面所述，阴极保护护就是以通电的方法使被保护物成为阴极，由此减缓、避免腐蚀。
阴极保护实现的技术有两种：一是外加电流阴极保护也称强制（电流）阴极保护，二是牺牲阳极（阴极）保护。
实体布局请见示意图。
关于它们实现阴极保护的过程，许多书籍、资料都有叙述，下面从积累的摘录（也可参照示意图）：（1）“用金属导线将管道接在直流电源的负极，将辅助阳极接在电源的正极，构成保护回路，如图阴极保护模型所示。
从图中可以看出，管道实施阴极保护时，有[b]外加电子注入管道表面。
当外加的电子来不及与电解质溶液中的某些物质起作用时，就会在金属表面积聚起来，导致阴极表面金属电极电位向负方向移动，即产生阴极极化。
[/ b]这时，微阳极区金属释放电子的能力就受到阻碍。
施加的电流愈大，电子积累就会越多，金属表面的电极电位就越负，微阳极区释放电子的能就越弱，换句话说，就是腐蚀电池二极间的电位差变小，阳极电流Ia越来越小。
当金属表面阴极极化到一定值时，阴、阳极达到等电位，腐蚀电池的作用就被迫停止。
此时，外加电流Ip等于阴极电流Ic，即Ia=0，这就是阴极保护的基本原理。
”这是一本石油工人技能培训教材里的叙述，是较最详细的一种，差不多的叙述在类似的书或小册子里常可见到。
（2）“在每种条件下，管线表面都会出现阳极区和阴极区，[b]在阳极区电流由管线钢表面流出，进入周围环境电解质（土壤和水），管线在该区域将会发生腐蚀。
在阴极区，电流由电解质流到管线表面上，该区域的腐蚀速率将减小。
[/b]基于上述观点，很明显，若[b]使得管线表面暴露的每一点都有电流流入，那么就可以减小腐蚀速率。
准确地说，这就是阴极保护所要完成的任务，直流电被强制地流到管线表面上，这一直流电可以使管线的电位向负方向偏移，导致金属腐蚀速率减小。
[/b]当适当调整电流大小并使其超过由阳极区释放的腐蚀电流时，将会有净电流注入管线表面的这些区域上，管线的整个表面将是阴极，腐蚀速率被减小，……阴极保护工程师的主要工作就是决定将腐蚀速率减小到可以接受水平时所需的阴极保护实际水平，腐蚀监测并结合阴极保护准则常常被用于这一决策。
河南汇龙合金材料有限公司刘珍外加电流阴极保护辅助阳极的选择及计算河南汇龙刘珍为大家讲解辅助阳极又称阳极接地装置，阳极地床。
它是外加电流阴极保护中不可缺少的重要组成部分，辅助阳极的好坏决定了阴极保护系统的使用寿命和保护距离，也决定了外加电流阴极保护系统的保护效果，如果处置不当，则阴极保护系统无法正常运行，甚至还坏对其他进出产生杂散电流干饶。
恒电位仪通过辅助阳极把保护电流送入土壤，经土壤流入被保护的管道，使管道表面进行阴极极化(防止电化学腐蚀)电流再由管道流入恒电位仪负极形成一个回路，这一回路形成了一个电解池，管道为负极处于还原环境中，防止腐蚀;而辅助阳极进行氧化反应，遭受腐蚀，也可能是周围电解质被氧化。
阴保站的电能60%消耗在阳极接地电阻上，故阳极材料的选择和埋设方式、场所的选择，对减小电阻节约电能是至关重要的。
阳极材料必须有良好的导电性能，在与土壤或地下水接触时有稳定的接地电阻，即使在高电流密度下，其表面的极化较小;化学稳定性好，在恶劣环境中腐蚀率小;有一定的机械强度并便于加工和安装;价格低来源方便。
河南汇龙合金材料有限公司刘珍一般来说，阳极埋设地区的土壤越潮湿，土壤电阻率越低，阳极埋设越深，阳极床的接地电阻越小。
有时，当土壤和阳极床的地质结构不能满足阳极接地电阻的要求时，会采用在阳极地床的回填区域添加一些极化剂，以增加土壤导电性能，减少地床接地电阻。
1、辅助阳极埋设位置的选择辅助阳极与管道距离愈远电流分布愈均匀，但过远会增加引线上的电压降和投资。
从实测数据来看辅助阳极距汇流点200米以内时，对电流分布影响较大，远于300米后影响就不大了。
故在长输管道的干线上阳极一般设在距管道300～500米之间为宜。
管道较短或油气管道较密集的地区，采用50～300米之间是合适的。
花格线设计是450m，对于土壤电阻率很大的地区是否过远，是值得研究的问题。
因此对处于特殊地形、环境的管道，辅助阳极的距离和埋设方式应根据现场情况慎重选定。
阴极保护原理阴极保护是一种用于防止金属在电介质（海水、淡水及土壤等介质）中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理是使金属构件作为阴极，对其施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，该金属表面的电化学不均匀性得到消除，腐蚀的阴极溶解过程得到有效抑制，达到保护的目的。
下面用极化曲线来说明阴极保护原理。
为了说明问题，把阴极，阳极极化曲线简化成直线，如下图（1）所示。
在金属表面上的阳极反应和阴极反应都有自己的平衡点，为了达到完全的阴极保护，必须使整个金属的电位降低到最活泼点的平衡电位。
设金属表面阳极电位和阴极电位分别为Ea和Ec，金属腐蚀过程由于极化作用，阳极和阴极的电位都接近于交点S所对应的电位Ecorr（自然腐蚀电位），这时的腐蚀电流为Icorr。
图（1）如果进行阴极极化，电位将从向更负的方向移动，阳极反应曲线EcS从S向C 点方向延长，当电位极化到E1时，所需的极化电流为I1，相当于AC线段，其中BC线段这部分是外加的，AB线段这部分电流是阳极反应所提供的电流，此时金属尚未腐蚀。
如果使金属阴极极化到更负的电位，例如达到Ea，这时由于金属表面各个区域的电位都等于Ea，腐蚀电流为零，金属达到了完全保护，此时外加电流Iapp1即为完全保护所需电流。
根据提供阴极极化电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极阴极保护法和外加电流阴极保护法两种。
阴极保护是一种用于防止金属在电介质（海水、淡水及土壤等介质）中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理是对被保护的金属表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。
根据提供阴极电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种，前者是将一种电位更负的金属（如镁、铝、锌等）与被保护的金属结构物电性连接，通过电负性金属或合金的不断溶解消耗，向被保护物提供保护电流，使金属结构物获得保护。
阴极保护的原理1阴极保护的原理就是用外电流实现阴极极化，使局部电池的阴极区域达到其阳极开路电位，表面变成等电位腐蚀电流不再流动。
极化（polarizing）:由于净电流的流入或流出而在电极上引起的电位变化称为极化。
电位的变化方向总是反抗平衡的移动，也就是说反抗电流的流动。
阴极电位向负的方向偏离，阳极电位向正的方向偏离，使得阴极和阳极之间的电位差减小，如果电池的电阻不发生变化，电动势的减小会使电流减弱。
极化原理示意图（略）3阴极保护的工程标准阴极保护标准：当腐蚀下降到工程上可予忽略的微小腐蚀量时，阴极保护就实现了。
通常，腐蚀速度为0.01mm/年时就可认为达到了理想的阴极保护。
根据DIN30676的规定，相应的阴极极化电位为钢/中性电解液（透气的土壤和地表水）-0.85v（这个电位对应与铁的电位铁稳定区）。
对铁材料没有最大保护电位的限制，但是实际上使用超过需要量的电流并没有好处，除增加电能和辅助阳极材料的消耗外，还可能对一些两性金属或对涂层有损害（析氢），贝克曼阴保手册推荐最大保护电位采用-1.15v。
4 陕京二线阴极保护的主要方法：阴极保护可以通过牺牲阳极（Galvanic Anodes）和外加电流（强制电流Impressed current）两中形式实现，原理一致区别在于阳极产物（MgC12\HC1）4.1牺牲阳极阴极保护两种金属相接触而产生的腐蚀电池。
在这种腐蚀电池中一种金属比另一种金属活泼而发生腐蚀。
在牺牲阳极的阴极保护技术中，就是有意识地运用这种作用建立足够强的异种金属腐蚀电池来抵消通常存在于管道表面的腐蚀电池。
这是通过一种十分活泼的金属与管道相连接来实现的。
这种金属将发生腐蚀并由此向管道提供电流。
在牺牲阳极阴极保护的情形下，阴极保护并没有减少腐蚀，它其实只是将所保护的结构的腐蚀转移到了牺牲阳极上面。
在一般情况下，牺牲阳极提供的电流是有限的。
所以，牺牲阳极阴极保护一般都用在保护所需电流较小的情况下。
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。
外加电流阴极爱护法外加电流阴极爱护法，是通过外加电源来提供所需的爱护电流。
将被爱护的金属作阴极，选用特定材料作为辅助阳极，从而使被爱护金属受到爱护的方法。
外加电流阴极爱护系统由如下几局部组成：① 直流电源，② 辅助阳极，③ 参比电极。
此外，为使阳极输出的爱护电流更均匀，防止阳极附近结构物产生过爱护，有时在阳极周围还须涂刷阳极屏蔽层。
为使船舶的轴及推动器等转动结构获得良好的爱护，应加装轴接地装置。
直流电源在外加电流阴极爱护系统中，需要有一个稳定的直流电源，以提供爱护电流。
目前，广泛使用的有整流器和恒电位仪两种。
一般，当被爱护的结构物所处的工况条件〔如浸水面积、水质等〕根本不变或变化很小时，可以采纳手动操纵的整流器；但当结构物所处的工况条件经常变化时，则应采纳自动操纵的恒电位仪，以使结构物电位总处在最正确爱护范围内。
在工程中广泛使用的恒电位仪主要有三类：可控硅恒电位仪、磁饱和恒电位仪和晶体管恒电位仪。
可控硅恒电位仪功率较大、体积较小，但过载能力不强。
磁饱和恒电位仪紧固耐用，过载能力强，但体积比拟大，加工工艺也比拟复杂。
晶体管恒电位仪输出平稳、无噪声、操纵精度较高，但线路较复杂。
辅助阳极辅助阳极的作用是将直流电源输出的直流电流由介质传递到被爱护的金属结构上。
可作辅助阳极的材料有很多，如废钢铁、石墨、铅银合金、高硅铸铁、镀铂钛、包铂铌以及混合金属氧化物电极等。
这些材料各有其特点，适用于不同的场合。
我所在辅助阳极材料研究与开发方面做了很多工作，开发的铂铌阳极等具有体积小、排流量大、使用寿命长、工作稳定可靠等优点。
已广泛应用于船舶、钢桩码头、循环水泵、冷凝器及海水管道的爱护中。
参比电极参比电极的作用有两个：一方面用于测量被爱护结构物的电位，监测爱护效果；另一方面，为自动操纵的恒电位仪提供操纵信号，以调节输出电流，使结构物总处于良好的爱护状态。
在工程中，常用的参比电极有铜/饱和硫酸铜、银/卤化银及锌参比电极等，这些参比电极各具特点，适用于不同的场合。
燃气管道强制电流阴极保护管道的强制电流法阴极保护主要由外加直流电源和辅助阳极接地床构成。
基典型系统如图10-32所示。
图10-32 管道的强制电流阴极保护系统1—整流器 2—连接头 3—阳极电缆 4—交流输入 5—焦炭6—辅助阳极 7—参比电极 8—管道 9—接电压表阴极一、强制电流保护的设备与装置强制电流保护的设备与附属装置，如图10-33所示。
它包括直流电源、辅助阳级、绝缘法兰、测试桩和检查片。
图10-33 管道阴极保护示意1—流电源 2—整流器 3—阳极 4—被保护管线5—绝缘法兰 6—测试桩 7—检查片(一)电源设备阴极保护系统中，需要稳定的直流电源，能保证长期持久的供电。
阴极保护电源是阴极保护的重要设施，低电压、大电流是其特点。
一般状况下应优先合计市电，或各类站、场稳定可靠的交流电源。
当使用农用电时，必须装有备用电源或不间断供电的专门设备。
关于无市电地区，强制电流阴极保护电源还可以选择太阳能电池、高容量蓄电池、无人管理的密闭循环发电机组等。
这些电源设备都应具备；输出电压、电流可调；可长期连续供电，可靠性高；寿命长；易于修理保养；对环境适应性强；具有过载、防雷、故障保护装置。
1.整流器的类型整流器是一种将交流电转变为直流电的装置。
它结构简单，易于安装，无转动元件，操作维护都方便。
自然空冷式整流器元件的选择取决于所需性能及四周温度和天气的影响。
目前常用的整流元件特性如表10-52所示。
表10-52 整流二极管的特征℃Ω·cm2110041硒整流器仅同意有相当低的电流，因此所需空间大，仍常常在阴极保护装置里使用是因为它经得住足够的工作温度，对过载和过压不敏感。
在交流线路里快速熔断保险丝和直流输出端的慢速熔断丝足以应付过载状况。
锗整流元件不能用于阴极保护，因为它只能制成低功率的二极管。
有时，将二极管装在杂散电流导体上以切断反向电流，但很显然，在过载时易在两个方向上导通。
硅整流元件是阴极保护整流设备中最常用的。
外加电流阴极保护(ICCP)原理外加电流阴极保护(ICCP)利用电化学腐蚀的原理,由连接外部直流电源的阳极直接向被保护的舰船施加阴极电流,不间断地提供电子,进而在金属表面富集电子,并通过控制舰船船体电位或电流密度,使船体发生阴极极化,达到降低甚至完全抑制船体水下部位金属腐蚀的目的。
外加电流保护系统由辅助阳极、参比电极、智能控制的直流电源以及相关连接电缆组成,当电路接通后,电流将从阳极经海水至船壳构成闭合回路,这样使船壳免遭腐蚀。
舰船外加电流阴极保护系统可以有效防止舰船浸水部分的电化学腐蚀。
外加电流特点1)可随外界条件引起的变化自动调节电流，使被保护部分的电位控制在最佳保护电位范围内。
2)使用寿命长，保护周期长。
3)辅助阳极排流量和作用半径大，可以保护结构复杂、面积较大的设备及港口建筑物。
外加电流阴极保护系统组成1)工作回路：由辅助阳极、阳极电缆、直流电源变压整流器、负极电缆、钢桩及海水组成。
是整个外加电流阴极保护系统的工作主体，其是否工作正常为整个保护系统正常运行的关键。
2)测量回路：由参比电极、测量电缆、直流电源变压整流器、参比电极负极电缆、钢桩及海水组成，可通过测量回路评价工作回路是否正常。
最大的外加电流阴极保护(ICCP)系统在FPSO的应用挪威Cathelco Jotun公司将为SBM 石油公司订购的FPSO (浮式采油储油卸油船)“D57”号装置配置迄今为止最大的外加电流阴极保护(ICCP)系统。
FPSO “D57”号装置是目前SBM石油公司最大的装置，可日产原油180 000桶且每天可接收压缩气体7 100万立方英尺。
该装置已由新加坡船厂建造并于2010年交船。
Cathelco Jotun公司提供的ICCP系统将为“D57”号装置的322m长船体的整个湿表面积进行防腐保护。
该ICCP系统由400A艏部系统和1000A艉部系统组成，将成为目前为FPSO提供的最强有力的防腐保护系统。
其中400A艏部系统有一个可控硅操纵台，可与2个固定到船体上的“潜水员可更换的”线性环形阳极和基准电池相连。
某轮，第二个特检周期修船时，发现舵叶烂穿，船体钢板水下部分表面凹坑状腐蚀，：舵叶底部烂损和舵球腐蚀究其原因，是船体外加电流阴极保护装置使用不当和维护不良，左右两侧的辅助阳极损坏就是明证。
调查发现，该装置的工作原理、操作方法、参数调节、口常维护等，船员知之甚少，因而也不重视，甚至船到了淡水水域也未及时停止该装置的工作。
为此，本文介绍其工作原理和维护要点。
1船体外加电流阴极保护装置的原理1.1电化学腐蚀船体是钢结构。
钢是铁与碳和其他元素组成的合金。
其中，铁比其它元素更易失去电子，电位较高。
船体常年浸泡在海水中，而海水是强电解质。
铁元素失去电子成为正极:铁元素失去的电子，经过海水这个电解质到达其他元素；其他元素获得电子成为负极。
这样就形成了一个个微电池，但并不腐蚀钢铁。
关键在于海水中存在溶解氧。
这些溶解氧在海水中呈负离子状态，必然与失去电子成为正极的铁结合生成氧化铁，这就是电化学腐蚀。
在船体与海水接触部位表面的化学腐蚀、海生物腐蚀、运动磨损腐蚀、杂散电流腐蚀等各种腐蚀中，电化学腐蚀最严重。
电化学腐最人特点是，仅腐蚀阳极区域，不腐蚀阴极区域。
1.2船体外加电流阴极保护装置工作原理船体外加电流阴极保护装置，就是根据这一特点，在船体上安装辅助阳极，用船上装备的直流电源，对辅助阳极和船体施加外加保护电流并自动调节电流大小，使船体（浸水部分）、舵和推进器保持负电位（阴极化），大幅降低船体的电化学腐蚀。
外加电流阴极保护装置，主要由直流电源（恒电位仪）、辅助阳极、参比电极、阳极屏蔽层、舵和推进器轴的接地装置等组成。
（1）直流电源直流电源，实际是一个高稳定性和高可靠性的整流器：・由船上交流电网供电，输出16~24V直流电：•使用恒电位仪，自动调整输出电流。
船体外加电流阴极保护装置需要的电流，受外界多种因素影响，变化很人。
为了提高电源的可靠性和稳定性，直流电源使用全系列集成模块电路的“恒电位仪”。
鉴于其在电源装置中的核心地位，船体外加电流阴极保护装置的直流电源也常称作“恒电位仪”。
外加电流阴极保护法简介外加电流阴极保护法是电化学保护法的其中一种，电化学保护又分阴极保护法和阳极保护法，其中阴极保护法又分为牺牲阳极保护法和外加电流保护法。
这种方法通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电子从土壤流向被保护金属，使被保护金属结构电位高于周围环境来进行保护。
一、系统组成外加电流阴极保护系统由以下几部分组成：辅助阳极、测试桩、直流电源、辅助材料、参比电极和导线。
此外，为使阳极输出的保护电流更均匀，避免阳极附近结构物产生过保护，有时在阳极周围还须涂刷阳极屏蔽层。
二、直流电源在外加电流阴极保护系统中，需要有一个稳定的直流电源，以提供保护电流。
广泛使用的有整流器和恒电位仪两种。
一般，当被保护的结构物所处的工况条件（如浸水面积、水质等）基本不变或变化很小时，可以采用手动控制的整流器。
但当结构物所处的工况条件经常变化时，则应采用自动控制的恒电位仪，以使结构物电位总处在最佳保护范围内。
所有能发出直流电的电源，都是可以作为外加电流阴极保护系统的电源。
在外加电流阴极保护系统中使用的电源的类型有：整流器、恒电位仪；太阳能电池；发电机；风力发电机；热点电池。
整流器和其他外加电流系统的电源类型相比较，经济节省操作简单。
外加电流阴极保护系统的电源，其基本要求有：输出恒电位、恒电压、恒电流；同步通断功能；数据远传、远控功能。
恒电位仪的输出电压限定在50V以内，当工程需要更高的输出电压时，必须做好对阳极地床的防护措施。
在工程中广泛使用的恒电位仪主要有三类：●可控硅恒电位仪●磁饱和恒电位仪●晶体管恒电位仪。
可控硅恒电位仪功率较大、体积较小，但过载能力不强。
磁饱和恒电位仪紧固耐用，过载能力强，但体积比较大，加工工艺也比较复杂。
晶体管恒电位仪输出平稳、无噪声、控制精度较高，但线路较复杂。
外加电流阴极保护法的组成一、辅助阳极辅助阳极的作用是将直流电源输出的直流电流由介质传递到被保护的金属结构上。
可作辅助阳极的材料有很多，如废钢铁、石墨、铅银合金、高硅铸铁、镀铂钛、包铂铌以及混合金属氧化物电极等。
