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陰極保護系統的基礎

[ 時間:2022-08-10 點擊:101 ]

腐蝕是一種自然界中常見的破壞性現象,當某些金屬暴露在環境中時會發生??諝?、水分和金屬基質之間的反應會產生特定的化學反應,使金屬轉化為化學上更穩定的氧化物、氫氧化物或硫化物形式。

要發生電化學腐蝕,必須有三種成分:陽極、陰極和電解質。陽極和陰極通常通過連續的電氣路徑連接,同時兩者都浸在同一電解液中。在此過程中,陽極受到腐蝕,而陰極不受影響。

預防和控制腐蝕的方法有很多種,陰極保護就是其中的一種。它的工作原理是將被保護的金屬和更容易腐蝕的“犧牲金屬”連接起來。這種犧牲金屬優先腐蝕(充當陽極),使更有價值的金屬物體(充當陰極)仍受到保護。


為理解陰極保護的工作原理,應先了解雙金屬腐蝕的基礎知識,也稱為電偶腐蝕。雙金屬腐蝕是發生在兩種金屬配對之間的一種獨特類型的腐蝕。在不同金屬彼此直接或間接接觸的情況下觀察到腐蝕的現象。雙金屬腐蝕通常以一種金屬的加速腐蝕為特征,而另一種金屬則不受影響。換句話說,一種金屬在保護另一種金屬的同時犧牲了自己。

陰極保護系統可用于多種行業,可以在具有挑戰性或腐蝕性的環境中保護各種結構。特別是石油和天然氣行業,使用陰極保護系統來防止燃料管道、鋼儲罐、海上平臺和油井套管的腐蝕。在海洋工業中,這種保護方法也用于鋼樁、橋墩、碼頭和船體。

在大型管網中,管道CP系統附近可能存在許多交叉、并行和接近。管道之間可能發生直流干擾,加速腐蝕。為了克服這個問題,管道可以直接或通過電阻進行電耦合。

對于涂層管道,由于涂層質量較差的高CP水平,可能會發生陰極剝離。較高的溫度也可能促進陰極剝離。高pH環境也是應力腐蝕開裂的一個問題。

陰極保護是防止管道、海洋石油平臺和其他鋼結構腐蝕的常用保護方法。然而,為了有效實施,理解雙金屬、電偶腐蝕的基本原理至關重要。選擇正確類型的陰極保護系統取決于幾個因素,包括成本效益和待保護結構的尺寸。 

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