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阴极保护及牺牲阳极工程定

时间:2012-04-28 19:44:49 来源:ejjzsw.com 作者:测试专用 点击:
这些缺陷,它可以对腐蚀反应进行积极的干预,抑制腐蚀反应的发生。
9阴极保护的方法有哪些?
阴极保护有牺牲阳极法、强制电流法、排除保护法。
10阴极保护的原理是怎样的?
根据电化学理论,腐蚀电池的极化曲线简化形式如图114所示。Ea为阳极开路电位,E
c为阴极开路电位。随着电流的流动,阴极发生阴极极化,阳极发生阳极极化。由于两极间
电解质存在电阻,所以电流流动中产生IR降。电流I相当于腐蚀电流。若不考虑IR降,I
c为腐蚀电流。对应的阴极和阳极的电位一致,称为金属体的自然电位E。
图114腐蚀电池的极化曲线

Ec阴极开路电位Ea阳极开路电位E自然电

Ic自腐蚀电流Ii腐蚀电流Ix防腐电流Ip
保护电流
当金属体上通直流电流并阴极极化时,就会出现E继续下降。当下降到阳极开路电位时,腐
蚀电流即为零,也就是说腐蚀停止。这时所加的阴极电流即最小保护电流。
11牺牲阳极保护系统是由哪几部分组成的?
牺牲阳极保护系统是由阳极、填包料、检查片、绝缘法兰和连接导线组成。现场安装如图
115所示。
图115牺牲阳极系统安装图

1不受保护的钢管2受保护的管段3过渡连接板4检查片组(
a不受保护组,
b受保护组)5阳极及填包料组6阳极板测试桩7检查片测试桩

8钢管连接点及加强板9绝缘法兰
12阴极保护及牺牲阳极工程定额包含哪些项目?各项目
的计量单位是什么?
阴极保护及牺牲阳极工程定额包括恒电位仪及电气连接安装、检查点与通电点制作安装、阳
极接地、均压线安装、阳极安装等项目,按设计尺寸及布点,分别以“立方米”、“米”、“个”、“处”、
“只”等计量。这种电位保护设施应由专门的机构进行设计和编制造价文书。
13什么是阴极保护?它适用于哪些范围?
阴极保护是在金属表面通入足够的阴极电流,使金属电位变负,并且使阳极溶解速度减小
,它适用于防止土壤、海水、淡水等介质中的金属的腐蚀,但不适用于酸性介质及非电
解质中的防护。目前它已广泛用于石油工业的罐、过滤器、加热处理器、海上构筑物和套管
以及地下管线、电缆、隧道等的防腐。
阴极保护的经济效益非常显著。比如,一座海上采油平台的建造费超过1亿元,而牺牲阳极

料和施工费只需100~200万元。不采用保护,平台寿命只有5年,而阴极保护下可用20年以
上。地下管线的阴极保护费只占总投资的03%~06%,就可以大大延长使用寿命。阴极保
护和涂层结合起来已成为保护埋地管道最经济的方法。
14什么是阳极保护?它主要适用于哪些范围?
阳极保护是使金属处于稳定的钝性状态的一种防腐方法。阳极保护方法可用于能够形成并保
持保护膜的介质中,例如某些酸性和盐类溶液中,当溶液中氯离子的含量能破坏保护膜时,
这种方法就不适用了。阳极保护所需的费用比阴极保护的高,目前主要应用于硫酸、磷酸、
有机酸、纸浆和液体肥料生产系统中。
15什么是牺牲阳极法?它的原理是怎样的?
牺牲阳极法是最早应用的电化学保护法。
根据电化学原理,把不同电极电位的两种金属置于电解质体系内,当有导线连接时就有电流
流动,这时,电极电位较负的金属为阳极。利用两金属的电极电位差作阴极保护的电流源,
这就是牺牲阳极法的基本原理。如图116所示。
图116牺牲阳极装配示意图

1测试桩2管道3连接电缆

4牺牲阳极5填包料
16常用的牺牲阳极有哪几类?
常用的牺牲阳极有镁及镁合金、锌及锌合金以及铝及铝合金。
17牺牲阳极法对牺牲阳极材料有哪些要求?
由于牺牲阳极法是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
材料就有了性能要求:
(1)要有足够负的电位,在长期放电过程中很少极化。
(2)腐蚀产物应不粘附于阳极表面,疏松易脱落,不可形成高电阻硬壳,且无污染。
(3)自腐蚀小,电流效率高。
(4)单位重量发生的电流量大,且输出电流均匀。
(5)有较好的力学性能,价格便宜,来源广。
18镁合金极牺牲阳极有何特点?其规格有哪些?
镁是比较活泼的金属,表面不易极化,电极电位比较负,所以是理想的牺牲阳极材料。但是
,纯镁的电流效率不高,造价太高,所以一般都使用镁合金做牺牲阳极材料。目前世界上流
行的镁阳极成分很多,但归纳起来只有3个系列:高纯镁系、镁锰系和镁铝锌锰系。这3个系
列中,MgAlZnMn合金是使用最广泛的,也是国内定型生产的商品化镁阳极,用
于土壤和淡水中性能最佳。
镁阳极规格按净重分为2kg、4kg、8kg、11kg、14kg、22kg6种,其形式为梯形断面。2kg
阳极参考长度为206mm,4kg阳极参考长度为360mm,其余均为700mm。
19镁阳极有哪些优缺点?应怎样储存?
镁阳极的优点:对钢铁阴极保护(-085V)的激励电压为-07V左右,适应的土壤电阻率范
围广,阳极表面不极化,腐蚀产物易脱落。
镁阳极的缺点:电流效率低,只有50%左右,碰撞易发生电火花,故不宜用于易爆液体环境
中。
镁阳极表面为铸造表面,其表面应清洁、平滑,无明显铸造缺陷。
镁阳极应储存在室内仓库内,严禁沾染油污、油漆和接触酸、碱、盐等化工产品。
20什么是锌牺牲阳极?它可分为哪几个系列?
锌是阴极保护中应用最早的牺牲阳极材料。锌的电极电位比铁负,表面不易极化,是理想的
牺牲阳极材料。锌不仅可以用于低电阻率土壤中,还可广泛用于海洋中。目前,锌牺牲阳极
成分均已标准化,如ASTMB418、GB4950等。从阳极成分来分,锌阳极可分为两个系列:高纯
锌系和锌铝镉系。
21锌阳极有什么特点?在土壤中使用有什么限制?
锌阳极的最大特点是表面不易极化,电流效率高,材料来源广,价格便宜。锌阳极的不足之
处是相对铁的保护电位(-085V)激励电压小,只有025V,相当于镁阳极的1/3,因此
,应用范围较窄。在土壤中使用,一般限制在ρ<15Ωm中(GB4950)。当土壤潮湿时,可
扩大到ρ<30Ωm(SYJ201986)。
22铝合金牺牲阳极有何特点?目前土壤中应用的铝合金阳极有哪些规格?

铝合金作为牺牲阳极材料是近几年发展起来的新品种。由于铝是自钝化金属,从电化学观点看,所以不论是纯
铝还是铝合金,都是一种似乎不可克服的弊病,即阳极表面极易钝化,造
成电位正移,活性降低。
表113列出了几种可用于土壤的铝合金阳极的规格尺寸。
表113土壤中使用的铝阳极规格

尺寸①/mm重量/kg有效电量/Aa
47×(33 47)×10005114
60×(40 60)×10008121
41×(29 41)×20007520
75×(61 75)×200027472
①括号内为梯形截面的上底和下底长度

23如何选择牺牲阳极?
牺牲阳极种类的选择主要是根据土壤电阻率、土壤含盐类及被保护管道的覆盖层状态来选取
阳极。一般说,镁阳极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,而铝
阳极还没有统一认识,国外一直不主张用于土壤环境中,国(责任编辑:测试专用)
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