10.3.1 阴极保护简介
2025年09月26日
10.3.1 阴极保护简介
阴极保护是指向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流,被保护结构物成为阴极,从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制,避免或减弱腐蚀的发生。
阴极保护技术有两种:牺牲阳极阴极保护和强制电流(外加电流)阴极保护,分别适用于低电阻率区和高电阻率区。其中,牺牲阳极阴极保护是用一种电位比所要保护的金属还要负的金属或合金,与被保护的金属电性连接在一起,依靠电位比较负的金属不断地腐蚀溶解所产生的电流来保护其他金属的方法;强制电流阴极保护系统又称为外加电流系统,是在被保护结构周围同一电解质环境中埋设辅助阳极,通过直流电源以辅助阳极为阳极,以被保护结构为阴极,构成供电回路,将直流电通向被保护的金属,使被保护金属强制变成阴极以实施阴极保护。
阴极保护法最早用于地下输油管道的防腐中,效果显著,不过问题也很突出,因为勘测、设计难度大,容易出现偏差,常会导致零效果甚至反效果:
•首先发现的问题是“欠保护”,即保护电流不足,被保护接地极部分受到保护,部分腐蚀依旧,这样的保护毫无价值意义。
•增大保护电流后,马上又遭遇了“过保护”的问题,导致了更为严重的腐蚀效果(一般认为是保护电流过大会导致析氢反应,覆盖层剥离,造成钢质材料的氢脆、开裂)。这种施加了阴极保护反招致更严重腐蚀的事件屡见不鲜。
因此,至2008年2月13日,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会联合发布了GB/T 21448—2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》,明确规定“阴极保护状态下管道的极限保护电位不能比-1200mV(CSE)更负”,以避免“过保护”的腐蚀危害。
因此,阴极保护的使用条件非常苛刻,很多时候不得不借助昂贵的电流密度在线监测设备以监控和调控保护电流,使之不出偏差。