外加电流阴极保护

全方位了解阴极保护

2021-12-10 16:30:19 admin

电化学腐蚀防护是工业装置防腐中极其重要的一环。相对纯化学腐蚀,电化学腐蚀速率快,危害性更大。

为保证工业设备、设施的使用安全,延缓在强腐蚀环境下的使用寿命,必要的情况下应采取阴极保护

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

(一)什么情况下需要进行阴极保护
(1)内径≥30m的储罐宜阴极保护(GB50393要求),近似也就是罐容在1万方以上的储罐;
(2)埋地油气长输管道、油气田内部埋地管道或外输管道应进行阴极保护;其他埋地管道宜进行阴极保护(GB/T21448规定);

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

(3)刷涂防腐涂料一般也就在5年,不能保证设备的设计寿命;
(4)设备或构件比较重要;被保护的结构相对简单,表面积较大;
(5)必须存在电解质。一般含常温水的介质中都存在离子,相应也就成为了优良的电解质。
以大型原油储罐为例,当原油含水率较高,含杂质离子较多的时候,静置时水会沉积在设备底部,造成底圈罐壁板和罐底板严重腐蚀。而罐底板一旦腐蚀穿孔,维修很难。
又比如海水中的桩柱等,海水中离子含量高,电化学腐蚀极其严重。因此必须设置必要的阴极保护措施。

(二)阴极保护电位

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极


根据原电池原理,阳极作为活性极,失去电子,发生氧化反应。钢材的电化学腐蚀中,Fe为阳极。
因此阴极保护也就是通过改变系统电位,避免设备或者管道成为原电池的阳极。

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

腐蚀电位也就是金属失去电子的难易程度。自然电位越低,失电子就更容易。通过上图,我们也就发现为什么牺牲阳极多采用镁、锌、铝合金等,因为他们的电位相对钢铁更负,才能更好保护钢铁不被腐蚀。
我国的GB50393规定:

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极


牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

美国NACE规定:阴极保护时被保护结构负电位至少达到-0.85V(CSE)。
(三)阴极保护系统
包括牺牲阳极和外加电流阴极保护。
牺牲阳极:在被保护金属上连接电位更低的金属牺牲阳极,优先腐蚀牺牲阳极,保护高电位金属。
外加电流:保护回路中连接直流电源,使被保护金属成为阴极。
外加电流阴极保护系统包括:被保护机构、恒电位仪(阴极保护电源)、辅助阳极(包括深井阳极、浅埋阳极、柔性阳极、网状阳极等)、电位测试系统(参比电极)以及相关的电缆等。

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

深井阳极埋深大,此时土壤电阻率低,可降低外加电流阴极保护的能耗。但深井阳极对地质条件、地下水位等要求高,对构筑物、地下管网有干扰,且需要钻深孔,施工复杂且费用高。

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

柔性阳极目前应用越来越广泛,包括导电聚合物线性阳极和混合金属氧化物阳极(MMO)。施工方便,适应性广,对其他构筑物干扰小。
(四)如何选择阴极保护方式
综合考虑外界腐蚀条件,土壤电阻率,技术方案,工程规模,两种阴极保护方式的特点,经济性等,再结合工程实例。
(1)储罐内壁宜采用牺牲阳极,外壁宜采用外加电流阴极保护;

(2)恶劣腐蚀条件下或土壤电阻率高的环境,优选外加电流保护,因为驱动电压恒定,阴极保护电流控制灵活;

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极


(3)工程规模大、需要保护整个罐区或者大范围的长输管道,优选外加保流保护方式;
(4)邻近的金属构筑物不能被干扰时,优选牺牲阳极保护;
(5)因外加电流阴极保护一次投资大,长期耗电且需要人员维护,消耗资金多,须进行经济性比选。
引用: GB50393钢质石油储罐防腐蚀工程技术标准 GB/T21448埋地钢质管道阴极保护技术规范


标签: 阴极保护
首页
产品中心
专业知识
联系我们