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海水腐蚀与外加电流阴极保护

一、阴极保护法的原理

    外加电流阴极防护系统就是通过外加电流,把电源正极连接在难溶性辅助阳极上强制形成阳极区;把电源的负极连接在受保护的钢筋上,强制形成阴极区。阳极与被保护的钢筋均处于连续的电解质中,使被保护的钢筋接触电解质的全部表面都充分而且均匀地接受自由电子,从而受到阴极保护。外加电流阴极保护技术不是被动防护,而是主动预防。并且保护年限根据要求进行设计,可延长钢铁的使用年限。因此从实际保护效果来看,外加电流阴极保护技术在防护期限和主动控制等方面具有显著的优势。外加电流阴极防护是以牺牲阳极为前提保护阴极,对阳极有以下要求:阳极电位要足够负;阳极溶解性能好;理论发电量大;同时对实际发生电量和电流效率有要求。因此选择合适的阳极可以有效的保护钢铁不被腐蚀,减少腐蚀造成的损失,尤其在海洋环境中有很好的作用效果。

 

二、阴极保护法的实例——舰船外壳的保护

    舰船在海上航行时, 舰船壳体、推进器、内舱、冷凝器和海水管路系统等部位都会发生腐蚀。舰船腐蚀的原因比较复杂,是多种不同腐蚀形态共存的。其中最主要的原因是由于海水的含盐度高(一般在33% ~ 37%), 舰船的金属材料与海水接触时, 会形成无数个微小原电池而引起舰船的金属腐蚀。腐蚀的后果是严重的, 受到海水及海面盐雾的侵蚀后, 舰艇的甲板及舰体, 每年需涂几次涂料进行防护。南海地区舰艇每次小修更换的腐蚀钢板达1 /3 , 中修换板率超过1 /2, 甚至新舰艇尚未服役即出现腐蚀等问题, 既增加了维修工作量, 降低了航率, 又造成了巨大的经济损失, 严重地影响了部队的战斗力。因此, 采用外加电流阴极保护有效地防止海洋环境下的舰船腐蚀破坏, 是当今世界各国的普遍做法。舰船的阴极保护历史悠久, 应用广泛。从20 世纪60年代开始, 阴极保护技术已经成为世界各国舰船必不可少的防腐蚀技术, 各国的科研人员正在对阴极保护系统的设备和材料及阴极保护理论和设计技术进行深入研究, 以期达到延长保护年限、提高阴极保护系统的可靠性和自动化程度、降低保护费用的目的。阴极保护根据阴极给电流的方式不同可分为牺牲阳极法和外加电流法。

 

    对于舰船, 往往采用外加电流阴极保护系统, 这是因为: ( 1)智能化的恒电位仪能随着外界环境的变化, 如不同海区的温度、盐度、风浪及动静态等的变化, 给出参比电极的信号, 自动调整保护电流, 使舰船始终处于良好的保护状态, 有利于缩短坞修日期, 延长进坞的间隔; ( 2)外加电流阴极保护系统安装阳极数量少, 对水流的阻力可忽略; 节约燃料和涂料; ( 3)对于潜艇来说, 在外壳装牺牲阳极以后, 航行时会产生可测得的声响, 影响其隐蔽性; ( 4)外加电流系统使用寿命长, 甚至可与舰船同寿命, 而牺牲阳极的使用寿命一般只有l~ 2a, 消耗完后必须更换。外加电流的阴极保护系统在舰船上应用越来越广泛。

 

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