一、陰極保護法的原理
外加電流陰極防護系統(tǒng)就是通過外加電流，把電源正極連接在難溶性輔助陽極上強制形成陽極區(qū)；把電源的負極連接在受保護的鋼筋上，強制形成陰極區(qū)。陽極與被保護的鋼筋均處于連續(xù)的電解質(zhì)中，使被保護的鋼筋接觸電解質(zhì)的全部表面都充分而且均勻地接受自由電子，從而受到陰極保護。外加電流陰極保護技術(shù)不是被動防護，而是主動預(yù)防。并且保護年限根據(jù)要求進行設(shè)計，可延長鋼鐵的使用年限。因此從實際保護效果來看，外加電流陰極保護技術(shù)在防護期限和主動控制等方面具有顯著的優(yōu)勢。外加電流陰極防護是以犧牲陽極為前提保護陰極，對陽極有以下要求：陽極電位要足夠負；陽極溶解性能好；理論發(fā)電量大；同時對實際發(fā)生電量和電流效率有要求。因此選擇合適的陽極可以有效的保護鋼鐵不被腐蝕，減少腐蝕造成的損失，尤其在海洋環(huán)境中有很好的作用效果。
二、陰極保護法的實例——艦船外殼的保護
艦船在海上航行時, 艦船殼體、推進器、內(nèi)艙、冷凝器和海水管路系統(tǒng)等部位都會發(fā)生腐蝕。艦船腐蝕的原因比較復(fù)雜,是多種不同腐蝕形態(tài)共存的。其中最主要的原因是由于海水的含鹽度高(一般在33% ~ 37%), 艦船的金屬材料與海水接觸時, 會形成無數(shù)個微小原電池而引起艦船的金屬腐蝕。腐蝕的后果是嚴重的, 受到海水及海面鹽霧的侵蝕后, 艦艇的甲板及艦體, 每年需涂幾次涂料進行防護。南海地區(qū)艦艇每次小修更換的腐蝕鋼板達1 /3 , 中修換板率超過1 /2, 甚至新艦艇尚未服役即出現(xiàn)腐蝕等問題, 既增加了維修工作量, 降低了航率, 又造成了巨大的經(jīng)濟損失, 嚴重地影響了部隊的戰(zhàn)斗力。因此, 采用外加電流陰極保護有效地防止海洋環(huán)境下的艦船腐蝕破壞, 是當今世界各國的普遍做法。艦船的陰極保護歷史悠久, 應(yīng)用廣泛。從20 世紀60年代開始, 陰極保護技術(shù)已經(jīng)成為世界各國艦船必不可少的防腐蝕技術(shù), 各國的科研人員正在對陰極保護系統(tǒng)的設(shè)備和材料及陰極保護理論和設(shè)計技術(shù)進行深入研究, 以期達到延長保護年限、提高陰極保護系統(tǒng)的可靠性和自動化程度、降低保護費用的目的。陰極保護根據(jù)陰極給電流的方式不同可分為犧牲陽極法和外加電流法。
對于艦船, 往往采用外加電流陰極保護系統(tǒng), 這是因為: ( 1)智能化的恒電位儀能隨著外界環(huán)境的變化, 如不同海區(qū)的溫度、鹽度、風浪及動靜態(tài)等的變化, 給出參比電極的信號, 自動調(diào)整保護電流, 使艦船始終處于良好的保護狀態(tài), 有利于縮短塢修日期, 延長進塢的間隔; ( 2)外加電流陰極保護系統(tǒng)安裝陽極數(shù)量少, 對水流的阻力可忽略; 節(jié)約燃料和涂料; ( 3)對于潛艇來說, 在外殼裝犧牲陽極以后, 航行時會產(chǎn)生可測得的聲響, 影響其隱蔽性; ( 4)外加電流系統(tǒng)使用壽命長, 甚至可與艦船同壽命, 而犧牲陽極的使用壽命一般只有l~ 2a, 消耗完后必須更換。外加電流的陰極保護系統(tǒng)在艦船上應(yīng)用越來越廣泛。
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