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由于各種各樣的原因，埋在土壤中的金屬管道表面會出現(xiàn)一個陰極區(qū)和一個陽極區(qū)，發(fā)生局部腐蝕的位置便是陽極區(qū)。陰極保護是利用外部手段迫使電解液中被保護的金屬表面成為陰極，從而達到抑制腐蝕的目的。采用陰極保護時，被保護的金屬管道應(yīng)具有良好的防腐保溫層，以降低陰極保護成本。根據(jù)保護電流的供電方式，陰極保護技術(shù)可分為犧牲陽極法和強制電流法。
采用犧牲陽極法的主要優(yōu)點有：無需外部電源、對外界干擾少、安裝維護費用低、無需征地或占用其他建構(gòu)筑物、保護電流利用率高等，因此特別適合于城市范圍內(nèi)的埋地鋼管腐蝕。另方面，強制電流法則有：保護范圍大、適合范圍廣、激勵電勢及輸出電流高、綜合費用低等優(yōu)點，故適合用于長輸管線或市郊管線的防腐。如應(yīng)用于市區(qū)范圍內(nèi)時，則由于其會產(chǎn)生干擾電流而影響其他管線及建筑物，且還需要征地或占用建筑物，因此在實施時會帶來較大的困難。因此，城市埋地煤氣管道防腐的陰極保護宜用犧牲陽極法。當條件許可時，也可采用強制流保護法。
目前，人們已認識到了管道外防腐絕緣層與陰極保護的聯(lián)合使用是最經(jīng)濟、最合理的防蝕措施。這是因為防腐層在生產(chǎn)、運輸、與施工中無法保證不受到任何損壞。因此，不可能完全將管道與腐蝕環(huán)境、介質(zhì)完全隔離。而且用于防腐絕緣層的各種材料，都不同程度的具備吸水和透氣性。因此埋地后，在土壤溶液作用下會逐步吸水老化。要維持有效的防腐，就必需同時采取陰極保護，即聯(lián)合保護。陰極保護對腐蝕反應(yīng)進行積極的干預(yù)，它采陰極極化的電化學(xué)手段，保證了被保護金屬體的電化學(xué)均勻性，抑制了腐蝕電池的產(chǎn)生。陰極保護不僅使用于新管的防護，也應(yīng)用于舊管線的改造和延壽。
埋在土壤中的鋼質(zhì)管道的腐蝕是一種電化學(xué)作用的結(jié)果，也就是說無數(shù)個腐蝕電池的作用是導(dǎo)致管道腐蝕破壞的主要因素。而覆蓋層把金屬表面與腐蝕介質(zhì)隔離開，對于防止金屬的化學(xué)腐蝕也是行之有效的。因為它們與介質(zhì)之間沒有接觸機會，也就不存在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的可能了。
破壞腐蝕電池的另一防蝕措施，是把被保護體的電極電位陰極極化到保護電位的技術(shù)，即陰極保護。
在這里，我們要交代的是陰極保護和覆蓋層兩者間的關(guān)系，作為裸露的金屬表面，單用陰極保護可以起到防蝕作用，但因為耗電巨大而變得有些不經(jīng)濟，甚至不可行。那么單用覆蓋層保護不用陰極保護是否可行呢？回答也是否定的。因為理想狀態(tài)的覆蓋層永遠實現(xiàn)不了，一旦覆蓋層上有針孔或者破損，就會形成大陰極、小陽極的腐蝕電池。由于這一電池的作用，使腐蝕集中在破損或者針孔的局部，這一作用的結(jié)果比不用覆蓋層還可怕，加速了管道的點蝕速率。
由于覆蓋層的使用，大大減少了金屬裸露的表面，使得陰極保護的電流密度急劇地降低，極大地擴大了保護范圍。使陰極保護變的經(jīng)濟可行，所以當今世界上公認的埋地管道防蝕技術(shù)是覆蓋層和陰極保護相結(jié)合。 |
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