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阴极保护
1、阴极保护系统由哪几种?
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。 2、阴极保护系统的工作原理?
牺牲阳极阴极保护技术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它金属。 优点: A: 一次投资费用偏低,且在运行过程中基本上不需要支付维护费用 B: 保护电流的利用率较高,不会产生过保护C: 对邻近的地下金属设施无干扰影响,适用于厂区和无电源的长输管道,以及小 规模的分散管道保护 D: 具有接地和保护兼顾的作用 E: 施工技术简单,平时不需要特殊专业维护管理。缺点: A: 驱动电位低,保护电流调节范围窄,保护范围小 B: 使用范围受土壤电阻率的限制,即土壤电阻率大于50Ω?m时,一般不宜选 用牺牲阳极保护法 C: 在存在强烈杂散电流干扰区,尤其受交流干扰时,阳极性能有可能发生逆转 D: 有效阴极保护年限受牺牲阳极寿命的限制,需要定期更换。
强制电流阴极保护技术是在回路中串入一个直流电源,借助辅助阳极,将直流电通向被保护的金属,进而使被保护金属变成阴极,实施保护。 优点: A: 驱动电压高,能够灵活地在较宽的范围内控制阴极保护电流 输出量,适用于保护范围较大的场合 B: 在恶劣的腐蚀条件下或高电阻率的环境中也适用 C: 选用不溶性或微溶性辅助阳极时,可进行长期的阴极保护 D: 每个辅助阳极床的保护范围大,当管道防腐层质量良好时, 一个阴极保护站的保护范围可达数十公里 E: 对裸露或防腐层质量较差的管道也能达到完全的阴极保护 缺点: A: 一次性投资费用偏高,而且运行过程中需要支付电费 B: 阴极保护系统运行过程中,需要严格的专业维护管理 C: 离不开外部电源,需常年外供电 D:对邻近的地下金属构筑物可能会产生干扰作用。
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,通过一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。
金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时,电位负移,金属阳极氧化反应过电位ηa 减小,反应速度减小,因而金属腐蚀速度减小,称为阴极保护效应。利用阴极保护效应减轻金属设备腐蚀的防护方法叫做阴极保护 。
由外电路向金属通入电子,以供去极化剂还原反应所需,从而使金属氧化反应(失电子反应)受到抑制。当金属氧化反应速度降低到零时,金属表面只发生去极化剂阴极反应。 3、电化学腐蚀的原理及产生的危害?
金属是从矿石中提取出来的,在提炼过程种必须要给它一定的能量,使其处于高的能量
状态 。材料基本规律总是趋向于最低的能量状态 ,因此金属都是热力学不稳定的,具有和周围环境(如氧和水)发生反应的趋势,以达到较低的、更稳定的能量状态,如生成氧化物。
金属在电解质溶液中由于电化学作用所发生的腐蚀称为电化学腐蚀。其原因是金属表面产生原电池作用,或外界电源影响使金属表面产生电解作用所引起的破坏。腐蚀缩短了管道的使用寿命,降低了管道的输送能力,会引起生产费用的增加和意外事故的产生,所以我们要实施管道保护。
电化学腐蚀过程:金属电化学腐蚀基本上由阳极过程、电子转移过程、阴极过程等三个过程组成。
a、阳极过程:是指阳极金属不断溶解的过程,它是失去电子的过程,也叫氧化过程。 b、电子转移过程:是指电子从金属的阳极区转移到金属的阴极区的过程。 c、阴极过程:是指从阳极流过来的电子在溶液中被能吸收电子的物质所接受的过程,也叫还原过程。
这种阳极上放出电子的氧化反应和阴极上吸收电子的还原反应相对独立地进行,并且又是同时完成的腐蚀过程,称之为电化学腐蚀过程。
4、了解本装置的阴极保护系统的电源来源?
电源的作用是向阴极保护系统不间断提供电流。电源主要有恒流、恒压整流器、恒电位仪。本装置的阴极保护系统的电源来源是恒电位仪。 5、了解本装置阴极保护系统的测量桩的分布情况?
测量桩用于阴极保护参数的检测,是管道管理维护中必不可少的装置,按照测试功能沿线布设。通常测量桩每公里设置一支,电流测量桩通常5-8公里设置一支。特殊地段可根据情况增加。
6、了解本装置阴极保护系统的被保护设备的保护电位? 最小保护电位
为使腐蚀过程停止,金属经阴极极化后所必须达到的绝对值最小的负电位值,称之为最小保护电位。
最小保护电位也与金属的种类、腐蚀介质的组成、温度、浓度等有关。最小保护电位值常常是用来判断阴极保护是否充分的基准。因此此电位值是监控阴极保护的重要参数。
实验测定在土壤中的最小保护电位为-0.85V(相对饱和硫酸铜参比电极)。
最大保护电位
在阴极保护中,所允许施加的阴极极化的绝对值最大值,在此电位下管道的防腐层不受到破坏。此电位值就是最大保护电位。
最大保护电位值的大小通过试验确定。一般取-1.5V(CSE)。
管道电位测试
自然电位测试:未实施阴极保护的情况下,用硫酸铜参比电极测沿线测试桩电位的方法。
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