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强制电流阴极保护原理

发布时间:2024-10-23 02:33 作者: 来源:

强制电流阴极保护通过外部电源提供阴极保护电流防止金属结构腐蚀。

原理:由直流电源、辅助阳极、参比电极和被保护金属结构组成。直流电源提供电流经辅助阳极流入电解质,再流向被保护金属结构,使被保护金属结构电位降低到负值,抑制腐蚀反应。如埋地管道的强制电流阴极保护中,恒电位仪作直流电源,电流从高硅铸铁等辅助阳极导入土壤后流向管道,通过调节恒电位仪输出使管道电位保持在合适保护电位范围。

直流电源:

  1. 恒电位仪:是强制电流阴极保护系统常用直流电源,能自动调节输出电流和电压,保持被保护金属结构电位恒定,具有精度高、稳定性好、可靠性强等优点。工作原理是通过比较参比电极测量的被保护金属结构电位与设定保护电位,自动调整输出电流和电压。

  2. 太阳能电源:在偏远地区或无法接入市电场合,可采用太阳能电源。由太阳能电池板、蓄电池和控制器组成,将太阳能转化为电能存储在蓄电池中,控制器控制蓄电池充放电过程以保证恒电位仪等设备正常运行,具有环保、节能、无需布线等优点。


辅助阳极:

  1. 高硅铸铁阳极:常用辅助阳极材料,有良好导电性、耐腐蚀性和机械强度,通常呈棒状或管状,安装在土壤或水中,通过电缆与直流电源连接。优点是价格便宜、使用寿命长、安装方便,但电流效率较低,需较大阳极面积提供足够保护电流。

  2. 石墨阳极:另一种常用辅助阳极材料,有良好导电性、耐腐蚀性和化学稳定性,通常呈棒状或管状,安装在土壤或水中,通过电缆与直流电源连接。优点是电流效率高、使用寿命长、重量轻,但价格较高,安装和维护困难。

  3. 贵金属氧化物阳极:新型辅助阳极材料,有良好导电性、耐腐蚀性和催化活性,通常呈网状或片状,安装在土壤或水中,通过电缆与直流电源连接。优点是电流效率高、使用寿命长、重量轻、安装方便,但价格较高,未广泛应用。


参比电极:

  1. 铜 / 饱和硫酸铜参比电极:强制电流阴极保护系统常用参比电极,稳定性好、精度高、使用寿命长,通常安装在被保护金属结构附近土壤或水中,通过电缆与恒电位仪等设备连接。电位为 + 0.316V(相对于标准氢电极),实际应用中作为参考电位,将被保护金属结构电位调整到合适保护电位范围。

  2. 银 / 氯化银参比电极:高精度参比电极,稳定性好、精度高、响应速度快,通常安装在被保护金属结构附近土壤或水中,通过电缆与恒电位仪等设备连接。电位为 + 0.222V(相对于标准氢电极),实际应用中作为参考电位,将被保护金属结构电位调整到合适保护电位范围。


应用范围:适用于各种土壤和水环境中的金属结构,如埋地管道、储罐、码头、船舶等。可提供较大保护电流,适用于长距离管道、大型储罐等金属结构保护。

注意事项:

  1. 设计合理:根据被保护金属结构形状、尺寸、材质、环境条件等因素,选择合适设备并确定合理保护参数。

  2. 安装规范:严格按照设计要求和施工规范施工,确保设备安装质量和电气连接可靠性。

  3. 运行维护:定期检测和维护系统,确保正常运行。检测内容包括被保护金属结构电位、保护电流、辅助阳极接地电阻等。维护内容包括更换损坏设备、清理辅助阳极表面附着物等。

强制电流阴极保护的主要缺点是什么?
恒电位仪的工作原理是什么?
如何选择适合的辅助阳极?
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