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陰極保護(hù)的作用
時(shí)間:2022-07-19 瀏覽:2798次

原理


陰極保護(hù)的原理是在線纜的金屬外皮上人為接入負(fù)電位,在一定距離之外的電極上接正電極,確保線纜的金屬外皮對(duì)地具有負(fù)電位。這樣就不會(huì)出現(xiàn)電流通過(guò)線纜的外皮向外流出的現(xiàn)象,這樣會(huì)起到保護(hù)線纜外皮的作用。

設(shè)備


陰極保護(hù)使用的場(chǎng)合較多,它通常由一個(gè)電源變壓器和一個(gè)橋型整流器組成。陰極保護(hù)的電壓是可以調(diào)節(jié)的,使用的電源負(fù)荷較大。它把交流220 V電源通過(guò)變壓器和整流電路變成直流,將負(fù)電極接至金屬外皮,正電極接地,確保線纜外皮對(duì)地保持適當(dāng)?shù)呢?fù)電位,這樣線纜的金屬外皮就不容易受到腐蝕了。

陰極保護(hù)設(shè)備如果不用交流電,也可以用直流電池供電。但注意陰極設(shè)備應(yīng)安裝在線纜外皮平均正電位頂部的地點(diǎn)。

如上圖,陰極保護(hù)設(shè)備接地的正電極有大量的電流流出,如果采用金屬接地體,這會(huì)消耗很大;通常采用石墨電極作為接地體。

我們?cè)谛g(shù)語(yǔ)"線路防蝕"中還提到陽(yáng)電極的保護(hù)方法,這種防腐蝕措施的原理和陰極保護(hù)的原理是一致的。但陽(yáng)電極的方法不需要電源。將陽(yáng)電極與線纜金屬外皮相連并埋在地下,陽(yáng)電極的電位高于線纜外皮電極的電位,它與電纜外皮構(gòu)成原電池,由陽(yáng)電極流向電纜外皮的電流,可以抵消電纜外皮流出的電流,這樣陽(yáng)電極就代替線纜的金屬外皮受到腐蝕,"李代桃僵"通過(guò)犧牲陽(yáng)電極的方式保護(hù)了電纜,大家應(yīng)該知道,陽(yáng)電極為何也稱為"犧牲電極"了吧。

工作原理

金屬-電解質(zhì)溶解腐蝕體系受到陰極極化時(shí),電位負(fù)移,金屬陽(yáng)極氧化反應(yīng)過(guò)電位ηa 減小,反應(yīng)速度減小,因而金屬腐蝕速度減小,稱為陰極保護(hù)效應(yīng)。利用陰極保護(hù)效應(yīng)減輕金屬設(shè)備腐蝕的防護(hù)方法叫做陰極保護(hù) 。

由外電路向金屬通入電子,以供去極化劑還原反應(yīng)所需,從而使金屬氧化反應(yīng)(失電子反應(yīng))受到抑制。當(dāng)金屬氧化反應(yīng)速度降低到零時(shí),金屬表面只發(fā)生去極化劑陰極反應(yīng)。

兩種陰極保護(hù):外加電流陰極保護(hù)和犧牲陽(yáng)極保護(hù)。

1、犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)是將電位更負(fù)的金屬與被保護(hù)金屬連接,并處于同一電解質(zhì)中,使該金屬上的電子轉(zhuǎn)移到被保護(hù)金屬上去,使整個(gè)被保護(hù)金屬處于一個(gè)較負(fù)的相同的電位下。該方式簡(jiǎn)便易行,不需要外加電源,很少產(chǎn)生腐蝕干擾,廣泛應(yīng)用于保護(hù)小型(電流一般小于1安培)或處于低土壤電阻率環(huán)境下(土壤電阻率小于100歐姆.米)的金屬結(jié)構(gòu)。如,城市管網(wǎng)、小型儲(chǔ)罐等。根據(jù)國(guó)內(nèi)有關(guān)資料的報(bào)道,對(duì)于犧牲陽(yáng)極的使用有很多失敗的教訓(xùn),認(rèn)為犧牲陽(yáng)極的使用壽命一般不會(huì)超過(guò)3年,多則5年。犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)失敗的主要原因是陽(yáng)極表面生成一層不導(dǎo)電的硬殼,xianzhi了陽(yáng)極的電流輸出。產(chǎn)生該問(wèn)題的主要原因是陽(yáng)極成份達(dá)不到規(guī)范要求,其次是陽(yáng)極所處位置土壤電阻率太高。因此,設(shè)計(jì)犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)系統(tǒng)時(shí),除了嚴(yán)格控制陽(yáng)極成份外,一定要選擇土壤電阻率低的陽(yáng)極床位置。

2、外加電流陰極保護(hù)是通過(guò)外加直流電源以及輔助陽(yáng)極,是給金屬補(bǔ)充大量的電子,使被保護(hù)金屬整體處于電子過(guò)剩的狀態(tài),使金屬表面各點(diǎn)達(dá)到同一負(fù)電位,使被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)電位低于周圍環(huán)境。該方式主要用于保護(hù)大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結(jié)構(gòu),如:長(zhǎng)輸埋地管道,大型罐群等。