阴极保护

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阴极保护原理

钢质循环水管道内壁外加电流阴极保护技术获得成功

    管道内壁实施阴极保护时,由于管内空间狭窄,电位分布不均匀,所以管道内壁实施阴极保护要比外壁复杂。钢质循环水管道内壁阴极保护系统包括直流电源、辅助阳极、参比电极、电缆等构成。

    由于管道内壁空间狭窄,要求辅助阳极体积要小,排流量要大,消耗率要低,使用寿命要长。如铅-银合金、铅-银微铂、铂/铌、铂/钛和MMO阳极等。

    控制用参比电极选用坚固耐用、电位测量准确、重现性好的银/氯化银及高纯锌电极,固定测量用参比电极选用高纯锌电极。

    1.工艺计算
        工艺计算项目包括:保护电流的计算;阳极尺寸、数量的计算;直流电源容量的计算等。

    2.辅助阳极的设计
        辅助阳极的设计,在管道内壁阴极保护系统中至关重要。辅助阳极的设计,重要的是阳极形状的选择和阳极间距的确定。阳极形状的选择,可以是不连续的点状阳极,也可以是轴向的连续线状阳极。通常,D600~1000管道采用点状或线状阳极,D200~600管道采用线状阳极。

        (1)点状阳极  所谓点状阳极(亦称单个阳极)是指长度远远小于被保护距离的输出电流的电极。

        阳极间距是管道内壁强制电流阴极保护系统设计中一个很重要的参数,间距小了,则造成浪费,大了则保护不足。关于阳极间距的确定,可以模拟试验,也可以采用数值计算和公式计算。

        点状阳极间距可用下列公式计算:

式中,L1——电位变化0.3V处离阳极的最大距离,cm;D——离子半径,cm;R——观内表面电阻,Ω·cm2;ρ——海水电导率,Ω·cm。

        (2)线状阳极  所谓线状阳极是指长度与被保护距离相近的输出电流的电极。线状阳极的保护距离取决于阳极本身压力降为△v的距离。其计算公式为:
式中,L2——线状阳极两侧保护距离,m;d——线状阳极直径,m;ΔV——最大保护电位与最小保护电位之差,V;ρa——线状阳极材料的电阻率,Ω·m。

          对于不同管径的管道,同样的阳极其保护距离是不同的,一般来说,管径大,保护距离则长。据介绍,1800mm、壁厚16mm海水输送管道进行强制电流阴极保护时,实测保护距离可达到50m左右;反之,保护距离则短。

3.参比电极的设计

        用于控制电位的参比电极可选用银/氯化银电极,用于测量电位的参比电极可选用高纯锌电极。

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