陰極保護(hù)資料

1、陰極保護(hù)資料第一篇海水循環(huán)水系統(tǒng)外加電流陰極保護(hù).前言   陰極保護(hù)技術(shù)包括犧牲陽極和外加強(qiáng)制電流兩種方法，兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，對于電廠海水循環(huán)水系統(tǒng)，具體選擇哪一種方法，往往要根據(jù)所需保護(hù)電流的大小，可否獲得方便的輸入電源，是否會引發(fā)危險性以及設(shè)備結(jié)構(gòu)空間大小等因素決定。一般對小口徑管道，海水流速及介質(zhì)組成變化較大，需提供較大保護(hù)電流情況，較適宜采用外加電流陰極保護(hù)。近年來，電廠機(jī)務(wù)部分海水循環(huán)水系統(tǒng)越來越多地采用外加電流陰極保護(hù)。機(jī)務(wù)部分循環(huán)水系統(tǒng)通常由管道（直管、彎頭及大小頭等）、設(shè)備（如凝汽器、換熱器、濾網(wǎng)、蝶閥等）組成，具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、多種材質(zhì)連接，這些

2、都使管道及設(shè)備系統(tǒng)陰極保護(hù)變得復(fù)雜，要對系統(tǒng)進(jìn)行全面地保護(hù)，必須進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和良好的防腐施工。 .海水管道系統(tǒng)外加電流陰極保護(hù)應(yīng)用   濱海某電廠，發(fā)電機(jī)組，循環(huán)水為天然海水，其主廠房內(nèi)循環(huán)及開式循環(huán)水鋼質(zhì)管道系統(tǒng)全部采用外加電流陰極保護(hù)，保護(hù)系統(tǒng)由輔助陽極、參比電極、恒電位儀、陽極屏及連接電纜等附件組成。該陰極保護(hù)系統(tǒng)選用了鉑鈮和混合金屬氧化物（）兩類輔助陽極，以和高純鋅復(fù)合參比電極作為系統(tǒng)控制和檢測電極。.主廠房內(nèi)循環(huán)及開式循環(huán)水管道系統(tǒng)組成    主廠房內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)包括×鋼管，材質(zhì)為；個°彎頭

3、；蝶閥及伸縮器個；二次濾網(wǎng)個，材質(zhì)為；收球網(wǎng)個，殼體為碳鋼襯膠，其它材質(zhì)主要是不銹鋼；波紋補(bǔ)償器個，主要材質(zhì)為不銹鋼；凝汽器水室襯膠，冷凝管為鈦管，管板為鈦鋼復(fù)合板。    開式水系統(tǒng)包括×鋼管米，材質(zhì)為；電動濾水器臺，整體材質(zhì)為不銹鋼；×鋼管米，材質(zhì)為；×鋼管米，材質(zhì)為；閉式循環(huán)熱交換器個，材質(zhì)為鈦。×鋼管米，材質(zhì)為；電動蝶閥個；°熱壓彎頭個，熱壓彎頭個，熱壓彎頭個；×大小頭個，×大小頭個，×大小頭個；×鋼管米；219×6鋼管48米。各種閥門個；電動濾水

4、器臺；冷油器臺；另有彎頭、大小頭等。.外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)    由以上可看出，整個海水管道系統(tǒng)由各種口徑的管道，包括彎頭、大小頭等，同時管道又與多個設(shè)備相連，系統(tǒng)中所用到的材質(zhì)有、鎳鉻合金、及不銹鋼、鈦等，根據(jù)以下原則進(jìn)行了外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：（）考慮全局，重點(diǎn)保護(hù)，如在考慮管道達(dá)到保護(hù)的前提下，重點(diǎn)考慮管道與設(shè)備相連部分，因?yàn)樵O(shè)備與管道材質(zhì)的差異，易引發(fā)嚴(yán)重的電偶腐蝕問題；（）應(yīng)充分考慮海水流速、水溫等對腐蝕速率的影響；（）應(yīng)保證鈦材不因過保護(hù)而吸氫，在電位（）時，鈦材可能吸氫，引起氫脆腐蝕；（）輔助陽極數(shù)量及設(shè)置應(yīng)充分考慮到系統(tǒng)的整體性

5、，并盡可能避免電流屏蔽，同時要求可檢測所有輔助陽極的工作狀態(tài)，以便于檢修；（）參比電極設(shè)置在有代表性的位置，以保證外加電流保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。    根據(jù)以上原則以及所保護(hù)對象的具體情況，決定將整個管道系統(tǒng)分為三個部分，采用三套各自獨(dú)立的外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)。這三個部分為凝汽器部分，閉式循環(huán)熱交換器部分及冷油器部分。    各部分的設(shè)計(jì)結(jié)果如下：（）凝汽器部分    設(shè)計(jì)安裝  支  型鉑鈮輔助陽極， 支型參比電極，分別布置

6、在進(jìn)水管路的蝶閥后和管道與凝汽器連接部分，回水管路的蝶閥前和管道與凝汽器連接部分。為了保證陰極匯流線和測量線的連接，設(shè)置了個匯流基座。（）閉式循環(huán)熱交換器部分    設(shè)計(jì)選用了支型輔助陽極，能夠保證系統(tǒng)中的每一部分均能得到保護(hù)。為控制和檢測，設(shè)計(jì)安裝支型復(fù)合參比電極，分別布置在閉式循環(huán)熱交換器進(jìn)、出口管道上各一支，濾水器進(jìn)水口管道一支及直管段上一支。系統(tǒng)中設(shè)置了個匯流基座。（）冷卻油器部分    設(shè)計(jì)安裝支型輔助陽極，均勻布置保證系統(tǒng)保護(hù)各部分的平衡。選用支型復(fù)合參比電極對系統(tǒng)進(jìn)行控制及對保護(hù)效果進(jìn)行檢測，設(shè)置個匯

7、流基座。    以上三個系統(tǒng)的電源及控制檢測儀器均為型恒電位儀（）。.保護(hù)效果檢測    在整個循環(huán)水系統(tǒng)通水后，檢查系統(tǒng)連線，確認(rèn)無誤后，按所確定的電流分別對三個系統(tǒng)進(jìn)行初始極化，表列出了系統(tǒng)運(yùn)行天后的檢測結(jié)果。    從以上結(jié)果可以看出，系統(tǒng)運(yùn)行基本達(dá)到了預(yù)期的效果，可為今后類似的設(shè)計(jì)提供參考。同時，從所測結(jié)果可以看出如下問題：  （）從前面的測試數(shù)據(jù)可以看出，和高純鋅參比電極的差值基本在左右，大部分在左右，考慮到實(shí)際使用的環(huán)境條件，可以說復(fù)合參比電極

8、的性能是相當(dāng)穩(wěn)定的。另外，系統(tǒng)中多個參比電極共用測量線，這種連接方式與每個參比電極就近配單獨(dú)的測量線，所測電位結(jié)果稍有差異，但對于工程應(yīng)用來講，這種連接方式已能滿足需要，且可避免線路太多帶來的不便。  （）三系統(tǒng)測試結(jié)果均可看出，直管段或者說單純管道部分的外加電流保護(hù)相對容易，所測結(jié)果也可以達(dá)到常規(guī)的要求，但當(dāng)管道與其它設(shè)備相連時，而設(shè)備材質(zhì)與管道不同時，保護(hù)效果并不是很理想。這是因?yàn)楫?dāng)碳鋼與不銹鋼或鈦材相連時，其所需保護(hù)電流要比單純碳鋼大得多。如、號參比所測結(jié)果均較正，這兩個參比所處位置正是管道與鈦管凝汽器二次濾網(wǎng)（材質(zhì)）等設(shè)備的相連部位。 （）根據(jù)系統(tǒng)中的不同

9、情況，設(shè)置多個參比電極是非常必要的，它可以為我們提供各種情況下的保護(hù)電位值，以便對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，以得到最理想的保護(hù)效果。如果只設(shè)幾個參比電極，則我們無法知道系統(tǒng)的真實(shí)保護(hù)情況。    根據(jù)前面的運(yùn)行結(jié)果，我們對系統(tǒng)進(jìn)行了部分調(diào)整，運(yùn)行一年半后，對整個系統(tǒng)進(jìn)行了檢測，結(jié)果見表。.外加電流陰極保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題    隨著人們對腐蝕問題的重視，采用外加電流陰極保護(hù)技術(shù)對海水管道系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的應(yīng)用越來越多，已取得了不少成功的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，但還有不少問題有待研究，以便進(jìn)一步完善鋼質(zhì)海水管道系統(tǒng)的外加電流保護(hù)技術(shù)。 

10、   外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)由控制電源、輔助陽極、參比電極、陽極屏及相應(yīng)的電纜等組成。對于電廠海水循環(huán)水系統(tǒng)，由于各種管道及設(shè)備較多，且管道與設(shè)備材質(zhì)一般不同，這都給外加電流陰極保護(hù)設(shè)計(jì)帶來了一定的困難。    輔助陽極是外加電流陰極保護(hù)的重要部件，目前在海水循環(huán)水系統(tǒng)中常用的有鉑鈮陽極和混合金屬氧化物陽極，具體選用何種輔助陽極，可根據(jù)情況加以考慮。參比電極是用于系統(tǒng)檢測和控制的，它可以告訴我們系統(tǒng)保護(hù)的情況，并可以提供數(shù)據(jù)給恒電位儀，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制。目前常用的參比電極有固體粉壓式或網(wǎng)狀參比、高純鋅參比以及兼有兩者的復(fù)合

11、參比等，復(fù)合參比由于同時具有兩者的性能，近年來應(yīng)用較多。    外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)有兩種基本的控制方式，即恒電位控制和恒電流控制，對于結(jié)構(gòu)簡單的單純管道，我們可以進(jìn)行恒電位控制，因?yàn)樵谶@樣的情況下，外加電流保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)電位均衡性易于實(shí)現(xiàn)，輔助陽極及參比電極定位相對容易，但對一個復(fù)雜的體系，定位就相當(dāng)困難了，由前面的應(yīng)用實(shí)例可以看出，無論是采用哪種參比電極，不同位置的檢測電位值都相差很大，到底哪個參比電極可以作為系統(tǒng)恒電位的控制電極呢？這種情況下，我們認(rèn)為可以根據(jù)各部分的極化情況，以極化不足位置的參比電極作為恒電位控制電極，同時根據(jù)其它參比電極的數(shù)值，

12、對控制電位進(jìn)行調(diào)整，以保證系統(tǒng)保護(hù)的整體性，實(shí)現(xiàn)這種控制的一個重要前提是保證系統(tǒng)中各部分的輔助陽極布置合理，否則將出現(xiàn)顧此失彼的現(xiàn)象。另外在實(shí)際的工程應(yīng)用中，經(jīng)常有各種原因?qū)е聟⒈入姌O失效的現(xiàn)象，因此在復(fù)雜的管路系統(tǒng)中，外加電流陰極保護(hù)建議采用恒電流控制。     對于海水循環(huán)水系統(tǒng)的外加電流陰極保護(hù)，由于系統(tǒng)中要布置的陽極數(shù)量一般較多，考慮到施工的方便，對于輔助陽極連線，有人設(shè)計(jì)采用一根或幾根陽極主電纜將所有陽極連接起來，這種連接方式對于保護(hù)沒太大影響，但對于檢修，就帶來很大的問題，因?yàn)闊o法在不停機(jī)狀態(tài)確定陽極的工作情況。較好的陽極連線建議采

13、用每根陽極都為獨(dú)立的電纜，在適當(dāng)位置設(shè)置分線箱，分線箱內(nèi)可以多個陽極再與主電纜連接，這樣可以通過分線箱很方便地對每支陽極的工作情況進(jìn)行檢測。    在外加電流陰極保護(hù)設(shè)計(jì)時，對于管道與設(shè)備的連接部位應(yīng)重點(diǎn)考慮，特別是管道與二次濾網(wǎng)、收球網(wǎng)、凝汽器相連的部位，從實(shí)際情況來看，這些部位也是腐蝕最嚴(yán)重的部位，應(yīng)該重點(diǎn)保護(hù)。在陰極保護(hù)設(shè)計(jì)時，對于該部分，建議采用獨(dú)立的恒電位儀進(jìn)行控制，使之成為一個單獨(dú)的系統(tǒng)，同時在特征的連接部位設(shè)置參比電極進(jìn)行檢測，以避免過保護(hù)可能引起的危害。外加電流陰極保護(hù)一般與防腐涂層聯(lián)合使用，對于較小的管道無法涂刷防腐涂層，設(shè)計(jì)時根據(jù)海水

14、流速及裸鋼，選取合適的保護(hù)電流密度；同時，由于在小管道中輔助陽極的電流傳輸距離較短，在小管道保護(hù)設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)管道大小并考慮到管道走向等，合理計(jì)算輔助陽極的數(shù)量，并在管道系統(tǒng)中合理布置。    我們知道，管道中海水的流速不同，其對金屬材料的腐蝕速率也不同。對一般碳鋼來說，流速高，腐蝕較重，而流速小，則腐蝕較輕。這是因?yàn)樘间撛诤Ｋ械母g速度受溶解氧的擴(kuò)散速度控制，流速越大，擴(kuò)散層厚度越小，氧的極限擴(kuò)散電流密度就越大，相應(yīng)地腐蝕速度也越大。在實(shí)際中常選鋼作為小管道材料，這種材料的腐蝕速度隨流速開始是緩慢增加，然后增長越來越快。而對于和，在高流速情況下，氧的

15、供應(yīng)快速而充分，有利于表面膜的成長與修復(fù)，使材料處于鈍化狀態(tài)，故流速變化對腐蝕速度影響不大，且這種情況下還不易發(fā)生點(diǎn)蝕。在陰極保護(hù)情況下，海水流速不同，所需保護(hù)電流密度也不同，這是由于流速影響了金屬材料的電極電位，要維持最小保護(hù)電位所需外加電流值將隨流速增大而增加。通常海水流速增加，金屬材料的腐蝕電位向正方向移動，而在異金屬接觸腐蝕情況下，海水流速增加，可使偶對中陽極材料的腐蝕加劇。所有這些，我們在進(jìn)行海水管道系統(tǒng)外加電流陰極保護(hù)設(shè)計(jì)時都必須加以考慮。.外加電流陰極保護(hù)施工應(yīng)注意的問題    保護(hù)材料及設(shè)備，這些是陰極保護(hù)成功的前提，但最終的實(shí)現(xiàn)則通過施

16、工來完成。外加電流陰極保護(hù)施工應(yīng)注意以下問題： （）施工前對所有電極進(jìn)行檢查，主要是外觀檢查，表面不得沾有油污等其它雜物，電極體表面是否破損等；另外對連接及絕緣電阻進(jìn)行檢查，以保證連接或絕緣良好。 （）施工時嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工，輔助陽極及參比電極均要求連接良好，且對相應(yīng)的電纜均要做好標(biāo)記，以備將來檢修使用。 （）在有條件的情況下，所有陽極周圍均應(yīng)做陽極屏，以使電流分布盡可能均勻。在管道內(nèi)壁有涂層保護(hù)的情況下，可以防腐涂層為陽極屏，對于無涂層保護(hù)的情況，陽極周圍應(yīng)做陽極屏，陽極屏材料可選用重防腐涂料、環(huán)氧樹脂等材料。 （）陰極保護(hù)安裝完成后，系統(tǒng)在通電

17、之前應(yīng)仔細(xì)檢查，檢查連線是否正確，看是否有短路現(xiàn)象，以確保一次性調(diào)試成功。 （）陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行后，應(yīng)根據(jù)各參比電極的反饋數(shù)值，對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，以使整個系統(tǒng)達(dá)到最佳保護(hù)狀態(tài)。    陰極保護(hù)施工中應(yīng)注意的問題還有不少，在此不一一羅列?？傊?，只有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)，科學(xué)施工，才能保證外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)有效地進(jìn)行工作。.結(jié)論    根據(jù)外加電流陰極保護(hù)技術(shù)在某電廠海水循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，可以看出，該技術(shù)對于海水循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕防護(hù)是相當(dāng)有效的，是一項(xiàng)值得推廣的、經(jīng)濟(jì)有效的防腐蝕技術(shù)，同時我們也應(yīng)認(rèn)識到只有在全

18、面了解情況的前提下，對系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)及施工，才能達(dá)到預(yù)期的保護(hù)效果。第二篇陰極保護(hù)原理陰極保護(hù)原理陰極保護(hù)-理論和實(shí)踐 1綜述 腐蝕定義為材料發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)反映后受到的侵蝕，金屬的腐蝕是一種電化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，在這里金屬或合金與氧氣或其他含氧介質(zhì)相結(jié)合發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，最終形成一種穩(wěn)定狀態(tài)的化合物。所有的金屬都具有回復(fù)到最穩(wěn)定狀態(tài)的一種趨勢。這種趨勢體現(xiàn)在賤金屬方面尤為明顯，這些賤金屬被稱為活潑金屬，具有更低或更負(fù)的電位。 海水中金屬的電位序列: 鎂      -1,48V  &

19、#160;   鋅      -1,03V      鋁 35-H      -0,79V      高精度鋼、碳鋼      -0,61V      鑄鐵   

20、0;  -0,61V      不銹鋼 430 AISI (17% 鉻)      -0,57V      不銹鋼 304 AISI (18% 鉻,18% 鎳)      -0,53V  銅棒    

21、  -0,40V      銅      -0,36V      鋁銅合金      -0,32V      鎳      -0,2OV      鈦      -0,15V      硅      -0,13V      鉬      -0,08V  上表說明了金屬可以根據(jù)活潑性進(jìn)行分類。2陰極