随着我国阴极保护技术日趋成熟,相关标准逐渐完善。目前我国大部分新建或拟建管线,以及高压次高压管线在设计最初阶段都已按相关标准明确阴极保护!阴极保护可以应用在管道、储罐、船舶、钢桩码头、冷凝器、电厂等领域。本文皆在分享普及相关原理及技术。
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先贴一张图
可以看到越活泼的金属越容易受环境介质的影响而被破坏,越不活泼的金属越不容易被腐蚀破坏。
这是为什么呢?
要弄明白这些问题就要从金属的前生后世来解释了,在自然界中所有的金属都是以矿石的形态存在的。人类通过开采冶炼把矿石转换成我们所看见的金属,这个过程其实就是给金属充能(类似于充电)的过程,而具有能量的金属物质都有将能量释放、回归低能的倾向(这就是金属的本能)。这个过程就是腐蚀的过程。
从热力学观点看,金属都是热力学不稳定的,有与周围介质发生作用转变成离子的倾向。人类冶炼金属吸收能量,金属腐蚀释放能量。
在贴一张图
简单点来说就是世间万物都是由原子、分子等微粒子组成的,金属当然也不例外,金属单质也是由原子构成,原子由原子核和绕核电子组成,金属之所以腐蚀就是因为铁原子丢失电子变成离子,所以当管道被埋地后就相当于把铁放在了电解质溶液里。金属处于电解质溶液后易于环境介质发生反应,从而丢失电子导致金属腐蚀,也就是说形成了腐蚀电池!
腐蚀电池由4部分组成,阴极、阳极、电解质溶液、电子导线。缺少或阻断任何一部分腐蚀就会停止。所谓的阴极和阳极其实就是电位差,既电位低的为阴极,电位高的为阳极。比如铁的自然电位-0.55镁的自然电位-1.55,镁就是阳极铁就是阴极如果用导线将镁和铁连接后浸入电解质溶液那么镁合金就会腐蚀,铁就会成为阴极得到保护。
下面用锌铜原电池动图展示。
可以看到锌(阳极)丢失的电子通过外电路导线流向了铜(阴极),锌发生了氧化反应(腐蚀),铜得到保护发生了还原反应(不会腐蚀)。这整个的过程就是原电池氧化还原反应。
在发两张在我们生活中随处可见的图片
可以看到铁腐蚀严重,而铜基本没有腐蚀,尤其是铁和铜连接处腐蚀更严重,不仅仅因为铜耐腐蚀,主要原因是异种金属接触发生了电偶腐蚀,铁牺牲了自己保护了铜。
根据组成腐蚀电池的电极大小、形成腐蚀电池的主要影响因素和腐蚀破坏的特征,一般将腐蚀电池分为三大