陰極保護(hù)法

       腐蝕是金屬構(gòu)件破壞的主要形式之一，腐蝕問題存在于工程建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。2009年4月在安徽召開的第四屆國(guó)際腐蝕控制大會(huì)上，中國(guó)工程院院士報(bào)告指出，我國(guó)2008年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失已超過9000億元，相當(dāng)于每人每年承擔(dān)約800元的腐蝕損失，但從目前世界防腐技術(shù)的發(fā)展來看，有25%~45%的腐蝕損失是能避免的，大力發(fā)展防腐技術(shù)已成為減少腐蝕損失、推進(jìn)資源節(jié)約的迫切需要。因此，金屬腐蝕與防護(hù)的問題受到人們的廣泛關(guān)注，也是材料學(xué)科的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。

       迄今已發(fā)展出多種腐蝕防護(hù)方法，形成了許多應(yīng)用于工業(yè)上的腐蝕控制措施，如通過正確選擇金屬材料、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)防腐目的;通過調(diào)整改變環(huán)境介質(zhì)的狀態(tài)或工藝條件控制腐蝕過程的發(fā)展;直接在金屬表面涂覆防腐蝕涂鍍層，實(shí)現(xiàn)金屬與環(huán)境介質(zhì)之間的物理阻隔，防止或減緩腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行;此外，陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)是另一種有效的、具有較高技術(shù)含量的腐蝕控制措施。

       陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)都屬于電化學(xué)保護(hù)技術(shù)。陰極保護(hù)是對(duì)處于環(huán)境介質(zhì)中的金屬構(gòu)件施加較小且穩(wěn)定的陰極性直流電流，通入陰極電流后，金屬發(fā)生陰極極化，抑制金屬的腐蝕溶解，從而達(dá)到腐蝕控制的目的。陽(yáng)極保護(hù)則是對(duì)環(huán)境介質(zhì)中的金屬構(gòu)件施加陽(yáng)極性直流電流，當(dāng)金屬通入一定條件的陽(yáng)極電流后，金屬發(fā)生陽(yáng)極極化，電位變正并進(jìn)入鈍化狀態(tài)，通過在金屬表面產(chǎn)生的鈍化膜，建立起穩(wěn)定的鈍態(tài)特征，從而阻止腐蝕反應(yīng)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)控制腐蝕的目的。

      陰極保護(hù)法又根據(jù)電流來源的不同分為外加電流法和犧牲陽(yáng)極法。前者是利用外加直流電源，將被保護(hù)金屬與電源負(fù)極相連，使金屬發(fā)生陰極極化;后者是將被保護(hù)金屬與電位更負(fù)的金屬(陽(yáng)極)連接，構(gòu)成電流回路，使被保護(hù)的金屬發(fā)生陰極極化，抑制或減緩金屬的腐蝕。

犧牲陽(yáng)極保護(hù)法是一種較為成熟的電化學(xué)保護(hù)方法，由于其具有不需要外加電源、不會(huì)干擾鄰近設(shè)施、設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、不需要經(jīng)常維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，目前在工程上被廣泛使用在有些場(chǎng)合甚至必須采用這種保護(hù)方法。近年來，隨著海上油田的開發(fā)，大量犧牲陽(yáng)極被用于保護(hù)采油平臺(tái)及海底管線。據(jù)日本中川防蝕公司對(duì)安裝的海上石油平臺(tái)防腐系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)約90%以上的采油平臺(tái)和海底輸油管線采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)。這種保護(hù)法的經(jīng)濟(jì)效益顯著例如，在一艘海船的建造費(fèi)用中，若用涂裝保護(hù)，涂裝費(fèi)占5%，而用犧牲陽(yáng)極保護(hù)，犧牲陽(yáng)極的材料費(fèi)和施工費(fèi)不超過1%。又如一座海上采油平臺(tái)建造費(fèi)用1億元，而犧牲陽(yáng)極的防腐費(fèi)用僅需100萬~200萬元。且在該保護(hù)條件下可以使用20年以上，若不采用該方法保護(hù)，平臺(tái)壽命只有5年。因此犧牲陽(yáng)極法具有低成本、高效益的優(yōu)點(diǎn)，它是目前最重要的電化學(xué)保護(hù)方法之一。