[科普中国]-阴极保护电流

阴极保护电流是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。

简介阴极电流保护使用的场合较多，它通常由一个电源变压器和一个桥型整流器组成。阴极保护的电压是可以调节的，使用的电源负荷较大。它把交流220 V电源通过变压器和整流电路变成直流，将负电极接至金属外皮，正电极接地，确保线缆外皮对地保持适当的负电位，这样线缆的金属外皮就不容易受到腐蚀了。

设计阴极保护系统时，首先必须要做的就是获取系统需要的电流量。如果给一个正在新建的设备结构做阴保系统时，可以根据以前的施工经验，参考性类似地区环境下的已建成的设备结构的阴保电流来计算出新建设备结构所需要的电流值。如果给一个已经建成的设备结构做阴极保护设计时，可以使用通电试验的方法进行实际测量，测量出达到系统所需要的电位值时的电流量。在被保护区域中单位面积中需要的电流量的大小被称为电流密度1。

工作原理金属电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时，电位负移，金属阳极氧化反应过电位ηa 减小，反应速度减小，因而金属腐蚀速度减小，称为阴极保护效应。利用阴极保护效应减轻金属设备腐蚀的防护方法叫做阴极保护 。

由外电路向金属通入电子，以供去极化剂还原反应所需，从而使金属氧化反应(失电子反应)受到抑制。当金属氧化反应速度降低到零时，金属表面只发生去极化剂阴极反应。

外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，使被保护金属结构电位低于周围环境。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管道，大型罐群等。

局部保护常用阴极保护的基本原则是将受保护的构筑物与所有低接地电阻的装置实现电分离。但是，这在工业装置上是个很大的技术难题，因为管子非常多，管径相当大。要将它们实现电分离不仅费用昂贵，而且在正常使用中，它们可能与外部装置电接触或绝缘接头跨接，容易产生很多问题。在管道系统改造或扩建过程中，这个问题尤为突出。在爆炸危险的装置和输送电解液的管道上实施阴极保护也存在技术难题。如果用大口径管道输送低电阻率的电解质，那么在绝缘接头未受保护一侧，就会有被阴极保护电流引发内腐蚀的危险。

在工业装置上管道的腐蚀危险一般比长输管道中的腐蚀危险大，因为在大多数情况下，管道会与钢筋混凝土基础形成腐蚀电池。在不同种类的工业装置区域内能够利用区域阴极保护来克服这种腐蚀危险，所用方法类似于局部阴极保护的方法。受保护的区域是没有限制的，也就是说管道与连接的和分支的管道之间是没有电绝缘的2。

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学