阴极保护参数

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1、阴极保护的基本参数  一、最小保护电流密度阴极保护时，使金属腐蚀停止，或达到允许程度时所需的电流密度值称为最小保护电流度。最小保护电流度是阴极保护设计的重要参数。如选用不当，或者达不到完全保护，或者造成过保护，会使阴极保护的效果降低或不经济，浪费多余的电能。直接从北保护的金属体表面测到其所分布的最小保护电流密度是比较困难的。一般通过被保护体的总保护电流与被保护体的总面积相除来获得。最小保护电流密度的大小取决于被保护金属的种类、表面状况、腐蚀介质的性质、组成、浓度、温度和金属表面绝缘层质量等上述条件不同、最小保护电流密度的值

2、也不同。碳钢在不同截止中的最小保护电流密度可参见表1到表3。钢在不同介质中的最小保护电流密度表1介质电流密度mA/m2介质电流密度mA/m2含氧的自然土壤35潮湿的混凝土0.055～0.27流动的海水65～172含硫酸盐还原菌土壤450流动的淡水50静止的淡水0.05～0.1涂层种类不同所需的保护电流密度值不同，这是由于保护电流经阳极因如土壤，再流经绝缘层的过渡电阻不同。钢管外覆盖参个的绝缘电阻值越高，所需的保护电流密度值越小。防腐层种类及所需保护电流密度表2防腐层种类保护电流密度mA/m2聚乙烯层3mm厚0.001～0.

3、007石油沥青玻璃布7mm厚0.01～0.05石油沥青玻璃布4mm厚0.05～0.25旧沥青层0.5～3.5石蜡布0.5～1.5旧漆层1～30防腐层电阻和所需保护电流密度表3防腐层面电阻Ω·m2保护电流密度mA/m210000000.00033000000.00011000000.003300000.001100000.0330000.110000.3300110033010对于无防腐层的裸钢管，从实际工程中的经验值大约为5～50毫安/米2。十分大于有防腐层钢管的值。因此，裸钢管采用阴极保护技术上是可行的，但经济上是不合理

4、的。埋于土壤中的钢筋或处在混凝土结构中的钢管其最小保护电流密度经验值大约为2mA/m2。因此，最小保护电流密度参数影响因素很多、数值变化很大，且在保护过程中也将随介质环境的变化而变化，故只能作为参考值。设计时常常根据工程实际情况和经验取值。二、最小保护电位为使腐蚀过程停止，金属经阴极极化后所必须达到的绝对值最小的负电位值，称之为最小保护电位。最小保护电位常常是腐蚀原电池微阳极的起始电位或与之近似。这是由于只有当阴极保护电源向受到腐蚀的阳极部位，提供了足够的相反电流即极化电流，使之恰好抵消了腐蚀电流后，腐蚀才能停止。此时，阴

5、极区(腐蚀电池发生地的）的电位将被极化到阳极区的管地电位，金属表面电位均一。金属受到阴极保护。最小保护电位也与金属的种类、腐蚀介质的组成、温度、浓度等有关。最小保护电位值常常是用来判断阴极保护基否充分的基准。因此此电位值是监控阴极保护的重要参数。实验测定钢在土壤及海水中的最小保护电位为-0.85V（相对饱和硫酸铜参比电极）。表4列出一些金属的保护电位值。一些金属的保护电位值①（V）表4金属或合金参比电极Cu/CuSo4Ag/AgCl/海水②Ag/AgCl/饱和KClZ洁净海水铁与钢含氧环境缺氧环境-0.85-0.95-0.

6、80-0.90-0.70-0.80+0.25+0.15铅-0.6-0.55-0.5+0.5铜合金-0.5～-0.65-0.45～-0.6-0.41～-0.55+0.6～+0.45铝③正的极限值负的极限值-0.95-1.2-0.90-1.15-0.85-1.1+0.15-0.1①此表的数据取自1973年6月英国标准研究所制定的阳极保护规范；②海水系指洁净、充气并未稀释的海水；③铝进行阴极保护时，电位不能太负、否则会加速腐蚀，产生负保护效应。对于不知最小保护电位的情况，也可采用比自然电位负0.2～0.3伏（对钢铁）和负0.15

7、伏（对铝）的办法来确定。对于一个具体的工程体系，最好通过试验来确定最小保护电位值。在工程实践中测取最小保护电位值时必须注意测量误差。我国阴极保护的实践已证明，测量到的电位值有不少已达到或超过最小保护电位的金属管道，仍然发生了腐蚀穿孔。这是因为无法将参比电极放置在金属管道与土壤接触的界面上。实际测量时，往往将参比电极放置在管道的正上方地表面，或更远的一些点上。测量电路包括了土壤的压降即国际上常称之为的“IR”降。在实测到的金属管道界面与硫酸铜参比电极间的土壤的电位差，要比金属管道界面与土壤溶液直接接触界面的电位值负。因此，地

8、面测量达到保护电位的管道，其实际界面上并未达到保护电位值。因此，消除IR降的干扰，降低其引起的误差是正确评价和监控阴极保护的必然要考虑的因素。三、最大保护电位在阴极保护中，所允许施加的阴极极化的绝对值最大值，在此电位下管道的防腐层不受到破坏。此电位值就是最大保护电位。阴极保护电位值，并不是愈负就愈有利于