电流阳极保护

外加电流阴极保护(ICCP)原理、基础知识、阴极保护方法的选择。

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一外加电流阴极保护(ICCP)原理

外加电流阴极保护(ICCP)利用电化学腐蚀的原理,由连接外部直流电源的阳极直接向被保护的舰船施加阴极电流,不间断地提供电子,进而在金属表面富集电子,并通过控制舰船船体电位或电流密度,使船体发生阴极极化,达到降低甚至完全抑制船体水下部位金属腐蚀的目的。外加电流保护系统由辅助阳极、参比电极、智能控制的直流电源以及相关连接电缆组成,当电路接通后,电流将从阳极经海水至船壳构成闭合回路,这样使船壳免遭腐蚀。舰船外加电流阴极保护系统可以有效防止舰船浸水部分的电化学腐蚀。

外加电流特点

1)可随外界条件引起的变化自动调节电流，使被保护部分的电位控制在最佳保护电位范围内。

2)使用寿命长，保护周期长。

3)辅助阳极排流量和作用半径大，可以保护结构复杂、面积较大的设备及港口建筑物。

外加电流阴极保护系统组成

1)工作回路：由辅助阳极、阳极电缆、直流电源变压整流器、负极电缆、钢桩及海水组成。是整个外加电流阴极保护系统的工作主体，其是否工作正常为整个保护系统正常运行的关键。

2)测量回路：由参比电极、测量电缆、直流电源变压整流器、参比电极负极电缆、钢桩及海水组成，可通过测量回路评价工作回路是否正常。

最大的外加电流阴极保护(ICCP)系统在FPSO的应用

挪威Cathelco Jotun公司将为SBM 石油公司订购的FPSO (浮式采油储油卸油船)“D57”号装置配置迄今为止最大的外加电流阴极保护(ICCP)系统。

FPSO “D57”号装置是目前SBM石油公司最大的装置，可日产原油180 000桶且每天可接收压缩气体7 100万立方英尺。该装置已由新加坡船厂建造并于2010年交船。Cathelco Jotun公司提供的ICCP系统将为“D57”号装置的322m长船体的整个湿表面积进行防腐保护。该ICCP系统由400A艏部系统和1000A艉部系统组成，将成为目前为FPSO提供的最强有力的防腐保护系统。其中400A艏部系统有一个可控硅操纵台，可与2个固定到船体上的“潜水员可更换的”线性环形阳极和基准电池相连。而1000A艉部系统是由6个“潜水员可更换的”线性环形阳极和基准电池组成，这种组成形式非常适合用于FPSO，由于它们是从一个相对小的表面面积上发出一个强大的电流，因此只需几个阳极就能达到预期效果。此外，在整个船舶的寿命期内，潜水员可随时更换这些阳极，因此可大大简化维护保养程序。

ICCP系统在运行时，基准电极测量船体与海水接合处的电位，并发送一个信号到可控硅操纵台，该操纵台能自动升高或降低输出电流进入到阳极。然后由阳极发出的电流将抵消在船体表面上的腐蚀作用．确保船舶的整个寿命期内能达到防腐蚀的最佳水平。

一般船上用得比较多的是牺牲阳极保护,即在船体的某几个部位接几个锌块.锌的电位比船体钢铁更负,当受到海水腐蚀的时候锌块会首先溶解,从而保护了船体钢板.它跟涂层结合起来会起到很好的保护效果.

外接保护电流从本质上讲和牺牲阳极是一样的.只不过它是通过外接电流,来提供钢板与海水溶液因电位差而发生的阴离子流失.这样钢板就无需释放阴离子,即不会被溶解.

辅助阳极是传递保护电流给被保护船体的装置.做个不是很合适的比喻,可以将它理解为涂装时将油漆喷到钢板上的喷枪.

而恒电位仪就时提供恒定外加保护电流的电源.

参比电极,这应该是另外一个概念.一般只会用在试验中.电位都很小.是用来是提供相对电位标准的电极.一些电化学试验常用标准氢电极作参比电极.

接地电池....据我所知好像没有这个概念. 接地后的电位可视为零.电池一般不会去给他接地

每一种金属，当浸入电解液中(如海水)，会形成一种电势的差异；通过散发正离子于溶液中，留下负离子。这样金属显示为阴性，周围的海水成为阳性。这种电势的差别可以用毫伏单位来测量。所有的金属都拥有电势的差异。金属的负值越大，这种金属越容易倾向腐蚀。这些电势的差异可以编制在电气化学系列表；镁是其中一种非常阴性(阳性)的金属。

以下方法非常实用可以测量电压序列。

如果两块金属浸入电解液或潮湿的泥土中，直接接触电解质；电流通过电解液从比较阳性的一端流到另一端(阳性较弱)。最惰性的金属最不容易腐蚀，被称之为阴极。比较容易产生反应的金属是阳极，溶解并增加电流。这是金属电子和离子转移的过程—腐蚀。

腐蚀一般发生在阳极，决不在阴极。阴极最多只会减少。

阴极保护系统是把结构表层阴极化，并使用阳极来提供额外的电子来防止腐蚀。

来自阳极的电蚀电流必须足够才能对付表层的腐蚀电流，直到电流没有从阳极区域流出。然后，整个结构就处于阴极保护。

当测量一种金属的结构表层和电解液的电势差别时，可以知道结构的表层是否显示阴性或阳性。对于钢铁在非厌氧性的环境下，钢铁在电解液中的电势负于铜/硫酸铜0.85伏；与银/硫酸银相比，负0.80伏；与锌相比，正0.24伏。

一块金属可以通过联接到更加阳性的材料使其阴性化。最常用的阳极材料是铝，锌，镁的合金。如与其他材料联接，这些金属的阳极会先腐蚀。阳极不断地消耗来保护所需的材料，因此它们一般被称之为“牺牲阳极”。

另一种使金属阴性化的方法是把金属联接到另一金属组件。在同一电解液中，通过直接电流源来引导电流从金属的阳极流到阴极。

这种系统需要一种直接电流源，一般可以从转换电压得到。

外加电流阳极材料是传输电流到电解液中的最佳材料。在实际运用中，这种材料往往是现存材料和理想材料的折衷。

外加电流阳极材料一般由石墨，硅铁，钛，铅合金，混合氧化物涂层，和铌制成。正确的阳极材料的选择是阴极保护的关键。

阳极的主要功能是在海水中提供直接保护电流。ICCP系统是专门设计来运行此项功能的，并保持与海水的较低反应.

参考电极是专门设计给船体稳定的参考电势保护。电池的构造和阳极类似。一个典型的参考电池应能持续15年，不用任何维护和替换。

二外加电流阴极保护(ICCP)基础知识

三阴极保护方法的选择

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