外加电流阴极保护法

电化学保护法的其中一种

外加电流阴极保护法是电化学保护法的其中一种，电化学保护又分阴极保护法和阳极保护法，其中阴极保护法又分为牺牲阳极保护法和外加电流保护法。这种方法通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电子从土壤流向被保护金属，使被保护金属结构电位高于周围环境来进行保护。

系统组成

外加电流阴极保护系统由以下几部分组成：辅助阳极、测试桩、直流电源、辅助材料、参比电极和导线。此外，为使阳极输出的保护电流更均匀，避免阳极附近结构物产生过保护，有时在阳极周围还须涂刷阳极屏蔽层。

直流电源

在外加电流阴极保护系统中，需要有一个稳定的直流电源，以提供保护电流。广泛使用的有整流器和恒电位仪两种。一般，当被保护的结构物所处的工况条件（如浸水面积、水质等）基本不变或变化很小时，可以采用手动控制的整流器；但当结构物所处的工况条件经常变化时，则应采用自动控制的恒电位仪，以使结构物电位总处在最佳保护范围内。

所有能发出直流电的电源，都是可以作为外加电流阴极保护系统的电源。在外加电流阴极保护系统中使用的电源的类型有：整流器、恒电位仪；太阳能电池；发电机；风力发电机；热点电池。整流器和其他外加电流系统的电源类型相比较，经济节省操作简单。

外加电流阴极保护系统的电源，其基本要求有：输出恒电位、恒电压、恒电流；同步通断功能；数据远传、远控功能。

恒电位仪的输出电压限定在50V以内，当工程需要更高的输出电压时，必须做好对阳极地床的防护措施。

在工程中广泛使用的恒电位仪主要有三类：可控硅恒电位仪、磁饱和恒电位仪和晶体管恒电位仪。可控硅恒电位仪功率较大、体积较小，但过载能力不强。磁饱和恒电位仪紧固耐用，过载能力强，但体积比较大，加工工艺也比较复杂。晶体管恒电位仪输出平稳、无噪声、控制精度较高，但线路较复杂。

辅助阳极

辅助阳极的作用是将直流电源输出的直流电流由介质传递到被保护的金属结构上。可作辅助阳极的材料有很多，如废钢铁、石墨、铅银合金、高硅铸铁、镀铂钛、包铂铌以及混合金属氧化物电极等。这些材料各有其特点，适用于不同的场合。

参比电极

参比电极的作用有两个：一方面用于测量被保护结构物的电位，监测保护效果；另一方面，为自动控制的恒电位仪提供控制信号，以调节输出电流，使结构物总处于良好的保护状态。在工程中，常用的参比电极有铜/饱和硫酸铜、银/卤化银及锌参比电极等，这些参比电极各具特点，适用于不同的场合。

测试桩

测试桩是一种专门用于管道阴极保护配以电位测试探头对保护管道进行测试的附属设备。主要用于阴极保护参数的检测，是管道管理维护中必不可少的装置，按测试功能沿线布设。

辅助材料

辅助材料包括绝缘接头、接地电池、铝热焊、补伤片、热熔胶等。

优缺点

优点

1、需要较大的电流场合，特别是裸露的或涂层较差的结构物的防护；

2、所有导电的电解质溶液内；

3、用于水箱里的大型热交换器、油加热处理器和其他容器的保护；

4、储水罐的内壁；

5、地面上储存罐的外底；

6、地下储存罐；

7、地下或水中的基桩和打板桩；

缺点

1、与牺牲阳极相比，需要更高的检测和维护费用；

2、需要外部电源，持续的电源供给费用；

3、具有引发杂散电流干扰的高风险，可导致过保护，引发防腐层的破坏及管材氢脆。

施工安装规定

1.阴极保护整流器或其他电源的安装方式应使其损坏或认为破坏的可能性最小。

2.与整流器相连的导线应遵循地方和国家电器规程，与所用的供电电源要求一致。应在交流回路中提供外部断路开关。整流器外壳应可靠接地。

3.所有电缆均应仔细检查，检测其绝缘缺陷，应小心进行以防损伤电缆的绝缘，电缆绝缘的缺陷必须进行修补。

4.阳极填充料应与技术规格书一致。

设备位置选择

阳极地床场址的选择

在选择阳极地床场址时，不仅要考虑方便的电源盒较低的土壤电阻率，而且要考虑与外部管道的距离。要得到较低的阳极电压的方法很多，可以采用若干个阴极保护站，每个阴极保护站由较低的电流输出；可以加长阳极地床来降低接地电阻；可以强行降低所需的阳极电压或采用深井阳极。有20m厚的覆土层的深井阳极特别适用于都市中管道的阴极保护，因为都市中的管道与外部装置的距离较小。

外加电流阴极保护设备位置选择应考虑的因素

1.有无现存的低压电源；

2.保护电流需要量；

3.适合阳极地床的低电阻率环境；

4.对个人利益损害尽量少；

5.有良好的专门运输线；

6.其他外部装置与贵金属阳极应有足够的间距，使干扰影响最小。

用途

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。

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