阴极保护系统的原理

　　阴极保护系统是一种电化学保护技术，用于防止金属在电介质(海水、淡水和土壤)中的腐蚀。该技术的基本原理是将金属组分作为阴极，对其施加直流电流，当金属电位为负值时，消除了金属表面的电化学不均匀性，有效地抑制了腐蚀阴极的溶解过程。下面根据极化曲线描述阴极保护的原理。为了说明这个问题，将阴极和阳极的极化曲线简化为直线。

　　根据提供阴极极化电流的方式不同，阴极保护可分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。

　　金属—电解质溶解腐蚀控制体系发展受到阴极极化时，电位负移，金属阳极氧化反应过电位ηa减小，反应中国速度不断减小，因而金属材料腐蚀速度逐渐减小，称为阴极保护环境效应。利用阴极保护社会效应减轻金属加工设备腐蚀的防护工作方法叫做阴极保护。

　　外部电路引导金属进行去极化还原反应，使其抑制金属氧化反应(去电子反应)。当金属氧化反应速度降至零时，只有在金属表面发生去极化器阴极反应。

　　两种阴极保护系统方法：外加电流阴极保护和牺牲阳极保护。

　　牺牲阳极阴极保护系统是将电子从电位较负的金属转移到同一电解液中的受保护金属，使整个受保护金属处于相对负的相同电位之下。这种方法简单，不需要外部电源，极少产生腐蚀干扰，广泛用于小电流(电流一般小于1安培)或低土壤电阻率环境(土壤电阻率小于100欧姆)的保护。例如，城市管网、小型储罐等。牺牲阳极阴极保护失效的主要原因是阳极表面形成了一层不导电的硬壳，从而限制了阳极的电流输出。其主要原因是阳极组成不合格，土壤电阻率过高。因此，在设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了要严格控制阳极的组成外，还必须选择土壤电阻率低的阳极床位置。

　　外加电流阴极保护系统是通过外部直流电源和辅助阳极向金属加入大量电子，使被保护金属整体处于过剩电子状态，金属表面各点达到同一负电位，被保护金属结构的电位低于周围环境。该方法主要用于长距离埋地管道、大型储罐等大电阻率或高电阻率土壤中的金属结构物的防护。