太阳能阴极保护

阴极保护原理

阴极保护就是把被保护的金属构件连接到直流电源的负极，使它阴极极化•当电位降低到非腐蚀区电位以下时，就可以使它免受腐蚀•阴极保护常采用两种方法：一种是利用外加电流，使被保护的金属构件整个衷面变成阴极，叫做外加电流阴极保护，另一种方法恐在敬保护金属设备上连接一种电位更负的金属或合金做牺牲阳极的阴极保护，又叫保护器保护。在太阳能阴极保护系统中，采用的是前一种方法。

金属通过电流以后，由辅助阳极涟解质的电流主要集中在金属表面形成阴极，通过它再网剜电源，使被保护金属的总电位降低。

太阳能阴极保护系统组成

太阳能阴极保护系统一般由太阳电池方阵、蓄电池、电源变换、电压传输，整流、牺牲阳极和被保护阴极几部分组成。其中有些组件根据具体安装条件可以增减。例如，如果太阳电池方阵的安装距离与被保护的金属很近，传输电阻很小，不必考虑它与被保护金属之间的电压损失时，就可以省去电源变换、电压传输和整流几个环节，直接用直流一直流变换器将蓄电池电压转换成金属保护所必需的阴极电位即可。一般说来，一个阴极保护站可以保护20〜30公里长的地下管道不受腐蚀。在具体的阴极保护设计中，还常常釆用出动电位监测和自动电位控制技术，可以做到无人管理。例如澳大利亚1989年在南部布卡波迪天然气田建成的阴极防腐系统中，太阳电池提供的电源除保护天然气井和管道系统外，还作为遥测遥控电源，把检测到的流量、压力、阀门开度等参数发送到控制中心，并可由控制中心通过遥控调整任何一个天然气井的阀门开度。太阳能阴极保护参数选择阴极保护的基本原理比较简单，但能否成功地达到对金属的完全保护，设计时必须对被保护系统中极小保护电流密度，极小保护电位等参数进行认真考虑。

极小保护电流密度选择

极小保护电流密度的大小，主要由被保护金属的种类、介质的侵蚀性极化现象及金属与介质问的过滤电阻等因素决定，其范围可以由十分之几mA/m2至几百mA/m2«要使金属达到完全保护，首先要使被保护金属的总电位降低到与腐蚀电池阳极的开路电位相等或略低于它。一般认为，在实际安装的太阳能阴极保护系统中，如果被保护金属的电位极化后比极化前（没有通电时的电位）降低0.25V一一3.0V,就可以达到完全保护。由于阴极保护需要的电压低（仅0.25V-3.0V）,电流密度小（土壤中钢铁仅为16.0mA/m2）,正妻于利用太阳电池作为阴极保护的供电电源。

可以预言，在不远的将来，太阳能阴极保护技术将会获得广泛的应用。