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陰極保護是一種能夠防止金屬管道在電介質(zhì)中不被腐蝕的保護技術(shù)。該原理是使用某種金屬構(gòu)件作為陰極對其施加電流，使其變得陰極化，抑制陰極的腐蝕，從而達(dá)到保護的目的。目前來說，大部分的輸送管道被埋于地下，由于這些埋在地下的管道所傳輸?shù)奈镔|(zhì)大多是具有腐蝕性的介質(zhì)，不僅會對管道的內(nèi)壁產(chǎn)生腐蝕，還有可能會腐蝕管道的外壁，一旦埋在地下的管道被嚴(yán)重地腐蝕，就會引發(fā)不可預(yù)見的事故，增加產(chǎn)生危害的幾率。陰極保護作為保護埋地管道的一種保護方式，在埋地管道施工過程中具有很高的研究價值。
一、臨時陰極保護的原理
國際上對于臨時陰極保護所采用的主要方法是沿著管道安裝一定數(shù)量的犧牲陽極。通常采用鎂陽極作為犧牲陽極，降低埋地鋼質(zhì)管道的電位，保護所敷設(shè)的埋地鋼質(zhì)管道。犧牲陽極的安裝一般不高于埋地鋼質(zhì)管道，這樣，在埋地鋼質(zhì)管道附近電場的作用下，電流從犧牲陽極流入大地，避免管道的腐蝕。(這通常被稱為一個“封閉分布式陽極系統(tǒng)”)陽極的數(shù)量取決于埋地鋼質(zhì)管道的材質(zhì)、尺寸、敷設(shè)方法和沿途的地質(zhì)條件(主要是土壤電阻率)等因素。其中，土壤電阻率決定著犧牲陽極的安裝位置，包括水平位置和垂直位置。SAES-X-400標(biāo)準(zhǔn)要求，臨時陰極保護系統(tǒng)確保在使用便攜式銅/硫酸銅(Cu/CuSO4)參比電極的情況下，管道對地電位在 -3.0-1.0V 之間。
臨時陰極保護經(jīng)常采用犧牲陽極保護法，這是一種防止金屬腐蝕的方法。犧牲陽極法具體方法為：將氧化性較強的金屬作為保護極，與被保護金屬相連構(gòu)成原電池;當(dāng)保護極與被保護的管道連接時，自身產(chǎn)生優(yōu)先離解，從而抑制了管道的腐蝕。犧牲陽極法陰極保護是應(yīng)用 早的一種電化學(xué)保護技術(shù)。
二、陰極保護方式的選擇
對埋地鋼管而言，土壤本身所含水分及水中所含各種離子將對金屬產(chǎn)生腐蝕，單純采用普通外防腐措施并不能徹底解決鋼管的腐蝕問題。除受普通外防腐材料本身耐水性及微生物性等因素的限制外，防腐施工中不規(guī)范操作是影響防腐層壽命的主要原因。從理論講，采用普通防腐材料做成完整無缺、絕緣性能很高、防腐性能很強的防腐絕緣層是可以做到的，但造價很昂貴且對施工要求非常嚴(yán)格，在實際工程中難以實現(xiàn)。對地下長距離輸水管采用陰極保護與防腐絕緣層聯(lián)合保護的方法是目前 經(jīng)濟 有效果的防護措施。
犧牲陽極陰極保護是將電位更負(fù)的金屬與被保護埋地金屬管道連接，在低土壤電阻率環(huán)境下該陽極金屬上的電子轉(zhuǎn)移到被保護金屬管道上去，使整個被保護道管處于一個較負(fù)的相同的電位下。該方式應(yīng)用較為廣泛，安全可靠，所以本工程對輸水鋼管采用陰極保護與防腐絕緣層聯(lián)合保護的方法。陰極保護有兩種方法，即犧牲陽極保護法和外加電流陰極保護法。考慮到外加電流陰極保護法雖然具有保護范圍大、適應(yīng)性強、使用壽命長等優(yōu)點，但初次建造費用較高，運行中需外部電源，需設(shè)專門的陰極保護站，維護管理費用較高。而犧牲陽極陰極保護法不需要外部電源，施工及維護管理簡單、安全、可靠，保護電流利用率高，建造費用較低，所以建議使用犧牲陽極陰極保護法。
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