第6章 電化學(xué)保護(hù)

1、 電化學(xué)腐蝕的必要條件是：陽(yáng)極、陰極、電化學(xué)腐蝕的必要條件是：陽(yáng)極、陰極、電介質(zhì)、電流回路。除去或改變其中任何電介質(zhì)、電流回路。除去或改變其中任何一個(gè)條件即可阻止或減緩腐蝕的進(jìn)行。涂一個(gè)條件即可阻止或減緩腐蝕的進(jìn)行。涂層能將金屬周圍的電介質(zhì)隔離開(kāi)，實(shí)際上層能將金屬周圍的電介質(zhì)隔離開(kāi)，實(shí)際上也有電化學(xué)防腐的作用。也有電化學(xué)防腐的作用。 （目前常用的海水腐蝕防護(hù)措施主要分（目前常用的海水腐蝕防護(hù)措施主要分為以下三種：選用耐蝕材料，施加保護(hù)性為以下三種：選用耐蝕材料，施加保護(hù)性涂層和電化學(xué)保護(hù)。）涂層和電化學(xué)保護(hù)。）6.1 陽(yáng)極保護(hù) 對(duì)腐蝕介質(zhì)中的金屬結(jié)構(gòu)物進(jìn)行陽(yáng)極極化，使其表面形成鈍化膜，對(duì)腐蝕介

2、質(zhì)中的金屬結(jié)構(gòu)物進(jìn)行陽(yáng)極極化，使其表面形成鈍化膜，并通電維持其鈍化狀態(tài)，從而顯著降低腐蝕速度的保護(hù)措施稱為并通電維持其鈍化狀態(tài)，從而顯著降低腐蝕速度的保護(hù)措施稱為陽(yáng)極陽(yáng)極保護(hù)保護(hù)。 1958年首次在工業(yè)上應(yīng)用。年首次在工業(yè)上應(yīng)用。主要用于有氧化性且無(wú)主要用于有氧化性且無(wú)Cl-的酸、堿、鹽溶液中，要求材料必須具的酸、堿、鹽溶液中，要求材料必須具有鈍化性，因此有鈍化性，因此在海洋環(huán)境中忌用陽(yáng)極保護(hù)，因?yàn)楹Ｋ泻写罅吭诤Ｑ蟓h(huán)境中忌用陽(yáng)極保護(hù)，因?yàn)楹Ｋ泻写罅緾l-。 包括恒電位儀、輔助陰極、參比電極和被保護(hù)結(jié)構(gòu)物，以及附設(shè)電路和儀表等。1陰極材料 要求耐蝕，機(jī)械強(qiáng)度好，不發(fā)生氫脆。 濃硫酸中可使

3、用鉑、金、鑄鐵等； 稀硫酸中可使用銀、鋁青銅、石墨； 鹽水中可使用高鎳或高鉻合金、碳鋼； 堿液中可使用碳鋼。 陰極設(shè)置力求最佳電流分布，使被保護(hù)的結(jié)構(gòu)物整體均處于鈍化穩(wěn)定區(qū)。陰極安裝應(yīng)當(dāng)絕緣、牢固、方便維修。陰極引出線與被保護(hù)體之間絕緣良好，并進(jìn)行絕緣密封。 2參比電極參比電極 有甘汞電極、氯化銀電極、硫酸亞汞電極或氧化亞汞電極，有甘汞電極、氯化銀電極、硫酸亞汞電極或氧化亞汞電極，根據(jù)介根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)和使用要求選定質(zhì)性質(zhì)和使用要求選定。 鉑在硫酸中，銀在鹽酸中或食鹽水中，鋅在堿性溶液中具有穩(wěn)定電鉑在硫酸中，銀在鹽酸中或食鹽水中，鋅在堿性溶液中具有穩(wěn)定電位，也可作參比電極使用。位，也可作參比電極使

4、用。 參比電極應(yīng)分別設(shè)置在距離陰極近、中、遠(yuǎn)三處，平時(shí)以中間為監(jiān)參比電極應(yīng)分別設(shè)置在距離陰極近、中、遠(yuǎn)三處，平時(shí)以中間為監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，近、遠(yuǎn)處的參比電極可用來(lái)觀察電位分布或臨時(shí)使用?？貥?biāo)準(zhǔn)，近、遠(yuǎn)處的參比電極可用來(lái)觀察電位分布或臨時(shí)使用。3電器設(shè)備電器設(shè)備 恒電位儀，工業(yè)用一般要求為恒電位儀，工業(yè)用一般要求為624V，50500A。根據(jù)陽(yáng)極保護(hù)。根據(jù)陽(yáng)極保護(hù)三參數(shù)和被保護(hù)體的面積估算。配電與走線要求安全合理，注意接地，三參數(shù)和被保護(hù)體的面積估算。配電與走線要求安全合理，注意接地，防止雜散電流腐蝕。防止雜散電流腐蝕。四、陽(yáng)極保護(hù)方式四、陽(yáng)極保護(hù)方式1單純陽(yáng)極保護(hù)單純陽(yáng)極保護(hù) 用同一套電器設(shè)備同時(shí)滿足

5、用同一套電器設(shè)備同時(shí)滿足icp和和ip的要求，往往遇到實(shí)際困難。因?yàn)槎邤?shù)的要求，往往遇到實(shí)際困難。因?yàn)槎邤?shù)值往往相差幾個(gè)數(shù)量級(jí)，如：在值往往相差幾個(gè)數(shù)量級(jí)，如：在100H2SO4中，對(duì)于碳鋼中，對(duì)于碳鋼icp100Am-2，ip0.5Am-2；在；在30%HNO3中，對(duì)于碳鋼中，對(duì)于碳鋼icp10000 Am-2，ip0.2Am-2，為解決這為解決這一矛盾，可以采取逐漸加液連續(xù)通電式或連續(xù)鈍化式一矛盾，可以采取逐漸加液連續(xù)通電式或連續(xù)鈍化式。 逐漸加液連續(xù)通電式是采取逐步加液，逐步鈍化，直至容器中盛滿液體和完逐漸加液連續(xù)通電式是采取逐步加液，逐步鈍化，直至容器中盛滿液體和完全鈍化，在此過(guò)程

6、中，所需電流一直維持較小數(shù)量級(jí)全鈍化，在此過(guò)程中，所需電流一直維持較小數(shù)量級(jí)。 連續(xù)鈍化式是預(yù)先涂覆臨時(shí)性涂層連續(xù)鈍化式是預(yù)先涂覆臨時(shí)性涂層，由于涂層有針孔，露出的面積很小，鈍，由于涂層有針孔，露出的面積很小，鈍化電流也較小，實(shí)際使用過(guò)程中涂層逐漸破損，破損處很快鈍化，直至涂層完全化電流也較小，實(shí)際使用過(guò)程中涂層逐漸破損，破損處很快鈍化，直至涂層完全剝落，容器完全鈍化，但其致鈍電流卻始終較小。剝落，容器完全鈍化，但其致鈍電流卻始終較小。 陽(yáng)極鈍化法與其他防腐方法相結(jié)合的聯(lián)合保護(hù)技術(shù)往往具有更好陽(yáng)極鈍化法與其他防腐方法相結(jié)合的聯(lián)合保護(hù)技術(shù)往往具有更好的防腐效果，的防腐效果，經(jīng)常采用的聯(lián)合保護(hù)是陽(yáng)

7、極鈍化法經(jīng)常采用的聯(lián)合保護(hù)是陽(yáng)極鈍化法。 主要有下列三種方式，即主要有下列三種方式，即。 例如：由于硫酸中的鈦與碳或鉑（電偶）相連接、熱硫酸中的鉻例如：由于硫酸中的鈦與碳或鉑（電偶）相連接、熱硫酸中的鉻鋼與鋼與Fe3O4 + MnO2相連接時(shí)可處于鈍化穩(wěn)定區(qū)，當(dāng)初期使設(shè)備強(qiáng)制鈍相連接時(shí)可處于鈍化穩(wěn)定區(qū)，當(dāng)初期使設(shè)備強(qiáng)制鈍化后，就可以用電偶方式保持其鈍化狀態(tài)?；螅涂梢杂秒娕挤绞奖３制溻g化狀態(tài)。五、應(yīng)用舉例（表6-2）設(shè)備名稱設(shè)備材料介 質(zhì)保護(hù)措施保護(hù)效果有機(jī)磺酸中和罐不銹鋼20%NaOH中加RSO3H中和鉑陰極，鈍化區(qū)電位范圍250mV孔蝕明顯減少，產(chǎn)品含鐵由（250300）10-6減少至（

8、620）10-6紙漿蒸煮鍋碳鋼（2.5m，H 12m）NaOH100gL-1，Na2S 35 gL-1，180致鈍電流4000A，維鈍電流600A腐蝕速度由1.9mma-1降至0.26mma-1硫酸儲(chǔ)槽碳鋼H2SO4I Ic c，即保護(hù)電流要比腐蝕電流大得多，即保護(hù)電流要比腐蝕電流大得多。圖6-3 陰極極化率較大時(shí)的極化曲線圖 圖6-4 陰、陽(yáng)極極化曲線 相等或陽(yáng)極極化率較大時(shí) 極化曲線圖四、陰極保護(hù)的影響因素腐蝕電池的極化 （3）周圍介質(zhì)腐蝕性的增大，會(huì)使保護(hù)電流相應(yīng)加大周圍介質(zhì)腐蝕性的增大，會(huì)使保護(hù)電流相應(yīng)加大。介質(zhì)中氯離子。介質(zhì)中氯離子濃度的增加、含氧量的增大、介質(zhì)攪動(dòng)速度加快（如增加海

9、水流速）均使?jié)舛鹊脑黾?、含氧量的增大、介質(zhì)攪動(dòng)速度加快（如增加海水流速）均使陰極極化減弱，從而使極化所需的電流增加，即保護(hù)電流增大。陰極極化減弱，從而使極化所需的電流增加，即保護(hù)電流增大。 介質(zhì)中化學(xué)成分的變化、含氧量的多少、介質(zhì)中化學(xué)成分的變化、含氧量的多少、pH值大小及離子種類、懸浮值大小及離子種類、懸浮物的多少對(duì)陰極保護(hù)都有影響物的多少對(duì)陰極保護(hù)都有影響。含氧量、。含氧量、pH值及介質(zhì)電導(dǎo)率都會(huì)影響陰極值及介質(zhì)電導(dǎo)率都會(huì)影響陰極極化速度，使得所需的陰極保護(hù)電流發(fā)生變化。極化速度，使得所需的陰極保護(hù)電流發(fā)生變化。 懸浮物的增多會(huì)使陰極表面發(fā)生磨損，導(dǎo)致陰極極化減弱，腐蝕電流懸浮物的增多會(huì)使

10、陰極表面發(fā)生磨損，導(dǎo)致陰極極化減弱，腐蝕電流增加，保護(hù)電流相應(yīng)增大增加，保護(hù)電流相應(yīng)增大。 溫度也會(huì)影響極化率溫度也會(huì)影響極化率。溫度升高使氧的溶解度降低，但同時(shí)擴(kuò)散速度。溫度升高使氧的溶解度降低，但同時(shí)擴(kuò)散速度加快，電極反應(yīng)速度加快，最終往往使得保護(hù)電流密度有所變化。加快，電極反應(yīng)速度加快，最終往往使得保護(hù)電流密度有所變化。四、陰極保護(hù)的影響因素 金屬表面的油漆涂層可以使金屬與周圍介質(zhì)隔離，但由于金屬表面的油漆涂層可以使金屬與周圍介質(zhì)隔離，但由于涂層并不是完全致密的，往往具有微小的孔隙和缺陷，在此局涂層并不是完全致密的，往往具有微小的孔隙和缺陷，在此局部會(huì)發(fā)生腐蝕。部會(huì)發(fā)生腐蝕。若陰極保護(hù)與

11、油漆聯(lián)合保護(hù)，則使得這些局部若陰極保護(hù)與油漆聯(lián)合保護(hù)，則使得這些局部得到保護(hù)，而且所需保護(hù)電流密度比裸露金屬要小得多得到保護(hù)，而且所需保護(hù)電流密度比裸露金屬要小得多。 在陰極保護(hù)時(shí)，接觸海水的陽(yáng)極表面由于在陰極保護(hù)時(shí)，接觸海水的陽(yáng)極表面由于pH值升高而形成值升高而形成石灰質(zhì)垢層，即電解被覆層。由于金屬表面被覆蓋，增加了表石灰質(zhì)垢層，即電解被覆層。由于金屬表面被覆蓋，增加了表面電阻，降低了防蝕電流密度，面電阻，降低了防蝕電流密度，提高了防腐效果提高了防腐效果。 由于形成石灰質(zhì)垢層后保護(hù)電流密度會(huì)大幅度降低，電位由于形成石灰質(zhì)垢層后保護(hù)電流密度會(huì)大幅度降低，電位分布更趨均勻分布更趨均勻，因而在陰極

12、保護(hù)過(guò)程中，常常最初控制較大電，因而在陰極保護(hù)過(guò)程中，常常最初控制較大電流密度，使表面盡快形成致密的石灰質(zhì)垢層，然后采用較小的流密度，使表面盡快形成致密的石灰質(zhì)垢層，然后采用較小的電流密度來(lái)維持。電流密度來(lái)維持。涂覆層6.3 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法一、犧牲陽(yáng)極的性能及種類一、犧牲陽(yáng)極的性能及種類1犧牲陽(yáng)極的性能要求犧牲陽(yáng)極的性能要求 （1）陽(yáng)極電位。）陽(yáng)極電位。犧牲陽(yáng)極要有足夠負(fù)的電位，不僅要有足夠負(fù)的開(kāi)路犧牲陽(yáng)極要有足夠負(fù)的電位，不僅要有足夠負(fù)的開(kāi)路電位，而且要有足夠負(fù)的工作電位，并能與被保護(hù)金屬之間產(chǎn)生較大的驅(qū)電位，而且要有足夠負(fù)的工作電位，并能與被保護(hù)金屬之間產(chǎn)生較大的驅(qū)動(dòng)電壓，另外要求陽(yáng)極

13、本身極化小，電位穩(wěn)定。動(dòng)電壓，另外要求陽(yáng)極本身極化小，電位穩(wěn)定。 （2）電流效率。）電流效率。犧牲陽(yáng)極的電流效率是指實(shí)際電容量與理論電容量的犧牲陽(yáng)極的電流效率是指實(shí)際電容量與理論電容量的百分比，用百分比，用%表示。工程要求犧牲陽(yáng)極具有較高的電流效率和較小的自腐表示。工程要求犧牲陽(yáng)極具有較高的電流效率和較小的自腐蝕速度。蝕速度。 6.3 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法一、犧牲陽(yáng)極的性能及種類一、犧牲陽(yáng)極的性能及種類 （3）陽(yáng)極消耗率。）陽(yáng)極消耗率。犧牲陽(yáng)極的消耗率是單位電量所消耗的陽(yáng)犧牲陽(yáng)極的消耗率是單位電量所消耗的陽(yáng)極質(zhì)量，單位是極質(zhì)量，單位是kgA-1h-1或者或者kgA-1a-1。對(duì)于犧牲陽(yáng)極來(lái)說(shuō)，實(shí)

14、際測(cè)得的。對(duì)于犧牲陽(yáng)極來(lái)說(shuō)，實(shí)際測(cè)得的消耗單位質(zhì)量犧牲陽(yáng)極所產(chǎn)生的電量越大（消耗單位質(zhì)量犧牲陽(yáng)極所產(chǎn)生的電量越大（Ahkg-1），則陽(yáng)極消耗率越小。），則陽(yáng)極消耗率越小。 （4）腐蝕特征。）腐蝕特征。犧牲陽(yáng)極的表面腐蝕特征是評(píng)定陽(yáng)極性能的指標(biāo)之一。犧牲陽(yáng)極的表面腐蝕特征是評(píng)定陽(yáng)極性能的指標(biāo)之一。對(duì)于性能良好的陽(yáng)極，要求表面腐蝕均勻，無(wú)難溶的沉積物。陽(yáng)極使用壽對(duì)于性能良好的陽(yáng)極，要求表面腐蝕均勻，無(wú)難溶的沉積物。陽(yáng)極使用壽命長(zhǎng)，不產(chǎn)生局部腐蝕脫落。犧牲陽(yáng)極本身的合金組織成分及熔煉鑄造工命長(zhǎng)，不產(chǎn)生局部腐蝕脫落。犧牲陽(yáng)極本身的合金組織成分及熔煉鑄造工藝條件是決定陽(yáng)極腐蝕特征的重要因素。藝條件是決定

15、陽(yáng)極腐蝕特征的重要因素。2犧牲陽(yáng)極種類犧牲陽(yáng)極種類 目前常用犧牲陽(yáng)極的種類有目前常用犧牲陽(yáng)極的種類有鋅合金陽(yáng)極、鋁合金陽(yáng)極和鎂合金陽(yáng)極鋅合金陽(yáng)極、鋁合金陽(yáng)極和鎂合金陽(yáng)極，另外還有另外還有錳合金陽(yáng)極和鐵合金陽(yáng)極錳合金陽(yáng)極和鐵合金陽(yáng)極。在海水中常用的犧牲陽(yáng)極為。在海水中常用的犧牲陽(yáng)極為鋅合金陽(yáng)鋅合金陽(yáng)極和鋁合金陽(yáng)極極和鋁合金陽(yáng)極。1）鋅合金陽(yáng)極）鋅合金陽(yáng)極 鋅合金陽(yáng)極是使用較早且較普遍的一種陽(yáng)極。鋅陽(yáng)極的種類很多，有鋅合金陽(yáng)極是使用較早且較普遍的一種陽(yáng)極。鋅陽(yáng)極的種類很多，有純鋅體系，純鋅體系，Zn-Al系，系，Zn-Sn系，系，Zn-Hg系等等，但常用的鋅陽(yáng)極主要是純系等等，但常用的鋅陽(yáng)極主要是

16、純鋅系和鋅系和Zn-Al-Cd系，這兩種陽(yáng)極的性能見(jiàn)系，這兩種陽(yáng)極的性能見(jiàn)表表6-7。性性 能能純鋅，鋅合金純鋅，鋅合金相對(duì)密度相對(duì)密度7.14開(kāi)路電位開(kāi)路電位/V（vs.SCE）-1.03對(duì)鐵的驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)鐵的驅(qū)動(dòng)電壓/V0.20理論發(fā)生電量理論發(fā)生電量/ Ahg-10.82海水中海水中電流效率電流效率/%953mAcm-2發(fā)生電量發(fā)生電量/Ahg-10.78消耗量消耗量/kgA-1a-111.8土壤中土壤中電流效率電流效率/%650.03mAcm-2發(fā)生電量發(fā)生電量/Ahg-10.53表6-7 鋅陽(yáng)極的性能 由于鋅陽(yáng)極本身含鐵量高，會(huì)造成陽(yáng)極表面溶解狀態(tài)不好，使得電流由于鋅陽(yáng)極本身含鐵量高，

17、會(huì)造成陽(yáng)極表面溶解狀態(tài)不好，使得電流效率降低。效率降低。20世紀(jì)世紀(jì)60年代后，我國(guó)研制出三元鋅合金陽(yáng)極，并制定出國(guó)家年代后，我國(guó)研制出三元鋅合金陽(yáng)極，并制定出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)GB4950-85。其化學(xué)成分和電化學(xué)性能見(jiàn)。其化學(xué)成分和電化學(xué)性能見(jiàn)表表78。 由于由于三元鋅陽(yáng)極的電化學(xué)性能優(yōu)越，具有性能穩(wěn)定、電流效率高、溶三元鋅陽(yáng)極的電化學(xué)性能優(yōu)越，具有性能穩(wěn)定、電流效率高、溶解性能好、有自動(dòng)調(diào)節(jié)陽(yáng)極電流的能力，因而被廣泛用于船舶、海底管線、解性能好、有自動(dòng)調(diào)節(jié)陽(yáng)極電流的能力，因而被廣泛用于船舶、海底管線、油艙、海水冷凝器及其它海上構(gòu)筑物油艙、海水冷凝器及其它海上構(gòu)筑物。其缺點(diǎn)是對(duì)雜質(zhì)（銅和鐵）較敏

18、感，。其缺點(diǎn)是對(duì)雜質(zhì)（銅和鐵）較敏感，有效電量小，實(shí)際消耗率大，使被保護(hù)體負(fù)荷較重，保護(hù)壽命短。有效電量小，實(shí)際消耗率大，使被保護(hù)體負(fù)荷較重，保護(hù)壽命短?；瘜W(xué)元素化學(xué)元素AlCd雜質(zhì)最大含量雜質(zhì)最大含量FeCuPbSiZn含量含量/% 0.30.50.050.120.0050.0050.0060.125余余量量項(xiàng)目項(xiàng)目開(kāi)路開(kāi)路電位電位/V（vs.SCE）工作工作電位電位/V（vs.SCE）理論發(fā)生理論發(fā)生電量電量/Ahg-1實(shí)際發(fā)生電量實(shí)際發(fā)生電量/ Ahg-1電流電流效率效率/%溶解溶解狀況狀況性能性能-1.05-1.09-1.00-1.050.820.7895腐蝕腐蝕產(chǎn)物產(chǎn)物容易容易脫落。

19、脫落。表面表面溶解溶解均勻均勻表68 Zn-A1-Cd系合金的化學(xué)成分及鋅犧牲陽(yáng)極的電化學(xué)性能2）鋁合金陽(yáng)極）鋁合金陽(yáng)極 鋁合金陽(yáng)極是在鋅陽(yáng)極的基礎(chǔ)上，為了開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)壽命陽(yáng)極而研制的。鋁合金陽(yáng)極是在鋅陽(yáng)極的基礎(chǔ)上，為了開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)壽命陽(yáng)極而研制的。自自20世紀(jì)世紀(jì)60年代開(kāi)始迅速發(fā)展。我國(guó)也形成三大系列，較常用的為年代開(kāi)始迅速發(fā)展。我國(guó)也形成三大系列，較常用的為Al-Zn-In系，其化學(xué)成分、電化學(xué)性能見(jiàn)系，其化學(xué)成分、電化學(xué)性能見(jiàn)表表79。 鋁合金陽(yáng)極的特點(diǎn)是鋁合金陽(yáng)極的特點(diǎn)是：理論發(fā)電量大，密度小，可以設(shè)計(jì)成長(zhǎng)壽命陽(yáng)理論發(fā)電量大，密度小，可以設(shè)計(jì)成長(zhǎng)壽命陽(yáng)極，重量輕，制造工藝簡(jiǎn)便，材料來(lái)源充

20、足，電化學(xué)性能優(yōu)良，有自動(dòng)調(diào)極，重量輕，制造工藝簡(jiǎn)便，材料來(lái)源充足，電化學(xué)性能優(yōu)良，有自動(dòng)調(diào)節(jié)電流和電位的作用，被廣泛應(yīng)用于海上采油設(shè)備、海底管線、船舶、海節(jié)電流和電位的作用，被廣泛應(yīng)用于海上采油設(shè)備、海底管線、船舶、海上構(gòu)筑物、濱海電廠的海水系統(tǒng)上構(gòu)筑物、濱海電廠的海水系統(tǒng)。鋁陽(yáng)極的電流效率一般比鋅陽(yáng)極低，活。鋁陽(yáng)極的電流效率一般比鋅陽(yáng)極低，活化起動(dòng)性能和溶解性能比鋅陽(yáng)極差，而且不適于高電阻率介質(zhì)?；饎?dòng)性能和溶解性能比鋅陽(yáng)極差，而且不適于高電阻率介質(zhì)。 目前，鋁合金陽(yáng)極的發(fā)展向著提高電流效率，改善溶解性能，目前，鋁合金陽(yáng)極的發(fā)展向著提高電流效率，改善溶解性能，適于高適于高電阻率介質(zhì)及高、低

21、溫海水環(huán)境方向發(fā)展電阻率介質(zhì)及高、低溫海水環(huán)境方向發(fā)展。例如，開(kāi)發(fā)研制出熱海水陽(yáng)極，。例如，開(kāi)發(fā)研制出熱海水陽(yáng)極，半咸水陽(yáng)極及海泥中鋁陽(yáng)極。為了使海上輸油管得到有效的保護(hù)，還開(kāi)發(fā)半咸水陽(yáng)極及海泥中鋁陽(yáng)極。為了使海上輸油管得到有效的保護(hù)，還開(kāi)發(fā)出手鐲式犧牲陽(yáng)極，使得鋁犧牲陽(yáng)極安裝更合理，發(fā)生電流盡可能滿足管出手鐲式犧牲陽(yáng)極，使得鋁犧牲陽(yáng)極安裝更合理，發(fā)生電流盡可能滿足管道要求，以滿足所需要的保護(hù)壽命。道要求，以滿足所需要的保護(hù)壽命。合金種類合金種類化 學(xué) 成 分/%AlInCdSnMgSiFeCuAlAl-Zn-In-Cd 2.54.50.0180.0500.0500.0200.80.16V0.

22、02余量余量Al-Zn-In-Sn2.25.20.0200.0450.0180.0350.80.160.02余量余量Al-Zn-Ir-Si5.57.50.025-0.0350.100.150.160.2余量余量Al-Zn-In-Sn-Mg2.54.00.0200.0500.0250.0750.501.000.130.160.02余量余量項(xiàng)目項(xiàng)目開(kāi)路電位開(kāi)路電位/V（vs.SCE）工作電位工作電位/V（vs.SCE）實(shí)際發(fā)生電實(shí)際發(fā)生電量量/ Ahg-1電流效率電流效率/%溶解狀況溶解狀況性能性能-1.05-1.09-1.00-1.050.7895腐蝕產(chǎn)物容易脫腐蝕產(chǎn)物容易脫落，表面溶解均落，表

23、面溶解均勻勻表6-9 Al-Zn-In系合金的化學(xué)成分Al-Zn-In電化學(xué)性能二、犧牲陽(yáng)極保護(hù)設(shè)計(jì) 犧牲陽(yáng)極保護(hù)的效果主要取決于犧牲陽(yáng)極材料及合理的保護(hù)設(shè)計(jì)，其基本步驟如下：1）收集設(shè)計(jì)參數(shù) 收集材質(zhì)、表面狀況、幾何形狀及有關(guān)環(huán)境資料；設(shè)定保護(hù)電流密度；了解保護(hù)面積及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；根據(jù)保護(hù)年限和所需保護(hù)電流計(jì)算犧牲陽(yáng)極的重量。2）選擇犧牲陽(yáng)極材料及規(guī)格 根據(jù)保護(hù)年限及要求，選擇犧牲陽(yáng)極材料（如鋅陽(yáng)極或鋁陽(yáng)極），根據(jù)安裝要求、結(jié)構(gòu)條件和保護(hù)電流，選擇犧牲陽(yáng)極的布設(shè)位置和間距，并確定陽(yáng)極的尺寸及規(guī)格。3）計(jì)算陽(yáng)極數(shù)量的驗(yàn)算 根據(jù)總的防蝕面積和防蝕電流，計(jì)算得陽(yáng)極重量和數(shù)量，并需再行驗(yàn)算。 犧牲陽(yáng)極陰

24、極保護(hù)設(shè)計(jì)施工工藝流程： 首先要基于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)壽命要求確定犧牲陽(yáng)極保護(hù)壽命tf (years)；結(jié)合實(shí)際情況及業(yè)主要求確定保護(hù)類型犧牲陽(yáng)極或外加電流；根據(jù)已有現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或前期試驗(yàn)確定設(shè)計(jì)保護(hù)電流密度ic和設(shè)計(jì)保護(hù)電位Ec；結(jié)合結(jié)構(gòu)圖紙計(jì)算被保護(hù)結(jié)構(gòu)及其附屬結(jié)構(gòu)的陰極保護(hù)面積Ac；計(jì)算所需保護(hù)電量Ma、陽(yáng)極選型及設(shè)計(jì)、用量確定、數(shù)量和使用壽命校核、陽(yáng)極生產(chǎn)、陽(yáng)極分布圖繪制、安裝及位置調(diào)整。2. 陽(yáng)極類型：2.1 Stand off 式：TYPE 1:597.4kg,2222pc;TYPE 2:601.9kg,425pc;陽(yáng)極監(jiān)測(cè)2.2 Flush mounted 嵌入式：2.3 B

25、racelet 鐲型：三、應(yīng)用舉例1海水管道 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及淡水資源的缺乏，利用海水作為冷卻水的發(fā)電廠已成為能源部門(mén)的發(fā)展方向。目前，我國(guó)已相繼建設(shè)了幾十座濱海電廠，因此，海水對(duì)輸水管道的腐蝕成為濱海電廠急需解決的問(wèn)題。由于海水的強(qiáng)腐蝕性和具體情況的不同，對(duì)于海水管道的防腐蝕需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及相應(yīng)設(shè)計(jì)。1）犧牲陽(yáng)極保護(hù)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作 在對(duì)電廠海水冷卻管道進(jìn)行陰極保護(hù)設(shè)計(jì)以前，需收集以下資料和數(shù)據(jù)。 （1）海水水溫、鹽度及其變化，以及含氧量與電阻率等。 （2）海水流速及海生物附著情況。 （3）管道材質(zhì)、表面狀況、幾何形狀、面積及結(jié)構(gòu)。 （4）涂層種類和狀況。 （5）設(shè)備的維修周期。2）

26、陰極保護(hù)設(shè)計(jì) 例如某濱海電廠處于亞熱帶，裝機(jī)容量為6600MW，冷卻水為一次性海水，管道由直徑3040mm，每節(jié)長(zhǎng)度6m的A3鋼管焊接而成。（1）設(shè)計(jì)參數(shù)（以每節(jié)長(zhǎng)度6m計(jì)） 海水管道內(nèi)徑：3000mm； 每節(jié)管道長(zhǎng)度：6m； 海水電阻率：30cm； 設(shè)計(jì)溫度：1032； 設(shè)計(jì)壽命：15a； 陽(yáng)極類型：長(zhǎng)條型支架陽(yáng)極； 陽(yáng)極化學(xué)成分：Al-Zn（2.5%4.5%）-In（0.03%0.04%）-Cd（0.0l%0.02%）； 陽(yáng)極在海水中的開(kāi)路電位：1.101.18V（VsAgAgCl）； 陽(yáng)極在海水中的工作電位：1.05V（vsAgAgCl）； 陽(yáng)極在海水中的電流效率：85%； 陽(yáng)極在海水中

27、的消耗率：3.8kgA-1a-1； 實(shí)際發(fā)電量：0.263Aakg-1； 陽(yáng)極在涂漆管道上的保護(hù)電流密度：30mAm-2； 保護(hù)電位變化范圍：0.850.95V（vsSCE）。（2）陽(yáng)極設(shè)計(jì) a保護(hù)面積：S3 m6 m56.52 m2； b總保護(hù)電流：IiS 30mA56.521695.6 mA； c根據(jù)保護(hù)年限15a，可計(jì)算所需陽(yáng)極總重量為： W= aI0.263113.8kg（0.85） d選用長(zhǎng)條狀陽(yáng)極（115+85）mm800mm80mm，則陽(yáng)極發(fā)生電流為IaE/R，這里鋁陽(yáng)極的E0.30V，依據(jù)公式，其中rC25.78，則R為0.180，計(jì)算Ia0.300.1801.67（A）。因?yàn)?/p>

28、IaI，則選用每塊18kg的陽(yáng)極，需要NGGl113.8186.36塊。（3）陽(yáng)極安裝 為了使電流分布均勻，采用對(duì)稱安裝方式，因每段管道長(zhǎng)6m，焊接處需適當(dāng)加強(qiáng)保護(hù)，故選定在每段管道水平中線兩側(cè)的中部和距兩管端1m處各放置一塊陽(yáng)極，整個(gè)管道內(nèi)的陽(yáng)極對(duì)稱排列。三、應(yīng)用舉例2船舶 某艦艇船體為碳鋼CT4焊接而成，涂六道瀝青系油漆，有推進(jìn)器3只，材料為錳青銅，舵板1只，進(jìn)塢周期為1.5a。1）浸水面積 艇殼水下面積：Sn341 m2； 推進(jìn)器表面積：Sd4.2 m2； 舵板表面積： Sp4.5 m2。2）保護(hù)參數(shù)選擇 艇殼保護(hù)電流密度：in4 mAm-2； 推進(jìn)器保護(hù)電流密度：id150 mAm-2

29、； 舵板保護(hù)電流密度：ip25 mAm-2。3）犧牲陽(yáng)極數(shù)量計(jì)算 船體水下各部位所需的保護(hù)電流值分別為： InSnin13864 mA； IdIdid630 mA； IpSpip112.5 mA。 采用鋅-鋁-鎘合金犧牲陽(yáng)極（250mm100mm35mm），每塊陽(yáng)極發(fā)生電流量為I發(fā)170 mA，則該艇各部位所需陽(yáng)極塊數(shù)分別為： 艇殼： InI發(fā)8.02，取8塊； 推進(jìn)器：IdI發(fā)3.71，取4塊； 舵： IpI發(fā)0.66，取l塊。6.4 外加電流陰極保護(hù)法一、外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)特點(diǎn) 外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)是將外設(shè)直流電源的負(fù)極接被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)，正極接安裝在金屬結(jié)構(gòu)防腐一側(cè)的外部并與其絕緣的輔助

30、陽(yáng)極。電路接通后，電流從輔助陽(yáng)極經(jīng)海水至金屬結(jié)構(gòu)形成回路，金屬結(jié)構(gòu)陰極極化得到保護(hù)。其特點(diǎn)為： （1）可隨外界條件（如海區(qū)、流速、溫度等）引起的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)電流，使被保護(hù)部分的電位控制在預(yù)置最佳保護(hù)電位范圍內(nèi)。 （2）保護(hù)周期長(zhǎng)，采用不溶性高效輔助陽(yáng)極，使用壽命可達(dá)1020a。 （3）輔助陽(yáng)極排流量大，作用半徑大，可以保護(hù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、面積較大的設(shè)備及港工建筑與地下管道等。二、外加電流保護(hù)系統(tǒng)的組成 外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)由輔助陽(yáng)極、參比電極、陽(yáng)極屏蔽層和直流電由輔助陽(yáng)極、參比電極、陽(yáng)極屏蔽層和直流電源等四部分組成源等四部分組成。1輔助陽(yáng)極材料輔助陽(yáng)極材料 在外加電流保護(hù)系統(tǒng)中與直流電源正極連接的外

31、設(shè)電極稱之為輔助陽(yáng)極，其作用是使電流從電極經(jīng)介質(zhì)到被保護(hù)體表面。輔助陽(yáng)極材料的電化學(xué)性能、機(jī)械性能、工藝性能及結(jié)構(gòu)形狀、大小、分布與安裝等對(duì)其壽命和保護(hù)效果都有影響。理想的陽(yáng)極材料應(yīng)具有下列性能： （1）導(dǎo)電性能好，陽(yáng)極極化小，表面電阻?。?（2）排流量大； （3）耐腐蝕，消耗量小，壽命長(zhǎng)； （4）材料應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，耐磨損，并耐沖擊和振動(dòng)； （5）機(jī)械加工性能好，易于加工成各種形狀； （6）材料易獲得，價(jià)格相對(duì)便宜。材料材料成分成分工作電流密工作電流密度度/Am-2損耗率損耗率/kgA-1a-1壽命壽命/a種類種類使用范圍使用范圍高硅鑄鐵高硅鑄鐵14.517%Si0.3%0.8%Mn0

32、.5%0.8%C551000.31.0性能硬，機(jī)性能硬，機(jī)械加工困難械加工困難海洋設(shè)施、海洋設(shè)施、淡水、地淡水、地下下石墨石墨10300.040.8性脆，強(qiáng)度性脆，強(qiáng)度低低海水、地海水、地下下鉛銀合金鉛銀合金2%3%Ag502500.16性能良好，性能良好，價(jià)格便宜價(jià)格便宜海水海水鉛銀微鉑鉛銀微鉑1%2%Ag鉛銀表面嵌鉑絲鉛銀表面嵌鉑絲60010000.01010性能良好，性能良好，輸出電流大，輸出電流大，價(jià)格便宜價(jià)格便宜海水海水鍍鉑鈦鍍鉑鈦鉑層度鉑層度2.510m50012500.00610-3610性能良好，性能良好，體積小，較體積小，較昂貴昂貴海水、淡海水、淡水、地下水、地下涂釕鈦涂釕鈦

33、鈦表面涂鈦表面涂二氧化釕二氧化釕10000.47610-34.5海水及其海水及其他介質(zhì)他介質(zhì)鉑鈮絲鉑鈮絲鉑鈮復(fù)合材料鉑鈮復(fù)合材料1000610-610性能較好，性能較好，價(jià)格高價(jià)格高海水海水鈦基鈦基/混合混合金屬氧化物金屬氧化物6003.610-68性能較好性能較好海水海水鉑銥合金鉑銥合金10%20%銥銥1800可忽略可忽略性能良好，性能良好，較昂貴較昂貴海水海水表610 輔助陽(yáng)極性能常用輔助陽(yáng)極材料的性 能示于表610。2參比電極 在外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)中，參比電極被用來(lái)測(cè)量被保護(hù)體的電位，并向控制系統(tǒng)傳遞信號(hào)，以便調(diào)節(jié)保護(hù)電流的大小，使結(jié)構(gòu)的電位處于給定范圍。 參比電極應(yīng)具有下列性能： （

34、1）在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，參比電極應(yīng)保持電位穩(wěn)定，重現(xiàn)性好； （2）參比電極應(yīng)允許通過(guò)微量電流，且不產(chǎn)生嚴(yán)重極化； （3）參比電極的使用壽命要長(zhǎng)； （4）受外界溫度及環(huán)境條件影響要小，溫度系數(shù)要小； （5）有一定的機(jī)械強(qiáng)度，耐海水沖刷，耐磨損，便于安裝。常用參比電極性能見(jiàn)表611。種種 類類電極電位電極電位/V（vs.SCE）鋼保護(hù)電鋼保護(hù)電位位/V（vs.SCE）生產(chǎn)生產(chǎn)工藝工藝穩(wěn)定性穩(wěn)定性極化性能極化性能壽命壽命a用途用途銀銀/氯化銀氯化銀0.00-0.80復(fù)雜復(fù)雜穩(wěn)定穩(wěn)定不易極化不易極化510用于海水中用于海水中外加電流設(shè)外加電流設(shè)備備銅銅/硫酸銅硫酸銅0.05-0.85簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單較穩(wěn)定較穩(wěn)定

35、不易極化不易極化23手提式，用手提式，用于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)鋅電極（純鋅電極（純鋅）鋅）-1.03+0.23簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單穩(wěn)定穩(wěn)定不易極化不易極化610用于海水中用于海水中外加電流系外加電流系統(tǒng)統(tǒng)表611 25海水中常用參比電極性能 參比電極電位與鋼的保護(hù)電位的關(guān)系是，無(wú)論采用何種參比電圾，對(duì)于鋼來(lái)說(shuō)，只要使鋼的自然腐蝕電位向負(fù)方向移動(dòng)200300mV，便為保護(hù)電位范圍。在表64中，已列出不同參比電極對(duì)鋼的保護(hù)電位值。 通過(guò)大量的試驗(yàn)得出下列結(jié)論，即在陰極保護(hù)系統(tǒng)中，將鋼的保護(hù)電位規(guī)定在以下的范圍內(nèi)保護(hù)效果為最佳，相對(duì)銀/氯化銀電極，鋼的保護(hù)范圍是0.801.00V；相對(duì)銅飽和硫酸銅電極，鋼的保護(hù)范

36、圍是0.851.05V；相對(duì)鋅參比電極，鋼的保護(hù)電位是+0.23+0.03V。如果鋼的保護(hù)電位不在以上范圍，則會(huì)發(fā)生欠保護(hù)或過(guò)保護(hù)現(xiàn)象。3陽(yáng)極屏蔽層陽(yáng)極屏蔽層 在外加電流系統(tǒng)工作時(shí)，從陽(yáng)極排出較大的電流，陽(yáng)極周圍被保護(hù)結(jié)構(gòu)的電位會(huì)很負(fù)，以致產(chǎn)生析氫現(xiàn)象，使附近的涂層破壞，降低保護(hù)效果。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，并擴(kuò)大電流的分布范圍，以確保陰極保護(hù)效果，需在輔助陽(yáng)極周圍涂裝絕緣屏蔽層。 一般對(duì)陽(yáng)極屏蔽材料的性能要求如下： （1）有較高的粘附性和韌性，能耐海水沖擊； （2）耐海水、耐堿、特別是耐氯氣性能好； （3）絕緣性能好； （4）使用壽命長(zhǎng)； （5）工藝性能好，施工簡(jiǎn)單，原料易得。 常用的陽(yáng)極屏蔽材

37、料有三類： （1）涂層：環(huán)氧瀝青系涂料、氯丁橡膠和玻璃鋼涂料； （2）薄板：聚四氟乙烯、聚氯乙烯和聚乙烯等薄板； （3）覆蓋絕緣層的金屬板。4供電電源供電電源 在外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)中所使用的供電電源有恒電位儀、整流器、直流發(fā)電在外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)中所使用的供電電源有恒電位儀、整流器、直流發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池等，比較常用的為恒電位儀。防腐工程中對(duì)于恒電位儀性能要求如機(jī)、太陽(yáng)能電池等，比較常用的為恒電位儀。防腐工程中對(duì)于恒電位儀性能要求如下：下： （1）根據(jù)參比電極提供的信號(hào)，能自動(dòng)調(diào)節(jié)保護(hù)電流，使被保護(hù)體始終處于預(yù)）根據(jù)參比電極提供的信號(hào)，能自動(dòng)調(diào)節(jié)保護(hù)電流，使被保護(hù)體始終處于預(yù)定保護(hù)電位范圍

38、內(nèi)；定保護(hù)電位范圍內(nèi)； （2）電位控制誤差）電位控制誤差0.01V； （3）給定電位范圍）給定電位范圍1.50V，0+1.5V，連續(xù)可調(diào)；，連續(xù)可調(diào)； （4）輸入阻抗）輸入阻抗1M； （5）紋波電壓不大于自定義輸出直流電壓的）紋波電壓不大于自定義輸出直流電壓的5%； （6）具有限流或過(guò)流保護(hù)裝置，過(guò)欠保護(hù)電位的顯示報(bào)警及斷電報(bào)警裝置；）具有限流或過(guò)流保護(hù)裝置，過(guò)欠保護(hù)電位的顯示報(bào)警及斷電報(bào)警裝置； （7）絕緣電阻（冷態(tài)），對(duì)標(biāo)稱電壓至）絕緣電阻（冷態(tài)），對(duì)標(biāo)稱電壓至60V的儀器，對(duì)地絕緣電阻不小于的儀器，對(duì)地絕緣電阻不小于10M，對(duì)標(biāo)稱電源電壓大于對(duì)標(biāo)稱電源電壓大于60V的儀器，對(duì)地絕緣電阻不

39、小于的儀器，對(duì)地絕緣電阻不小于100M； （8）穩(wěn)態(tài)時(shí)參數(shù)正常工作，瞬態(tài)時(shí)能可靠工作。）穩(wěn)態(tài)時(shí)參數(shù)正常工作，瞬態(tài)時(shí)能可靠工作。整流方式整流方式特點(diǎn)特點(diǎn)適用范圍適用范圍穩(wěn)穩(wěn) 定定 性性缺缺 點(diǎn)點(diǎn)可控硅可控硅體積小，重量輕，體積小，重量輕，輸出功率大，可靠輸出功率大，可靠性強(qiáng)性強(qiáng)船舶、管線及船舶、管線及平臺(tái)的保護(hù)平臺(tái)的保護(hù)穩(wěn)定性強(qiáng)，使穩(wěn)定性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)用壽命長(zhǎng)過(guò)載能力不強(qiáng)，過(guò)載能力不強(qiáng)，調(diào)試較麻煩，調(diào)試較麻煩，需加過(guò)流保護(hù)需加過(guò)流保護(hù)裝置裝置磁飽和磁飽和線路簡(jiǎn)單，過(guò)載能線路簡(jiǎn)單，過(guò)載能力強(qiáng)，便于維護(hù)力強(qiáng)，便于維護(hù)適用于各類陰適用于各類陰極保護(hù)系統(tǒng)極保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，使穩(wěn)定性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)用壽命長(zhǎng)

40、裝置笨重，工裝置笨重，工藝復(fù)雜藝復(fù)雜晶體管晶體管體積小，精度高，體積小，精度高，工作可靠，操作簡(jiǎn)工作可靠，操作簡(jiǎn)單單適用于小型船適用于小型船舶及較小規(guī)模舶及較小規(guī)模外加電流保護(hù)外加電流保護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)，使穩(wěn)定性強(qiáng)，使用壽命較長(zhǎng)用壽命較長(zhǎng)輸出功率低，輸出功率低，使用范圍受限使用范圍受限制制表表6-12 恒電位儀的種類及特點(diǎn)恒電位儀的種類及特點(diǎn)恒電位儀的種類及特點(diǎn)見(jiàn)表612。三、外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1. 保護(hù)參數(shù)的選擇保護(hù)參數(shù)的選擇 各種不同的金屬材料在海水中、有不同的腐蝕電位和保護(hù)電流密度，各種不同的金屬材料在海水中、有不同的腐蝕電位和保護(hù)電流密度，在陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中必須正確選擇這些參數(shù)。

41、不同的金屬或合金都有一定的在陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中必須正確選擇這些參數(shù)。不同的金屬或合金都有一定的保護(hù)電位范圍，對(duì)于港工設(shè)施和近海平臺(tái)、船舶等，其主要結(jié)構(gòu)材料是鋼，保護(hù)電位范圍，對(duì)于港工設(shè)施和近海平臺(tái)、船舶等，其主要結(jié)構(gòu)材料是鋼，在海水中的最佳保護(hù)范圍應(yīng)控制在在海水中的最佳保護(hù)范圍應(yīng)控制在0.801.00V（vsAgAgCl）。）。 保護(hù)電流密度的確定與鋼材本身的性質(zhì)及其他因素均有關(guān)系，如海水保護(hù)電流密度的確定與鋼材本身的性質(zhì)及其他因素均有關(guān)系，如海水狀況，地理?xiàng)l件和涂層情況等，因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。狀況，地理?xiàng)l件和涂層情況等，因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。2設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 （1）了解被陽(yáng)極保護(hù)部分的基

42、本設(shè)施參數(shù)和有關(guān)圖紙資料，如材質(zhì)、表）了解被陽(yáng)極保護(hù)部分的基本設(shè)施參數(shù)和有關(guān)圖紙資料，如材質(zhì)、表面狀況（涂層）、尺寸、水下面積、結(jié)構(gòu)電連接等。面狀況（涂層）、尺寸、水下面積、結(jié)構(gòu)電連接等。 （2）了解所在海區(qū)的環(huán)境條件及海水狀況、含氧量、濕度、鹽度、潮汐、）了解所在海區(qū)的環(huán)境條件及海水狀況、含氧量、濕度、鹽度、潮汐、電阻率和流速等，以便選擇合適電流密度。電阻率和流速等，以便選擇合適電流密度。 （3）根據(jù)各部分（或不同材質(zhì)）所要保護(hù)的面積和保護(hù)電流密度，計(jì)算）根據(jù)各部分（或不同材質(zhì)）所要保護(hù)的面積和保護(hù)電流密度，計(jì)算總的保護(hù)電流量?？偟谋Ｗo(hù)電流量。 （4）根據(jù)被保護(hù)物的結(jié)構(gòu)尺寸、保護(hù)年限和所需總

43、保護(hù)電流，選用適當(dāng)）根據(jù)被保護(hù)物的結(jié)構(gòu)尺寸、保護(hù)年限和所需總保護(hù)電流，選用適當(dāng)?shù)碾娫丛O(shè)備、輔助陽(yáng)極材料、結(jié)構(gòu)、尺寸和數(shù)量，以及參比電極的類型、的電源設(shè)備、輔助陽(yáng)極材料、結(jié)構(gòu)、尺寸和數(shù)量，以及參比電極的類型、結(jié)構(gòu)和數(shù)量。結(jié)構(gòu)和數(shù)量。 （5）根據(jù)被保護(hù)物的結(jié)構(gòu)情況和輔助陽(yáng)極的保護(hù)范圍，確定輔助陽(yáng)極和）根據(jù)被保護(hù)物的結(jié)構(gòu)情況和輔助陽(yáng)極的保護(hù)范圍，確定輔助陽(yáng)極和參比電極的布置。參比電極的布置。 （6）如果要涂刷陽(yáng)極屏蔽層，可根據(jù)海水電阻率與輔助陽(yáng)極最大排流量，）如果要涂刷陽(yáng)極屏蔽層，可根據(jù)海水電阻率與輔助陽(yáng)極最大排流量，結(jié)合實(shí)用要求，選用一定的屏蔽層材料并計(jì)算出陽(yáng)極屏尺寸。結(jié)合實(shí)用要求，選用一定的屏蔽

44、層材料并計(jì)算出陽(yáng)極屏尺寸。四、應(yīng)用舉例 1）保護(hù)面積 泵殼內(nèi)表面面積：40 m2； 葉輪表面積：15 m2； 泵軸保護(hù)面積：8m2。 2）保護(hù)參數(shù)選擇 葉輪的保護(hù)電流密度：0.6Am-2； 泵軸及泵殼的保護(hù)電流密度：0.2Am-2； 總電流為：18.6A。1. 循環(huán)水泵 某濱海電廠循環(huán)水泵為某濱海電廠循環(huán)水泵為4臺(tái)臺(tái)72LKXA-17.5型的立式混流泵，內(nèi)腔采用外型的立式混流泵，內(nèi)腔采用外加電流陰極保護(hù)方法，保護(hù)年限為加電流陰極保護(hù)方法，保護(hù)年限為10a。按照每臺(tái)水泵計(jì)算如下：。按照每臺(tái)水泵計(jì)算如下： 3）設(shè)計(jì) 輔助陽(yáng)極選用鍍鉑鈦圓盤(pán)狀陽(yáng)極5只，適用的工作電流密度為2.507.50Adm-2。

45、每個(gè)輔助陽(yáng)極表面積為100cm2，使用電流為3.72Adm-2，鉑層厚度為10m。 參比電極采用AgAgCl電極，每臺(tái)泵內(nèi)設(shè)置兩只。 恒電位儀采用24V36A可控硅型，每臺(tái)泵設(shè)置1臺(tái)。四、應(yīng)用舉例1. 循環(huán)水泵 某濱海電廠循環(huán)水泵為4臺(tái)72LKXA-17.5型的立式混流泵，內(nèi)腔采用外加電流陰極保護(hù)方法，保護(hù)年限為10a。按照每臺(tái)水泵計(jì)算如下：2海水熱交換器設(shè)備 沿海電廠、石化廠等海水冷卻系統(tǒng)的腐蝕比較嚴(yán)重，各種類型的海水熱交換器都采用陰極保護(hù)和涂層聯(lián)合保護(hù)的方法。 1）鋼冷卻器被保護(hù)面積 水室2個(gè)，面積為20m2；管線68mm，長(zhǎng)7.3m，共384根，因受保護(hù)面積限于管端長(zhǎng)度為14，則S142

46、0.203m2，則總面積約為78 m2。 2）保護(hù)電流密度 水室100 mAm-2；管內(nèi)50 mAm-2。 3）所需保護(hù)電流：5.9A 設(shè)計(jì)選用14V12A恒電位儀一臺(tái)，鉛銀合金輔助陽(yáng)極2只，鋅參比電極1只。四、應(yīng)用舉例6.5 陰極保護(hù)新進(jìn)展一、犧牲陽(yáng)極的發(fā)展 隨著陰極保護(hù)技術(shù)的普及，對(duì)于犧牲陽(yáng)極來(lái)說(shuō)，人們對(duì)此有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。目前，犧牲陽(yáng)極的實(shí)用配方已經(jīng)基本定型和標(biāo)準(zhǔn)化，但開(kāi)發(fā)高效、耐用、經(jīng)濟(jì)的犧牲陽(yáng)極則成為犧牲陽(yáng)極材料的發(fā)展方向，其中又以鋁合金陽(yáng)極的性能研究及開(kāi)發(fā)最為突出。 此外與熱油輸送管道保護(hù)有關(guān)的高溫陽(yáng)極也成為發(fā)展方向。在犧牲陽(yáng)極機(jī)理研究方面，對(duì)于鋁合金陽(yáng)極中銦、汞等元素的活化作用

47、機(jī)理，鋁基犧牲陽(yáng)極的溶解過(guò)程和負(fù)差異效應(yīng)，鋅陽(yáng)極晶間腐蝕的原因和對(duì)策以及探索用工業(yè)純?cè)洗娓呒冊(cè)现圃鞝奚?yáng)極等方面都有不同的進(jìn)展。 在生產(chǎn)工藝及成型方面，通過(guò)對(duì)鑄造過(guò)程中的熱處理及改變陽(yáng)極的常規(guī)形狀，以提高電化學(xué)效率及改變?cè)瓉?lái)單調(diào)的外形，滿足陰極保護(hù)多樣化的發(fā)展，如用于管線的手鐲式陽(yáng)極、用于保護(hù)管線的帶狀陽(yáng)極及小尺寸的棒狀陽(yáng)極等。二、外加電流陰極保護(hù)的發(fā)展 外加電流中使用的輔助陽(yáng)極材料，由最普遍的石墨外加電流中使用的輔助陽(yáng)極材料，由最普遍的石墨和高硅鑄鐵發(fā)展到鍍鉑鈦、鍍鉑鉭和鉛銀陽(yáng)極和高硅鑄鐵發(fā)展到鍍鉑鈦、鍍鉑鉭和鉛銀陽(yáng)極。最近。最近國(guó)內(nèi)外使用貴金屬包覆陽(yáng)極的趨勢(shì)在增大，如鉑鈮絲、國(guó)內(nèi)外使

48、用貴金屬包覆陽(yáng)極的趨勢(shì)在增大，如鉑鈮絲、鉑鉭絲等。鉑鉭絲等。此外，陽(yáng)極形式也發(fā)生了變化此外，陽(yáng)極形式也發(fā)生了變化，如，如LIDA陽(yáng)極，它們單個(gè)陽(yáng)極用導(dǎo)線連成一串，在析氯環(huán)境陽(yáng)極，它們單個(gè)陽(yáng)極用導(dǎo)線連成一串，在析氯環(huán)境（海水）或析氧（土壤或淡水）環(huán)境中使用。（海水）或析氧（土壤或淡水）環(huán)境中使用。 參比電極的精度及使用壽命關(guān)系到參比電參比電極的精度及使用壽命關(guān)系到參比電極的好壞，目前極的好壞，目前長(zhǎng)效參比電極（壽命長(zhǎng)效參比電極（壽命510年）的發(fā)展及高純鎂電極和鉬年）的發(fā)展及高純鎂電極和鉬氧化鉬電氧化鉬電極都得到了應(yīng)用極都得到了應(yīng)用。 在對(duì)混凝土鋼筋實(shí)施陰極保護(hù)時(shí)，可采用以下陽(yáng)極在對(duì)混凝土鋼筋實(shí)

49、施陰極保護(hù)時(shí)，可采用以下陽(yáng)極，其一是網(wǎng)狀輔助陽(yáng)極，其一是網(wǎng)狀輔助陽(yáng)極，即在金屬鈦網(wǎng)上涂以混合金屬氧化物。其二是導(dǎo)電混凝土，即用導(dǎo)電材料全即在金屬鈦網(wǎng)上涂以混合金屬氧化物。其二是導(dǎo)電混凝土，即用導(dǎo)電材料全部或部分代替混凝土中的骨料，依靠這些導(dǎo)電組分間緊密接觸而導(dǎo)電。其三部或部分代替混凝土中的骨料，依靠這些導(dǎo)電組分間緊密接觸而導(dǎo)電。其三是柔性陽(yáng)極，它可以改變普通輔助陽(yáng)極導(dǎo)電均勻性差，易受介質(zhì)電阻率影響是柔性陽(yáng)極，它可以改變普通輔助陽(yáng)極導(dǎo)電均勻性差，易受介質(zhì)電阻率影響的缺點(diǎn)，可在更復(fù)雜的場(chǎng)合下使用的缺點(diǎn)，可在更復(fù)雜的場(chǎng)合下使用。 三、陰極保護(hù)的發(fā)展方向 電化學(xué)陰極保護(hù)在海水及土壤環(huán)境中，如艦艇、鋼結(jié)

50、構(gòu)物、油氣輸送管道等方面基本上還采用經(jīng)典或半經(jīng)驗(yàn)性的設(shè)計(jì)方法，今后在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)技術(shù)等方面會(huì)有較大的發(fā)展。 1陰極保護(hù)工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)專家?guī)煜到y(tǒng) 采用計(jì)算機(jī)技術(shù)專門(mén)進(jìn)行陰極保護(hù)設(shè)計(jì)，分為常規(guī)法和現(xiàn)代法。 常規(guī)法是采用演習(xí)已久的陽(yáng)極計(jì)劃設(shè)計(jì)思想、歐姆定律和法拉第定律對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是有著近半個(gè)世紀(jì)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，仍是現(xiàn)階段通用的國(guó)際陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要手段。缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)思想單一，對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的發(fā)展態(tài)式無(wú)能為力。不能動(dòng)態(tài)地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)。 現(xiàn)代法是現(xiàn)代法是采用有限差分法、有效元法和邊界元法等數(shù)值分析方法對(duì)陰采用有限差分法、有效元法和邊界元法

51、等數(shù)值分析方法對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別是計(jì)算機(jī)計(jì)算：有著良好的應(yīng)用前景，缺點(diǎn)是極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別是計(jì)算機(jī)計(jì)算：有著良好的應(yīng)用前景，缺點(diǎn)是對(duì)邊界條件要求苛刻，邊界條件試驗(yàn)準(zhǔn)確性直接影響到設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，否則對(duì)邊界條件要求苛刻，邊界條件試驗(yàn)準(zhǔn)確性直接影響到設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，否則結(jié)果將具有很大的偏差。結(jié)果將具有很大的偏差。 無(wú)論是常規(guī)設(shè)計(jì)法還是現(xiàn)代設(shè)計(jì)法并不是矛盾對(duì)立的，而是相輔相成無(wú)論是常規(guī)設(shè)計(jì)法還是現(xiàn)代設(shè)計(jì)法并不是矛盾對(duì)立的，而是相輔相成的。的。只有將兩種方法有效的結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮各自的長(zhǎng)處，才能對(duì)陰極保護(hù)只有將兩種方法有效的結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮各自的長(zhǎng)處，才能對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，這也是今后的

52、發(fā)展方向系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，這也是今后的發(fā)展方向。 陰極保護(hù)專家?guī)煜到y(tǒng)是陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)管理的一個(gè)應(yīng)用方面陰極保護(hù)專家?guī)煜到y(tǒng)是陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)管理的一個(gè)應(yīng)用方面，它是基于知識(shí)庫(kù)和專家推理機(jī)制而發(fā)展的一個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)于不熟它是基于知識(shí)庫(kù)和專家推理機(jī)制而發(fā)展的一個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)于不熟悉陰極保護(hù)的人來(lái)說(shuō)非常有用，也是屬于腐蝕保護(hù)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理的悉陰極保護(hù)的人來(lái)說(shuō)非常有用，也是屬于腐蝕保護(hù)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理的應(yīng)用方面之一。應(yīng)用方面之一。 數(shù)據(jù)庫(kù)是腐蝕與防護(hù)學(xué)科的一個(gè)重要組成部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)是腐蝕與防護(hù)學(xué)科的一個(gè)重要組成部分，是幾年、幾十年的數(shù)，是幾年、幾十年的數(shù)據(jù)積累，在陰極保護(hù)設(shè)

53、計(jì)中占有重要的地位，隨著關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展，據(jù)積累，在陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中占有重要的地位，隨著關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)已脫離了冗余計(jì)算等繁瑣的過(guò)程，多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的編制已成數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)已脫離了冗余計(jì)算等繁瑣的過(guò)程，多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)的編制已成為當(dāng)今的時(shí)尚。為當(dāng)今的時(shí)尚。2. 陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中的數(shù)值計(jì)算方法陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中的數(shù)值計(jì)算方法1）傳統(tǒng)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)與數(shù)值技術(shù)的發(fā)展）傳統(tǒng)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)與數(shù)值技術(shù)的發(fā)展 在傳統(tǒng)的陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中，犧牲陽(yáng)極或外加電流系統(tǒng)的輔助陽(yáng)極在保護(hù)系在傳統(tǒng)的陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中，犧牲陽(yáng)極或外加電流系統(tǒng)的輔助陽(yáng)極在保護(hù)系統(tǒng)中的位置主要是根據(jù)工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，以直觀的方式確定的。統(tǒng)中的

54、位置主要是根據(jù)工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，以直觀的方式確定的。 對(duì)于簡(jiǎn)單的海洋結(jié)構(gòu)，直觀的設(shè)計(jì)是可以滿足設(shè)計(jì)要求的，但對(duì)于復(fù)雜的對(duì)于簡(jiǎn)單的海洋結(jié)構(gòu)，直觀的設(shè)計(jì)是可以滿足設(shè)計(jì)要求的，但對(duì)于復(fù)雜的深水平臺(tái)，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件上保護(hù)電位的分布不均勻，有些構(gòu)件深水平臺(tái)，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件上保護(hù)電位的分布不均勻，有些構(gòu)件可能形成過(guò)保護(hù)，析氫并破壞構(gòu)件表面涂層，對(duì)于高強(qiáng)度材料甚至造成氫脆。可能形成過(guò)保護(hù)，析氫并破壞構(gòu)件表面涂層，對(duì)于高強(qiáng)度材料甚至造成氫脆。同時(shí)，另一些構(gòu)件則可能由于保護(hù)不足而發(fā)生各種腐蝕。對(duì)于結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的深同時(shí)，另一些構(gòu)件則可能由于保護(hù)不足而發(fā)生各種腐蝕。對(duì)于結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的深水導(dǎo)管架，構(gòu)

55、件間的相互屏蔽作用比較嚴(yán)重，采用經(jīng)驗(yàn)方法更難使保護(hù)電流達(dá)水導(dǎo)管架，構(gòu)件間的相互屏蔽作用比較嚴(yán)重，采用經(jīng)驗(yàn)方法更難使保護(hù)電流達(dá)到均勻分布，特別是在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)處。到均勻分布，特別是在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)處。 在傳統(tǒng)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中，各種環(huán)境數(shù)據(jù)，如海水流速、水溫、溶解氧含量等參數(shù)，在設(shè)計(jì)中只能定性參考，不能實(shí)際應(yīng)用于陰極保護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算中去，這是造成傳統(tǒng)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)于保守的重要因素。陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中系統(tǒng)的電阻為RRa+ Rc + Rm，其中Ra是陽(yáng)極與海水間的電阻，可采用Dwight和Sunde方程計(jì)算；Rc是陰極與海水間的電阻；Rm為陰極與陽(yáng)極間的金屬電阻。傳統(tǒng)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中同時(shí)忽略了Rc和Rm，但有

56、明顯的跡象表明，海洋結(jié)構(gòu)中的Rc是應(yīng)該加以考慮的，在某些復(fù)雜節(jié)點(diǎn)處如導(dǎo)管、樁袖處Rc的值可能相當(dāng)高。 在環(huán)境惡劣的海域，傳統(tǒng)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)的海洋結(jié)構(gòu)保護(hù)明顯不足，例如在英國(guó)的北海油田進(jìn)行的一次海地管線調(diào)查表明，傳統(tǒng)的陰極保護(hù)設(shè)計(jì)不能使海地管線計(jì)劃到滿意的保護(hù)電位，與新的設(shè)計(jì)結(jié)果相差很大。新的設(shè)計(jì)使手鐲式犧牲陽(yáng)極的間隔從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的500m減至120m，而把原來(lái)的陽(yáng)極與陰極的面積比由1:632降至1:222，可見(jiàn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在惡劣海域的局限性。 由于開(kāi)發(fā)海域的逐漸加深及平臺(tái)結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，特別是深水張力腿式平臺(tái)，深達(dá)幾千英尺，使得深水平臺(tái)的造價(jià)大幅度增加，高達(dá)幾千萬(wàn)美元。對(duì)于一個(gè)使用壽命為2040a的平

57、臺(tái)，如果采用新的設(shè)計(jì)方法可節(jié)省39%的犧牲陽(yáng)極重量，對(duì)于一個(gè)大型深水平臺(tái)，如果采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，就意味著將有幾百噸鋁合金被白白浪費(fèi)了，并且由于過(guò)多使用犧牲陽(yáng)極而造成的平臺(tái)載荷增加會(huì)影響平臺(tái)穩(wěn)定性，從而使導(dǎo)管架設(shè)計(jì)強(qiáng)度增加，由此造成的浪費(fèi)也是很大的。 在過(guò)去十幾年中，隨著計(jì)算機(jī)的普及，應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)海洋結(jié)構(gòu)采用數(shù)值技術(shù)設(shè)計(jì)陰極保護(hù)系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展，這種趨勢(shì)和世界范圍內(nèi)在更深海域的石油鉆探和生產(chǎn)活動(dòng)有關(guān)，一些大型海洋結(jié)構(gòu)的尺寸和復(fù)雜性都達(dá)到了空前的程度，因此，就要求有一種更完美、更可靠的方法來(lái)設(shè)計(jì)海洋結(jié)構(gòu)的陰極保護(hù)系統(tǒng)。第六章 電化學(xué)保護(hù) 20世紀(jì)80年代初，美國(guó)首先將數(shù)值技術(shù)用于海洋采油平臺(tái)的電

58、位分布預(yù)測(cè)和陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中，并取得了很大成功。這充分顯示了數(shù)值技術(shù)在海洋平臺(tái)陰極保護(hù)電位分布場(chǎng)研究中的優(yōu)越性。 陰極保護(hù)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算其基本原理就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，預(yù)先確定各種陰極保護(hù)設(shè)計(jì)方案，然后進(jìn)行陰極保護(hù)電位分布場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算，求出在這個(gè)方案中的保護(hù)電位場(chǎng)，利用計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)功能進(jìn)行修改、調(diào)整及優(yōu)化。與傳統(tǒng)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)相比，數(shù)值技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是：第六章 電化學(xué)保護(hù) （1）平臺(tái)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中利用數(shù)值方法，可以同時(shí)進(jìn)行多種設(shè)計(jì)方案及其電位分布的預(yù)測(cè)，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免保護(hù)不足和過(guò)保護(hù)現(xiàn)象，如果給定迭代精度，也可以確定陽(yáng)極的合理布置方案，以確保電位場(chǎng)的均勻性；（2）根據(jù)電位分布及等位線圖

59、，可以預(yù)測(cè)腐蝕情況和進(jìn)行實(shí)時(shí)腐蝕速度檢測(cè)，從而改善對(duì)平臺(tái)保護(hù)系統(tǒng)的管理；（3）對(duì)各種環(huán)境參數(shù)及保護(hù)參數(shù)進(jìn)行綜合考慮，使設(shè)計(jì)方案最佳化，大幅度降低工程造價(jià)和減少犧牲陽(yáng)極用量；（4）由于采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間，使原來(lái)需要幾個(gè)星期的設(shè)計(jì)工作在很短時(shí)間內(nèi)完成，大大提高了工作效率。第六章 電化學(xué)保護(hù) 2）數(shù)值技術(shù)在海洋結(jié)構(gòu)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用）數(shù)值技術(shù)在海洋結(jié)構(gòu)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 一個(gè)復(fù)雜的海洋平臺(tái)陰極保護(hù)所形成的電位場(chǎng)是與許多空間不對(duì)稱的一個(gè)復(fù)雜的海洋平臺(tái)陰極保護(hù)所形成的電位場(chǎng)是與許多空間不對(duì)稱的陽(yáng)極陽(yáng)極-陰極位置有關(guān)的，他們互相干擾，互相評(píng)比，陰極的極化行為受到海陰極位置有關(guān)的，他們

60、互相干擾，互相評(píng)比，陰極的極化行為受到海水電阻率、流速、溶解氧含量、表面狀態(tài)及陰極極化史的影響，這么多影水電阻率、流速、溶解氧含量、表面狀態(tài)及陰極極化史的影響，這么多影響因素的綜合作用，只有采用數(shù)值技術(shù)才能較好地加以考慮。響因素的綜合作用，只有采用數(shù)值技術(shù)才能較好地加以考慮。數(shù)值技術(shù)根據(jù)能量守恒原理來(lái)確定電位場(chǎng)中電位的強(qiáng)度及分布，采用適當(dāng)數(shù)值技術(shù)根據(jù)能量守恒原理來(lái)確定電位場(chǎng)中電位的強(qiáng)度及分布，采用適當(dāng)?shù)哪芰科胶饽Ｐ秃瓦吔鐥l件，計(jì)算整個(gè)數(shù)值模型中能量最小條件下的電位的能量平衡模型和邊界條件，計(jì)算整個(gè)數(shù)值模型中能量最小條件下的電位梯度和每個(gè)元素中維持這個(gè)最小能量平衡所需要的電流，這就是數(shù)值技術(shù)梯度