陰極保護(hù)是基于電化學(xué)腐蝕原理的一種防腐蝕手段。美國腐蝕工程師協(xié)會（NACE）對陰極保護(hù)的定義是：通過施加外加的電動勢把電極的腐蝕電位移向氧化性較低的電位而使腐蝕速率降低。犧牲陽極陰極保護(hù)就是在金屬構(gòu)筑物上連接或焊接電位較負(fù)的金屬,如鋁、鋅或鎂。陽極材料不斷消耗,釋放出的電流供給被保護(hù)金屬構(gòu)筑物而陰極極化，從而實現(xiàn)保護(hù)。外加電流陰極保護(hù)是通過外加直流電源向被保護(hù)金屬通以陰極電流，使之陰極極化。該方式主要用于保護(hù)大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結(jié)構(gòu)。
保護(hù)原理 ： 金屬—電解質(zhì)溶解腐蝕體系受到陰極極化時，電位負(fù)移，金屬陽極氧化反應(yīng)過電位ηa 減小，反應(yīng)速度減小，因而金屬腐蝕速度減小，稱為陰極保護(hù)效應(yīng)。利用陰極保護(hù)效應(yīng)減輕金屬設(shè)備腐蝕的防護(hù)方法叫做陰極保護(hù)。
由外電路向金屬通入電子，以供去極化劑還原反應(yīng)所需，從而使金屬氧化反應(yīng)(失電子反應(yīng))受到抑制。當(dāng)金屬氧化反應(yīng)速度降低到零時，金屬表面只發(fā)生去極化劑陰極反應(yīng)。
保護(hù)電位是指陰極保護(hù)時使金屬腐蝕停止（或可忽略）時所需的電位。實踐中，鋼鐵的保護(hù)電位常取-0.85V（CSE），也就是說，當(dāng)金屬處于比-0.85V（CSE）更負(fù)的電位時，該金屬就受到了保護(hù)，腐蝕可以忽略。
陰極保護(hù)是一種控制鋼質(zhì)儲罐和管道腐蝕的有效方法，它有效彌補(bǔ)了涂層缺陷而引起的腐蝕，能大大延長儲罐和管道的使用壽命。根據(jù)美國一家陰極保護(hù)工程公司提供的資料，從經(jīng)濟(jì)上考慮，陰極保護(hù)是鋼質(zhì)儲罐防腐蝕最經(jīng)濟(jì)的手段之一。
網(wǎng)狀陽極陰極保護(hù)方法：
網(wǎng)狀陽極陰極保護(hù)方法是目前國際上流行且成熟的針對新建儲罐罐底外壁的一種有效的陰極保護(hù)新方法，在國際和國內(nèi)都得到了廣泛應(yīng)用。網(wǎng)狀陽極是混合金屬氧化物帶狀陽極與鈦金屬連接片交叉焊接組成的外加電流陰極保護(hù)輔助陽極。陽極網(wǎng)預(yù)鋪設(shè)在儲罐基礎(chǔ)中，為儲罐底板提供保護(hù)電流。
網(wǎng)狀陽極保護(hù)系統(tǒng)較其它陰極保護(hù)方法具有如下優(yōu)點：
1) 電流分布均勻，輸出可調(diào)，保證儲罐充分保護(hù)。
2) 基本不產(chǎn)生雜散電流，不會對其它結(jié)構(gòu)造成腐蝕干擾。
3) 不需回填料，安裝簡單，質(zhì)量容易保證。
4) 儲罐與管道之間不需要絕緣，不需對電氣以及防雷接地系統(tǒng)作任何改造。
5) 不易受今后工程施工的損壞，使用壽命長。
6) 埋設(shè)深度淺，尤其適宜回填層比較薄的建在巖石上的儲罐。
7) 性價比高，造價僅為目前鎂帶犧牲陽極的1倍；雖然長期由恒電位儀提供電流，但其可靠性，壽命和綜合經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)高于犧牲陽極。
深井陽極陰極保護(hù)：
深井陽極陰極保護(hù)是近年來興起的一種陰極保護(hù)方法，采用的陽極與淺埋基本相同，但施工較淺埋陽極復(fù)雜得多，且一次性投資比較高，調(diào)試比較麻煩�，F(xiàn)場是否適合采用深井保護(hù)還需考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況、地層結(jié)構(gòu)以及周圍金屬構(gòu)筑物的分布情況。但從其保護(hù)效果及投資來說，推薦在需要對整個大型罐區(qū)和埋地管網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)時采用。深井陽極也可用于保護(hù)長輸管道，但由于現(xiàn)場施工復(fù)雜等原因，一般很少采用。
埋地鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù) ：
埋地金屬構(gòu)筑物的種類繁多，包括輸送各種流體的金屬管道、管網(wǎng)，也包括各種各樣的金屬儲罐，以及各種避雷接地裝置（網(wǎng)）等等。這些金屬構(gòu)筑物直接或通過防腐層間接與土壤接觸。土壤是由固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三相物質(zhì)所組成的復(fù)雜的混合體系，它的結(jié)構(gòu)、成分以及其它環(huán)境因素的相互作用，使得土壤腐蝕性比其他介質(zhì)更為復(fù)雜。土壤酸堿性、細(xì)菌類型及含量、無機(jī)鹽離子類型及含量、雜散電流大小及方向等是影響其腐蝕性能的重要因素，有時土壤的這種腐蝕是很嚴(yán)重的�？傮w上講，土壤腐蝕會不同程度降低金屬構(gòu)筑物的使用壽命。而且，由于不同條件下金屬構(gòu)筑物會發(fā)生不均勻腐蝕，對管道而言會造成局部穿孔，更是大大影響了整條管道的使用壽命。因此對埋地金屬構(gòu)筑物進(jìn)行有效的保護(hù)是十分必要的，現(xiàn)有解決方案一般采用外涂層與陰極保護(hù)聯(lián)合使用的方法。陰極保護(hù)分為犧牲陽極保護(hù)和強(qiáng)制電流保護(hù)兩種方法，以下對兩種方法分別進(jìn)行介紹。
1、犧牲陽極法
犧牲陽極法是用一種電位比所要保護(hù)的金屬還要負(fù)的金屬或合金與被保護(hù)的金屬電性連接在一起，依靠電位比較負(fù)的金屬不斷地腐蝕溶解所產(chǎn)生的電流來保護(hù)其它金屬的方法。
在被保護(hù)金屬與犧牲陽極所形成的大地電池中，被保護(hù)金屬體為陰極，犧牲陽極的電位往往負(fù)于被保護(hù)金屬體的電位，在保護(hù)電池中是陽極，被腐蝕消耗，故此稱之為“犧牲”陽極。通常用作犧牲陽極的材料有鎂和鎂合金、鋅合金、鋁合金等。鎂陽極適用于淡水和土壤電阻率較高的土壤中，鋅陽極大多用于土壤電阻率較低的土壤和海水中，鋁陽極主要應(yīng)用在海水、海泥以及原油儲罐污水介質(zhì)中。
犧牲陽極保護(hù)法的主要特點是：
(1) 適用范圍廣，尤其是中短距離和復(fù)雜的管網(wǎng)
(2) 陽極輸出電流小，發(fā)生陰極剝離的可能性小
(3) 隨管道安裝一起施工時，工程量較小
(4) 運(yùn)行期間，維護(hù)工作簡單。
(5) 陽極輸出電流不能調(diào)節(jié)，可控性較小。
套管中管道的陰極保護(hù) ：
當(dāng)管道穿越公路、鐵路時，需要加鋼質(zhì)套管。為了保證套管中管道在設(shè)計壽命年限之內(nèi)不受腐蝕，必須采用鐲式鋅陽或鋅帶極進(jìn)行陰極保護(hù)。
犧牲陽極 ：在腐蝕介質(zhì)中，當(dāng)犧牲陽極與保護(hù)體形成電性連接后，靠陽極自身的溶解提供陰極保護(hù)電流，作為犧牲陽極的材料一般具備以下幾個條件：
（1）具有足夠負(fù)的電位，且很穩(wěn)定。
（2）工作中陽極極化率小，溶解均勻，產(chǎn)物可自動脫落。
（3） 有較高的電流效率。
（4） 電化學(xué)當(dāng)量高。
（5）腐蝕產(chǎn)物無毒，不污染環(huán)境。
（6） 價格便宜，來源方便。
目前較常用的犧牲陽極材料有鋅基、鋁基和鎂基合金陽極，其材料成分和電化學(xué)性能不同，應(yīng)用環(huán)境也有所不同。
2、強(qiáng)制電流保護(hù)法
強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)又稱為外加電流系統(tǒng)，是在被保護(hù)結(jié)構(gòu)周圍同一電解質(zhì)環(huán)境中埋設(shè)輔助陽極，通過直流電源以輔助陽極為陽極，以被保護(hù)結(jié)構(gòu)為陰極，構(gòu)成供電回路，將直流電通向被保護(hù)的金屬，使被保護(hù)金屬強(qiáng)制變成陰極以實施陰極保護(hù)。 強(qiáng)制電流保護(hù)法的主要設(shè)備有，恒電位儀、輔助陽極、參比電極。
強(qiáng)制電流保護(hù)法的主要特點是：
(1) 適用于長輸管線和區(qū)域性管網(wǎng)的保護(hù)
(2) 輸出電流大，一次性投資相對較小
(3) 安裝工程量較小，可對舊管道補(bǔ)加陰極保護(hù)
(4) 運(yùn)行期間需要專業(yè)人員維護(hù)
(5) 容易實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動化監(jiān)控
陰極保護(hù)行業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展已日趨成熟，隨著行業(yè)及國家標(biāo)準(zhǔn)的日趨完善，陰極保護(hù)專業(yè)技術(shù)與實際性能也越來越被長輸管線、及儲油罐大型項目的投資者所青睞，過去投資過的項目通過幾年的檢測與評估確實達(dá)到了良好的效果。
參考文獻(xiàn)：《陰極保護(hù)工程手冊》
