阴极保护系统简介
腐蚀防护是一个永无止境的过程。在与船体、水下管道和储罐等重要金属结构的腐蚀作斗争时，企业需要依靠阴极保护系统。这样做可以帮助您延长金属资产的使用寿命，避免腐蚀造成的故障。本文将介绍阴极保护的基本知识。
阴极保护系统将一块金属与另一块金属连接起来，使自由电子远离需要保护的金属。例如，当需要保护钢质管道免受腐蚀时，可将其与锌或镁等金属连接，并施加电流。
钢管成为阴极，另一块金属作为阳极。在电池中，正极称为阴极，负极称为阳极。自由电子从阴极管道移动，腐蚀阳极。这样，阳极就牺牲了自己来防止管道被腐蚀。牺牲阳极会发生氧化，氧化是由电子损失引起的。
阴极保护系统（CP 系统）对基础设施的长期维护至关重要，因为它能积极防止关键基础设施腐蚀，从而最大限度地减少维修或更换次数。通过这种方式，阴极保护系统可以避免提前更换，减少维护和维修需求，从而降低金属资产的总拥有成本。
阴极保护系统的类型
用于腐蚀控制的阴极保护系统主要有两种：电镀（牺牲）阳极和冲击电流阴极保护系统。
电镀阳极 保护： 在基于电化阳极保护的防腐蚀系统中，牺牲阳极和需要保护的金属之间会形成回路。使用电流阴极保护系统时，腐蚀发生在阳极而不是金属结构上。
冲击电流阴极保护： 当标准的电镀阳极保护不足时，您可以安装一个冲击电流系统来保护您的建筑物。它使用电源（整流器）从阳极产生电流。该系统将电源中的交流电 (AC) 整流为直流电 (DC)，从而强调了交流电缓解的必要性。
电镀阳极系统是被动系统，而冲击电流系统是主动系统。冲击电流系统的一个好处是可以调节功率大小，从而保护更大的金属表面区域。
一般来说，电击电流系统比电化学阴极保护系统更有效率，因为您可以利用大量的电能保护更大的结构。您可以控制电量，以应对环境的波动变化。另一方面，安装电镀阳极系统更容易，它更适用于不需要施加强电流的情况。
用于阴极保护的材料
阴极保护系统常用的材料包括镁、锌和铝。
在保护土壤或淡水中的金属时，公司倾向于使用镁，因为这些地方不需要高电流。你会看到镁阳极被用于保护热水器、储水箱和地下管道。
锌可用于海底保护，如保护水下管道和船体。
由于铝非常适合用作牺牲阳极，因此常用于保护淡水下的结构，如河流或湖泊中的结构。
设计和安装阴极保护系统
阴极保护系统设计的主要考虑因素是什么？首先，要知道设计是根据特定的环境条件和基础设施类型量身定制的。因素包括土壤类型和土壤电阻率大小。理想情况下，您会有一份埋设管道的泄漏记录清单，以说明需要阴极保护的迫切程度。
设计人员和安装人员还必须考虑管道或其他金属结构的位置，以便日后进出。是否需要电源也会影响系统的设计和安装。
在安装过程中，必须进行现场评估并确定系统的配置方式。因此，您将根据结构（如管道）是埋在土壤中还是在水下（如船体）来选择阳极的金属。
由于感应电流系统（ICCP 系统）需要电源，因此在设计系统时需要考虑到定期维护和修理的需要。
另一个需要解决的问题是对环境的影响。锌易于回收，对环境的影响很小。铝阳极也可以回收利用，对环境的影响不大。不过，镁阳极在减轻腐蚀的过程中会产生氢气，因此对环境的管理会更多一些。
请牢记在安装阴极保护系统时可能面临的挑战，包括来自铁路或电线等的电气干扰，它们可能会干扰您设计的腐蚀保护系统。
在复杂的系统中，您可能会发现电流的不规则分布是一项重大挑战，因为您希望将电流均匀地施加到需要保护的整个结构上。如果结构埋在高阻力的土壤中，阻力就会扰乱引入系统的电流。
地下储罐和管道的阴极保护
阴极保护对地下储油罐和管道至关重要。这些类型的结构较难进行日常评估、维护和修理。您需要一套能够持续可靠地防止地下管道或储罐发生地下腐蚀的系统。
此外，阴极保护设计人员还必须认识到周围的基础设施，例如在电厂中埋有大量管道、铜接地网和钢筋混凝土系统。这些都是需要定制地下应用的条件示例。
从下水道到雨水渠和铁质管道等地下堵塞物的存在，都要求防止地下腐蚀，因为阴极保护测试人员进入地下环境进行评估和维修更具挑战性。
阴极保护系统的维护要求包括持续检查和测试以及定期调整，以便在部件磨损和退化的情况下，尤其是在不断变化的环境条件下，保持所需的保护水平。在考虑石油钻井平台或水下管道或码头等海底结构时，水的盐度可能是造成腐蚀的主要因素。
阴极保护的成本分析和供应商考虑因素
阴极保护系统的成本因系统类型和规模等因素而异。结构的复杂性也会增加阴极保护的成本。如果使用的是深水结构（如海洋管道），则要考虑到在如此恶劣和偏远的环境中运输和支持安装及维护人员的额外成本。
在安装之前，您还必须计算系统对环境的影响。
在准备部署冲击电流阴极保护系统时，不仅要考虑到安装电源的成本，还要考虑到处理外部电源所产生的维护和维修成本（与不需要电源的被动电镀阳极系统相比）。然后，还要确定系统的使用寿命以及随之而来的所有维护和潜在维修成本。
选择阴极保护供应商时应考虑哪些因素？
最好与在阴极保护系统方面有良好合作记录的供应商合作。这就强调了尽职调查和阅读可信、客观来源的评论的重要性。该供应商在专业知识和可靠性方面是否有良好的声誉？各组织是否尊重该供应商的服务水平和响应能力？
实时腐蚀监测和阴极保护
实时腐蚀监测可让您实时了解设备在腐蚀环境中的工作情况，从而增强阴极保护系统的功能。您希望避免因无法清楚了解金属结构的状况而产生的巨额维修或更换费用。
用于实时腐蚀监测的技术包括耦合剂曝光器（相当简单的设备）和数据记录器，维护和检查团队可以随身携带。更复杂的系统通常部署在难以进入的复杂环境中，包括远程数据访问内置监控系统，无论是管道、存储容器还是水下钻井平台。
将腐蚀监测系统与阴极保护系统集成在一起是非常有益的，因为这样可以实现积极主动的腐蚀管理，而不仅仅是在问题出现并已造成重大损失时才做出反应。
主要收获
阴极保护系统可保护海底和地下管道、储罐和船舶等宝贵的基础设施免受腐蚀。为了保护这些宝贵的金属结构，设施所有者和运营商将阴极保护作为防腐蚀战略的关键组成部分。
SMARTCORR® 专家提供最先进的阴极保护系统，帮助企业保护其基础设施免受腐蚀。我们的产品将钢材与另一块需要保护的金属连接起来，使自由电子远离钢材，转而腐蚀牺牲阳极。它们与阴极保护接线盒集成在一起，接线盒可连接 CP 组件，使维护和检测人员能够进入系统。
我们还提供可靠的锈蚀监测系统，让您可以放心，因为您知道自己有一个积极主动的解决方案，而不仅仅是对锈蚀问题做出反应。该系统可提供可行的数据，告知您何时进行检查、维护和修理，以延长金属结构的使用寿命。