
外加電流陰極保護系統(tǒng)的設(shè)計通?;谛陆Y(jié)構(gòu)或現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的實際情況,在參數(shù)選擇和設(shè)計計算中,只要與管道本身的參數(shù)一致,設(shè)計通常是成功。隨著時間的延長,結(jié)構(gòu)上的防腐層逐漸老化,損傷擴大,這增加了所需的陰極保護電流,降低了有效保護范圍。
在外加電流陰極保護系統(tǒng)設(shè)計中,輔助陽極的設(shè)計壽命應(yīng)與受保護結(jié)構(gòu)相匹配。各種結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮輔助陽極的可更換性。對于埋地管道的外加電流陰極保護,其輔助陽極的使用壽命一般不低于20年。
輔助陽極的使用壽命是保證外加電流陰極保護系統(tǒng)有效運行的關(guān)鍵。輔助陽極故障將中斷陰極保護系統(tǒng)。對于可更換輔助陽極系統(tǒng),如船舶或其他工業(yè)設(shè)備中的輔助陽極系統(tǒng),從經(jīng)濟角度考慮,無需選擇昂貴且壽命長的陽極。
在外加電流陰極保護的設(shè)計中,應(yīng)充分注意保護系統(tǒng)與外部金屬結(jié)構(gòu)之間的干擾,以及外部信號對保護系統(tǒng)的干擾。受保護的金屬結(jié)構(gòu)周圍通常有其他金屬結(jié)構(gòu),例如埋地管道周圍的金屬結(jié)構(gòu)。
另一方面,埋地管道周圍的致密金屬結(jié)構(gòu)存在于陰極保護電場中,不可避免地會改變電場電力線的分布,對埋地管道的陰極保護產(chǎn)生屏蔽作用。在嚴(yán)重情況下,可能會在受保護結(jié)構(gòu)上形成陰極保護死角。這會導(dǎo)致保護不足,甚至陰極保護失效。同時,也導(dǎo)致陰極保護系統(tǒng)運行成本的增加。
直流輸變電系統(tǒng)、直流電氣化鐵路、相鄰?fù)獠繕?gòu)筑物陰極保護系統(tǒng)或其他直流電源影響范圍內(nèi)的埋地金屬結(jié)構(gòu)容易受到雜散電流干擾造成的腐蝕破壞,導(dǎo)致被保護對象的快速電解腐蝕,并對其陰極保護系統(tǒng)造成嚴(yán)重干擾損壞。
為了實施陰極保護并獲得良好的保護效果,被保護系統(tǒng)必須滿足一些基本條件。
?、?環(huán)境介質(zhì)必須是電解質(zhì)系統(tǒng)。受保護金屬結(jié)構(gòu)的環(huán)境介質(zhì)必須是電解質(zhì)系統(tǒng)。首先,輔助陽極可以通過點導(dǎo)通將電流傳輸?shù)绞鼙Wo結(jié)構(gòu)的表面。二是確保陰極/電解質(zhì)界面和陽極/電解質(zhì)界面能夠發(fā)生必要的電化學(xué)反應(yīng),并通過氧化還原反應(yīng)的平衡實現(xiàn)有效的保護。
?、?受保護金屬結(jié)構(gòu)的電氣連續(xù)性。對于任何陰極保護系統(tǒng),確保受保護金屬結(jié)構(gòu)具有良好的電氣連續(xù)性是一個基本和必要的條件。
?、?受保護金屬結(jié)構(gòu)的表面應(yīng)具有高質(zhì)量的防腐涂層。與裸金屬結(jié)構(gòu)相比,具有防腐涂層的結(jié)構(gòu)所需的保護電流密度降低了數(shù)千倍。國內(nèi)外陰極保護實踐證明,各種標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了腐蝕控制好的方案,即應(yīng)采用防腐涂層與陰極保護相結(jié)合的聯(lián)合保護方案。