淺談陰極保護在電力工程的應用
應用技術
作者：安運濤 顏培龍
[摘 要]金屬腐蝕引起的事故，是電力行業安全生產運行的大敵。陰極保護技術是在電力係統中防止接地網腐蝕事故的有效措施之一。本文講述了陰極保防腐技術的原理和常用的兩種方法；發電廠與變電所接地裝置陰極保護的成功應用，顯示了其良好的經濟技術性，值得推廣。
[關鍵詞]陰極保護；防腐；金屬；應用；電力行業
中圖分類號：TM 862 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）35-0280-01
前言：隨著改革開放的深化與國民經濟的飛速發展，電能需求量越來越大。在目前電力行業電子設備應用越來越多和電力設備需要安全穩定運行的情況下，發電廠和電網的安全生產運行與反事故顯得非常重要。在發電廠和變電所中，接地網的可靠性將很大程度的影響其安全穩定的可靠性。然而，作為長期埋入地下的接地裝置，受其地質環境因素的影響，接地裝置的防腐將至關重要。接地裝置在長期埋入地下、浸入水中或在有腐蝕性的土壤中時，這些接地網金屬將存在著嚴重的腐蝕隱患。如果防護措施不力，會造成接地電阻的升高，將會直接影響到電力係統的安全運行。電力設備的金屬腐蝕，是各種金屬材料在環境作用下，發生的破壞和變質。金屬腐蝕是金屬受物理、化學（氧化、酸堿鹽等）、電化學（腐蝕電池）等多種形式聯合作用的結果。
1、金屬被腐蝕的原因
發電廠、變配電所電力金屬設備的水腐蝕，指自然界中存在的水（如海水、江河水、雨水、地下水等）對金屬構件和設備產生的腐蝕作用。這些水，大部分為近中性介質，其腐蝕過程的去極化劑為溶解氧。在某些受汙染的或含有H多水介質中，還會發生H+還原的過程。在水介質中，除了發生一般的電化學腐蝕外，某些條件下（如厭氧環境）也會發生微生物腐蝕。作為腐蝕環境，土壤和水、大氣兩個環境不同，土壤是由固相、氣相和液相三相構成的、不均一多相體係，其影響因素很多，相互關係複雜，至今還沒有一種評價土壤腐蝕性的完善方法。
1.1 電化學的原因
發電廠、變配電所接地裝置與電力金屬設備在土壤環境中的腐蝕，屬電化學範疇。由於金屬的晶粒不均勻性、晶間缺陷等造成其化學不均勻性；同時，土壤本身物化性質也是不均勻的。因此，在金屬與土壤相界麵上會產生多個腐蝕原電池，局部陽極為鐵的溶解反應。在天然土壤中，金屬腐蝕是不可避免的。但采取適當的保護措施，可以對其進行有效的控製，使埋地金屬延緩腐蝕，延長其使用壽命。目前接地裝置的防護，主要采用鋼材鍍鋅、鍍銅保護的做法。而在工程實際中，鍍鋅、鍍銅層不可避免的在施工製作、搬運、焊接、回填過程遭受各類破壞，鍍鋅、鍍銅層會很快被腐蝕掉，失去保護效果，同時加速接地裝置的腐蝕。
1.2 防腐的原因
當陰極保護與覆蓋層配合使用時，正好在覆蓋層破損處接通陰極電流，使表麵陰極極化，防止了腐蝕，而在大部分範圍內，由於覆蓋層良好的絕緣性能，大大減少了陰極保護所需的電流。相對埋地儲罐與管道，從某種意義上講，沒有良好的覆蓋層質量，就沒有良好的陰極保護，兩者是互相影響的。
2、金屬陰極保護防腐的技術與方法
金屬陰極保護，就是利用腐蝕電池的原理，將需要被保護的金屬結構作為陰極，通過陽極向陰極不間斷地提供電子，首先使結構極化，進而在結構表麵富集電子，使其不易產生離子，因而大大地減緩了結構的腐蝕速度。
2.1 金屬陰極保護防腐的原理
傳統的金屬防腐方法主要是：隔離防腐，即是將金屬與腐蝕介質隔離。具體的措施有：使用塗料、敷層、電鍍等。不足的地方是，腐蝕難避免，且工作量大，保持時間相對短，具體物體受體積、形狀限製；選用耐腐蝕金屬，如不鏽鋼、銅、等。不足之處是，價格昂貴，所用貴金屬資源相對短缺；或在可能的情況下，用其他材料如塑料、玻璃鋼等，但這又不完全能適用於各種情況。另外，由於腐蝕環境幾乎無處不在，腐蝕的形式也多種多樣，一般的防腐措施往往不能有效地控製金屬的腐蝕，尤其是電化學腐蝕。現實生產生活中，許多發電廠的鋼質構架、接地裝置，輸電線路鐵塔，各種水中或埋地的油氣水管道、儲罐，許多存放電解質的容器、化工管道設備、船舶等等，都是由於金屬腐蝕（主要是電化學腐蝕即孔蝕）而發生損壞與泄漏的。為此，抑製金屬的電化學腐蝕，應用金屬陰極保護防腐，便成為一項急切可行的技術。