陰極保護在冷卻水系統中的應用

早在第一次世界大戰之前，陰極保護就開始使用於防止海軍船艦上凝汽器的腐蝕。在20世紀20年代後期，英國一個電站的凝汽器管遇到了嚴重的孔蝕，總工程師採用了陰極保護，獲得成功，凝汽器管的洩露完全得到了控制。

現在，陰極保護在海水或入海口的河水作冷卻介質的冷卻水系統中，得到了廣泛的應用。在淡水冷卻水系統中的應用性開發也在不斷取得進展。

所謂陰極保護是藉助於直流電流從被保護的金屬周圍的電解質溶液中流入該金屬，使該金屬的電位負移到指定的保護電位範圍內，從而使該金屬免於腐蝕的一種金屬保護方法，由於在通電過程中，被保護的金屬成為陰極而得到保護，故稱為陰極保護。

陰極保護旁流水處理器

在冷卻水系統中，陰極保護主要用於以下幾個方面。

①減輕由鐵質水室、銅合金管板和銅合金管三者或由鐵質水室、銅合金管板和鈦管或不鏽鋼管三者組裝而成的換熱器或凝汽器中的電偶腐蝕。

在冷卻水系統中，由於不同金屬或合金間的組合引起的電偶作用，可以使局部的金屬腐蝕速率變得很高，特別是在冷卻水的含氧量高和流速高的場合下。這時，對大型換熱器進行陰極保護就變得較為經濟了

②減輕或消除冷卻水對換熱器或凝汽器中銅合金管管端的衝擊腐蝕和孔蝕。

③減輕或消除用海水的冷卻水系統中輸送海水的大口徑輸水管道內壁的腐蝕，入口處的節流閥和出口處的斷流閥的腐蝕，轉筒篩或帶篩的腐蝕以及水泵、管道、輔助冷卻器和粗濾器等設施的腐蝕。

換熱器中的換熱管對電流有屏蔽作用，故陰極保護電流不易深入到換熱管內部。列如，對於海水冷卻水，保護範圍僅局限於離管口不遠，而對於淡水，則保護的距離更短。因此，陰極保護對換熱器的保護作用基本上局限於水室和換熱管的端部，從而影響了它在冷卻水系統金屬防護中的普遍採用，目前，冷卻水系統中的陰極保護主義是應用於海水作冷卻介質的冷卻水系統，這是由於海水比淡水的導電率要高的很多，有利於實施陰極保護的緣故。

陰極保護通常不應用於直徑小於50cm的換熱器中。

外加電流陰極保護

旁流水處理器

外加電流陰極保護系統包括：輔助陽極、參比電極、陽極屏和直流電源等。以下對重要的部分扼要介紹一下。

輔助電極

在外加電流陰極保護系統中，與直流電源正極連接的外加電極稱其為輔助電極。其作用是使電流從該輔助陽極經過介質流到被保護結垢或設備的表面上。

（01）輔助陽極材料應具備的性能。理想的輔助陽極材料以下一些性能。

①導電性能好，陽極與電解液之間的電阻率低；

②排流量大

③耐腐蝕，消耗小，壽命長；

④具有一定的機械強度，耐磨損，耐衝擊和震動，可靠性高。

⑤易於加工成各種形狀

⑥材料容易獲得，價格便宜。

（02）幾種常見的輔助陽極 熱換器中進行外加電流陰極保護時主要使用的輔助陽極有;鈦鍍鉑陽極、鈮鍍鉑陽極。鋁合金陽極、鉛合金陽極和鐵合金陽極。鍍鉑陽極和鉛合陽極適用於海水作冷卻水的換熱器中，而鈦合金陽極則僅適用於含鹽量低的冷卻水中。鍍鉑陽極和鉛合陽極能在高流電密度下工作，因而水室中只需數量較少的陽極。現在從應用於冷卻水系統中的角度簡單介紹一下幾種常見的輔助陽極。

①鈦鍍鉑陽極。它是目前鍍鉑陽極中zui常見的一種陽極。這種陽極。這種陽極是在鈦棒表面鍍上一層薄的金屬鉑製成。大部分的電流是在鉑的顆粒上通過的，因為鈦的表面是鈍化的，在海水中，，鈦鍍鉑陽極可以再高達11000A/m2的電流密度下和8V的電壓下運行。然而當海水中鈦的電壓超過8V時，鈦將遭到侵蝕，，此外，如果整電流源輸出供陰極保護用的直流電中交流電的分成超過5%時，陽極上的鉑將脫落。鈦鍍鉑陽極的壽命一般為10~20年。

②鉛合金陽極。他已被廣泛應用於海水中。zui常用的鉛合金時錢銀合金和鉛銀銻合金。鉛合金依靠在合金表面生成一層導電帶過氧化鉛而防止其基體腐蝕的。鉛合金陽極可在電流密度100~200A/m2，下工作，其壽命一般在10年以上。

③鐵合金陽極。zui常用的是高矽鑄鐵。這些陽極是鑄造而成的，並且比較脆。他們在海水中的消耗速度比較高，通常每兩年需要跟換一次。通常的zui大電流密度為30A/m2.

*（03）陽極的形式。冷卻水系統的冷凝器中採用了外加電流陰極保護時，zui常用的陽極時插入式陽極和紐扣式陽極。

（04）陽極的安裝。對於一個用海水冷卻的冷凝器的未用塗層覆蓋的水室，安裝插入式陽極的實驗是：如果陽級的導電面放在水室和管板的中間，則其保護電流能到達的有效半徑是陽極導電錶面與被保護面間zui短距離的2.5倍。人們可以根據這一經驗，環繞水室去配置一系列的插入式陽極，以保證保護電流合理分布。

連續式陽極又稱電纜式陽極。它在表面冷凝器中不常使用，但它確有使電流有效地合理分布的優點。連續式陽極包括一根鍍上鉑的鈦棒。鈦棒中間是一根導電性能良好的銅芯。鈦棒外面則是一個上面有許多菱形網目的聚丙烯保護套。如果採用連續式鈦鍍鉑陽極，則應安裝在水室深度的三分之一處，但zui遠不得超過300mm。當水室深度超過一米時，則應增加陽極的數目，以保護水室遠處。若使用長的連續式陽極，則zui好使用銅芯的鈦鍍鉑陽極，以降低陽極上的電降壓。外加電流可以從陽極上方便的點引入，也可以從陽級的兩端上引入，以降低陽極上的電降壓。

參考電極

外加電流陰極保護需要使用參考電極，以測量被保護結構或部位相對於某種參考電極的電位來判斷所進行的陰極保護是否有效。

參考電極應安裝在電偶作用zui大處附近，同時又要遠離陽極。如果在電偶作用zui大的這些點誰給你已經得到適當的保護，則可以認為，所有部位都已得到適當的保護。

水處理展會tupian