阴极防蚀

阴极防腐蚀 (CP; /kæˈθɒdɪk/ (listen)) 是一种通过使金属表面成为电化学电池的阴极来控制金属表面腐蚀的技术。 一种简单的保护方法是将要保护的金属连接到更容易腐蚀的牺牲金属上作为阳极。 然后牺牲金属代替受保护金属腐蚀。 对于长管道等结构，无源电流阴极保护不充分，可使用外部直流电源提供足够的电流。

阴极防护系统保护各种环境中的各种金属结构。 常见的应用有：家用热水器等钢制水或燃料管道和钢制储罐； 钢墩桩； 船和船体； 海上石油平台和陆上油井套管； 混凝土建筑物和结构中的海上风电场基础和金属钢筋。 另一个常见的应用是镀锌钢，其中在钢部件上镀上一层锌牺牲涂层以防止生锈。

阴极防腐蚀在某些情况下可以防止应力腐蚀开裂。

阴极防护最早由 Humphry Davy 爵士在 1824 年提交给伦敦皇家学会的一系列论文中描述。xxx个应用是 1824 年的 HMS Samarang。由铁制成的牺牲阳极附着在船体下方的铜护套上 水线显着降低了铜的腐蚀速率。 然而，阴极保护的副作用是海洋生物的增加。 通常，铜在腐蚀时会释放出具有防污作用的铜离子。 由于过多的海洋生物影响了船舶的性能，皇家海军决定xxx让铜腐蚀并减少海洋生物的生长，因此没有进一步使用阴极保护。

戴维的学生迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 协助戴维进行实验，法拉第在戴维死后继续他的研究。 1834年，法拉第发现了腐蚀失重与电流之间的定量联系，从而为日后阴极保护的应用奠定了基础。

托马斯·爱迪生于 1890 年在船舶上进行了外加电流阴极保护试验，但由于缺乏合适的电流源和阳极材料而没有成功。 在戴维的实验之后 100 年，阴极保护才在美国的石油管道上得到广泛应用——阴极保护从 1928 年开始应用于钢制天然气管道，并在 1930 年代得到更广泛的应用。

在被动阴极保护的应用中，牺牲阳极，一块电化学活性更高的金属（更负的电极电位），附着在暴露于电解质的脆弱金属表面上。 选择牺牲阳极是因为它们比目标结构的金属（通常是钢）具有更高的活性电压。

混凝土的 pH 值约为 13。在这种环境下，钢筋具有被动保护层，并且在很大程度上保持稳定。 电流系统是恒电位系统，旨在通过提供高初始电流来恢复被动性来恢复混凝土的自然保护环境。 然后它恢复到较低的牺牲电流，同时有害的负氯离子从钢中迁移到正阳极。 当电阻率因降雨、温度升高或洪水等腐蚀危害而降低时，阳极在其整个生命周期（通常为 10-20 年）内保持反应性。 这些阳极的反应特性使它们成为有效的选择。

与外加电流阴极保护 (ICCP) 系统不同，钢恒定极化不是目标，而是环境的恢复。 靶结构的极化是由电子从阳极流向阴极引起的，因此两种金属必须具有良好的导电接触。 阴极保护电流的驱动力是阳极和阴极之间的电极电位差。 在大电流的初始阶段，钢材表面的电势被极化（推动）为更负保护钢材，钢材表面产生氢氧根离子和离子迁移恢复混凝土环境。

随着时间的推移，牺牲阳极继续腐蚀，消耗阳极材料，直到最终必须更换。

使用锌、镁和铝合金制成各种形状和尺寸的牺牲阳极。 ASTM International 发布了关于牺牲阳极的成分和制造的标准。

为了使电流阴极保护发挥作用，阳极必须具有比阴极（要保护的目标结构）更低（即更负）的电极电位。