
【化】 cathodic protection parasites
在電化學防腐領域,"妨礙陰極保護的物質"指能破壞或削弱陰極保護系統效果的化學物質或物理雜質。陰極保護是通過施加外部電流或犧牲陽極使金屬表面成為陰極,從而抑制腐蝕的技術。以下三類物質是主要幹擾源:
硫化物(如H₂S)、氯化物(Cl⁻)或微生物代謝産物可穿透防腐塗層,在金屬表面形成導電通路,導緻陰極保護電流局部流失。例如輸油管道接觸含硫土壤時,硫化物的滲透會使陰極保護電位正移+200mV以上,顯著降低保護效率。
碳酸鈣(CaCO₃)、硫酸鹽還原菌生物膜等沉積物會在金屬表面形成屏蔽層。實驗表明,0.5mm厚度的CaCO₃沉積可使陰極保護電流密度下降40-60%,導緻欠保護區域腐蝕速率升高至0.8mm/年。
高電阻物質(幹燥砂土)或pH緩沖劑(碳酸鹽)會改變介質導電性/化學性質。當土壤電阻率>5000Ω·cm時,陰極保護電流分布不均,保護半徑縮減50%以上(ISO 15589-1标準)。
這些物質通過破壞電絕緣性(如硫化物)、形成電流屏蔽層(如CaCO₃)或改變電解質性質(高阻土壤)三種機制妨礙陰極保護。實際工程中需參照NACE SP0169标準進行介質成分檢測與保護參數調整。
權威參考來源
根據電化學保護原理和實際應用,妨礙陰極保護的物質主要指那些可能幹擾或阻斷陰極保護系統正常工作的材料或環境因素。這些物質通常通過以下方式産生影響:
絕緣性物質(如非導電塗層、塑料膜)
陰極保護需要電流在金屬表面均勻分布,若金屬表面被完全絕緣的材料覆蓋(如不合格的防腐漆或塑料層),會阻斷保護電流的流動,導緻無法形成有效的保護電位差,從而加速局部暴露區域的腐蝕。
與犧牲陽極反應的化學物質(如硫化物、氯化物)
某些環境中的硫化物或高濃度氯離子可能與犧牲陽極(如鋅、鎂)發生副反應,消耗陽極材料但未有效轉移電子到被保護金屬,降低保護效率。例如,硫化氫會與鋅反應生成不導電的硫化鋅沉積物,阻礙陽極溶解。
導電性差的污染物(如油污、垢層)
金屬表面的油污或鈣鎂垢層會形成高電阻屏障,影響電流分布,導緻保護電位不均勻。尤其在管道或儲罐内部,這類物質堆積會使局部區域無法獲得足夠的陰極極化。
氧化性物質(如溶解氧、硝酸鹽)
高濃度溶解氧或硝酸鹽可能加速局部腐蝕,尤其在陰極保護不足的區域,它們會促進陽極反應的競争,抵消陰極保護的還原反應效果。
應對措施:需定期檢查防腐塗層的完整性,清除表面污染物,并根據環境成分選擇合適的陽極材料(如海水環境中使用鋁陽極)。對于複雜工況,需結合外加電流陰極保護系統以補充電流強度。
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