陰極保護技術是電化學保護技術的一種，其原理是向被腐蝕金屬結構物表面施加一個外加電流，被保護結構物成為陰極，從而使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑制，避免或減弱腐蝕的發(fā)生。
我國的陰極保護技術研究和應用始于 1958 年，上海船舶科學研究所率先在一艘鋼殼船上安裝鋅合金犧牲陽極，拉開了我國陰極保護技術應用研究的序幕。繼之，國內(nèi)開展了鋅系犧牲 5H 極研究，同時開展了外加電流陰極保護技術的開發(fā)研究和應用。從 70 年代以來，我國陰極保護技術和理論研究發(fā)展迅速，其技術和工程應用在許多方面已接近國際先進水平。目前陰極保護技術已經(jīng)發(fā)展成熟，廣泛應用到土壤、海水、淡水、化工介質(zhì)中的鋼質(zhì)管道、電纜、鋼碼頭、艦船、儲罐罐底、冷卻器等金屬構筑物等的腐蝕控制。
伴隨著海洋戰(zhàn)略的實施，海洋構筑物種類繁多且層出不窮，再加上海洋嚴苛的腐蝕環(huán)境，陰極保護技術伴隨著當代電子技術的突飛猛進，日新月異。其中，外加電流和犧牲陽極兩大系列各自研制研發(fā)出了系列新技術、新產(chǎn)品、新材料、新思路和新方法。如今在大數(shù)據(jù)時代，陰極保護技術煥發(fā)出了更強大的生命力。本期專題將與您一起關注海洋腐蝕問題研究，走進海洋構筑物陰極保護技術的應用與發(fā)展，探索海洋構筑物陰極保護技術發(fā)展新路徑！
海洋構筑物陰極保護科普帖
海洋構筑物陰極保護技術一覽
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海洋構筑物指海洋環(huán)境使用的結構物體，做支撐、運輸、動力等作用，往往由金屬結構、涂層（包覆層）或者混凝土等組成。具體來講，有鉆井、采油平臺，海底管道，港口設施，鋼板、鋼管樁，艦船及其附屬結構，跨海大橋等。它們處于海洋環(huán)境，受到海洋環(huán)境的腐蝕，可以采取陰極保護加以防護。但其不同之處在于，所采用的金屬材料、連接方式、材料表面狀況不同，其中陰極保護技術也有所不同。
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海底管線包括輸送石油、天然氣、海水、淡水和污水管道。海底管線是一項耗資巨大、施工復雜的永久性工程，一般要求在不加維修的條件下能正常使用20 年以上。海底管線所處的環(huán)境為海水或海泥沉積物，是較強的電解質(zhì)。鋼結構在海泥區(qū)平均腐蝕速度為 0.3 ～ 0.7mm/a，而局部腐蝕深度達 0.1mm/a 以上。另外，在厭氧條件下，硫酸鹽還原菌的活動會使鋼管遭受嚴重的點蝕，其腐蝕速度可以提高到15 倍。海底管線陰極保護參數(shù)的選取，主要包括保護電位和保護電流密度。
業(yè)界視點 更多
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朱錫昶：共話陰極保護技術 邁向海洋深處
近些年來，國際上關于陰極保護的進展主要在技術發(fā)展和工程應用方面，陰極保護設備、材料和配套裝置等日臻完善，檢測、監(jiān)控技術和管理系統(tǒng)更加先進，應用領域不斷擴大，相應地各國先后制定了一系列陰極保護規(guī)范和標準。為了全面了解陰極保護技術的發(fā)展、在工程領域里的應用狀況以及其標準的制定，以探討海洋工程陰極保護技術未來的發(fā)展趨勢，本刊記者邀請了國家能源局南京水科院研究所腐蝕與防護研究室主任朱錫昶教授做相關方面的精彩解讀。
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杜翠薇：回顧200年陰極保護發(fā)展史 探索材料防腐新征程
資料顯示，腐蝕造成的損失遠遠大于自然災害、各類事故損失的總和。為更全面地了解陰極保護技術的發(fā)展歷程、研究熱點和應用前景，進一步提高人們的腐蝕防護意識，記者特邀中國腐蝕與防護學會常務副秘書長、北京科技大學杜翠薇教授做相關精彩解讀。
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閆永貴：潛入深海世界 精益求精做好陰極保護設計
中國船舶重工集團公司第七二五研究所研究員，主要從事電化學技術保護及應用、水下電磁場控制與檢測、深海腐蝕與防護評價技術及腐蝕檢測技術與評價方法、電化學防污技術等方面的研究與應用，并取得過豐碩的科研成果。下面請隨記者進入精彩訪談。
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張偉：節(jié)能環(huán)保奏出海洋平臺腐蝕控制最強音
海洋石油鉆采平臺投資巨大，服役環(huán)境要求其必須承受颶風、極地風暴、潮流、地震以及浮冰的沖擊。隨著平臺服役的海域越來越深，體積越來越龐大，結構越來越復雜，投資也越來越高。為了使油氣開采變得更加經(jīng)濟，給作業(yè)人員提供更加安全的生活和工作保障，避免因為腐蝕引起的平臺坍塌損毀帶來的巨大經(jīng)濟損失和海洋環(huán)境污染災難，海洋平臺的水下結構均采取了腐蝕控制措施。海洋平臺的水下結構需要采取哪些措施進行防護？記者特別邀請到了鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所張偉博士做相關方面的精彩解讀。
未來展望
近代科學技術的高速發(fā)展，特別是電子技術的突飛猛進，有力地促進了陰極保護技術的進步。其中外加電流和犧牲陽極兩大系列各自研制開發(fā)多種產(chǎn)品和新材料，如輔助陽極從簡單的鋼管發(fā)展到有石墨、高硅鑄鐵、鉛銀陽極、磁性氧化鐵、貴金屬氧化物陽極、鉑鈦陽極等，其可控電源有磁飽和、大功率晶體管、可控硅三大系列。恒電位儀向 IGBT電子電力模塊、開關電源數(shù)字化發(fā)展；犧牲陽極已形成有鋁基、鎂基、鋅基三大系列陽極材料以外的復合式陽極發(fā)展，以適合各種不同的環(huán)境和滿足各種不同工況。
在海上平臺的陰極保護設計中，遙測遙控計算機檢測系統(tǒng)的加入，實現(xiàn)了監(jiān)檢測高度自動化、數(shù)據(jù)化、動態(tài)化地掌握和調(diào)整腐蝕保護參數(shù)，防腐蝕技術從粗放型、原理型走向精細型、量化型，其保護效果和使用壽命也有了長足的進步，其應用的深度和廣度也是日新月異。
相信伴隨著科學技術的發(fā)展，當陰極保護技術與智能技術、大數(shù)據(jù)技術結合時，未來海洋工程陰極保護技術將向著更綠色環(huán)保、更加智能化、更高效的方向發(fā)展，海洋工程陰極保護用犧牲陽極材料逐漸地系列化、完善化，外加電流陰極保護系統(tǒng)將更加長壽命、高性能和高可靠性。陰極保護設計將更精確、更加優(yōu)化；陰極保護監(jiān)測技術將更加智能化、更加綜合化。