一、犧牲陽極的應(yīng)用
陰極保護采用犧牲陽極方式，一般用于下列場合[1]：電流需要量較小，一般小于1A，土壤電阻率足夠低，一般低于100Ω.m的區(qū)域，可用適當數(shù)量陽極獲得所需保護電流，如果需要的保護電流較大，一般大于1A，外加電流系統(tǒng)就比較經(jīng)濟，除非當?shù)貤l件不允許，或供電有問題。良好管道涂層，土壤長年潮濕的地方，犧牲陽極能容易滿足其電流需求。外加電流陰極保護良好涂層管道上個別處保護電流不能達到的地方，也可通過犧牲陽極的方法來滿足。此外，在屏蔽處如套管內(nèi)、壓塊下。外加電流陰極保護系統(tǒng)產(chǎn)生雜散電流干擾處，犧牲陽極可被用于消除雜散電流干擾。在安裝絕緣接頭處，犧牲陽極(通常用鋅)可作為導(dǎo)電接地之用，鋅陽極作為接地，并同時提供陰極保護。設(shè)計中考慮鋅、鎂陽極材料使用的差別，經(jīng)驗告訴我們，鋅陽極用在電阻率較低的土壤(在15Ω.m以下)較好，而鎂陽極用在土壤電阻率較高的土壤中(在15－100Ω.m之間)較好。用鋅陽極的驅(qū)動電壓0.25V(1.1V -0.85V)，鎂陽極的驅(qū)動電壓0.70V(1.55V -0.85V)，對同樣15Ω.m土壤電阻率情況下，鎂陽極要發(fā)出更多過剩電流使管道極化更負電位，而負于-0.85V(小保護電位，此時保護度已達95％)以上，如若繼續(xù)極化，需要更多消耗保護電流，但對提高保護度的貢獻即是極微的，是一種電流浪費現(xiàn)象，其結(jié)果造成鎂陽極加大消耗，減少鎂陽極壽命。與此同時，鎂陽極造成過保護，影響涂層的附著力，對高強度鋼會產(chǎn)生氫脆。從經(jīng)濟觀點看：在低電阻率土壤中鎂陽極將連續(xù)輸出比鋅陽極高的電流，而鋅陽極比較低的輸出電流就可以充分滿足陰極保護的需要。其結(jié)果說明鎂陽極電流的浪費，需要更多鎂陽極材料才能得到與鋅陽極相等的壽命，況且鋅陽極有好的自調(diào)節(jié)特性。
二、帶狀鎂陽極的使用
它是由純鎂或鎂錳合金冷軋壓制而成，開路電位-1.7V(vs.Cu/CuSO4)宜在高電阻率≥100Ω.m環(huán)境中使用，重量0.37Kg/m。如11Kg鎂錠表面積0.27m2而11Kg鎂帶長度33m，表面積1.9 m2是前者的7倍。同等重量帶狀鎂陽極比錠狀陽極表面積大很多，陽極輸出電流大小與表面積成正比，就是說，表面積決定輸出電流大小，而陽極重量決定陽極壽命。鎂帶在50Ω.m土壤中輸出電流10mA/m，淡水中150Ω.m輸出電流3mA/m，電流輸出大小與電阻率成反比，因此它不適用于電阻率小的場合，因為鎂帶消耗過快。設(shè)計上應(yīng)考慮當?shù)亟橘|(zhì)電阻率大小，無論在穿越段或套管內(nèi)輸送管中纏繞鎂帶要考慮它的使用壽命應(yīng)該與整體管道壽命相當，如果設(shè)計壽命為20年，而當?shù)赝寥离娮杪瘦^低，就不宜采用鎂帶，而應(yīng)計算一下采用與整體管道壽命相當?shù)腻V狀陽極。
三、3層PE管的優(yōu)越性
當前管道防腐覆蓋層當中，PE三層是諸多涂層種類中性能優(yōu)的一種，它不但有良好抗機械性能，而且有良好抗腐蝕性能和抗陰極剝離性能。在與陰極保護配合中又大大降低陰極保護電流密度，從而降低陰極保護的投資。從眾多實例中證實，對新建PE管陸地管線所需保護電流密度每平方米在幾個微安到十幾個微安，海水管線所需保護電流密度約幾百微安，大大低于其它防腐層。但在當前設(shè)計中，由于缺乏對三層PE性能及今后使用壽命的估計，往往設(shè)計中過于保守，造成犧牲陽極材料使用量過大，有待今后繼續(xù)探索。
四、參比電極的使用
目前陰極保護常用的硫酸銅參比電極分便攜式和長效型兩種，便攜式隨時更換溶液和打磨銅極，使電位易達到穩(wěn)定、準確。而長效硫酸銅參比電極往往受制作工藝和使用環(huán)境的影響，要求埋在長年潮濕土壤，如果全浸在水中或土壤干燥就會影響參比電極的準確度，造成較大偏差。固體鋅參比同樣與使用環(huán)境有關(guān)，一旦土壤干燥，鋅參比電位正移，基準改變也就失去作為參比的意義，有關(guān)長效參比電極有待不斷改進。
五、電源的選擇：外加電流陰極保護國外大多用整流器，因土壤介質(zhì)，濕度變化不頻繁，用整流器完全滿足陰極保護的要求。它結(jié)構(gòu)簡單、便于維修、價格便宜。恒電位儀適用介質(zhì)經(jīng)常變化如海洋潮汐及有雜散電流干擾的保護，況且恒電位儀靠長效參比電極反饋信號，如果參比電極不準會影響恒電位儀的輸出，因此建議設(shè)計中優(yōu)先考慮用整流器。
六、陰極保護的絕緣裝置
陰極保護管路上的絕緣裝置有多種形式，多用于管道的有絕緣法蘭和絕緣接頭，絕緣法蘭架空，絕緣接頭可直埋入地。安裝絕緣件會出現(xiàn)兩個問題，一是如何保護絕緣裝置不受強電電涌的破壞，目前絕緣接頭有整體自放電型和無自放電裝置兩種，對整體自放電絕緣接頭由于內(nèi)部有釋放高壓的裝置，可省去具有相同功能的接地電池。二是如何防止非保護管路不受陰極干擾而加速腐蝕，接地電池有減少管外壁陰極干擾強度，即減少保護段與非保護段之間的電位差，但是在非保護段連接的鋅棒消耗較快，壽命較短，一旦消耗殆盡，保護段通電電位與非保護自然電位之間的電位差會更加大，因非保護段電位正，會從非保護段流出較大的陽極腐蝕電流而加快非保護管段的腐蝕。這種腐蝕與電流離開管壁進入電解質(zhì)的電流強度與管壁腐蝕率成正比。(1mA/Cm2的陽極電流密度相當于12mm/年的鐵損耗)。解決辦法：要求絕緣裝置兩側(cè)各10m內(nèi)的管外壁應(yīng)做特加強防腐層，以減輕陰極干擾對非保護側(cè)管道的腐蝕。此外，未保護側(cè)仍需安裝一支犧牲陽極以減輕絕緣裝置兩端電位差造成的陰極干擾。
七、陽極導(dǎo)線
對犧牲陽極裝置所有連接到陽極的導(dǎo)線都有被保護的可能，這意味著如果有銅線露出，它將不易腐蝕。這種情況同樣發(fā)生在外加電流系統(tǒng)中，如果與直流電源負端連接到被保護管道的連接導(dǎo)線的絕緣有破損也有被保護的可能。正因為如此，犧牲陽極電纜及管道連接處的絕緣要求不很苛刻，但也應(yīng)該很好地處理，以防電流泄漏及可能產(chǎn)生的銅－鐵電偶腐蝕。對外加電流系統(tǒng)，地下電纜是外加電流地床的組成部分，如果絕緣不好，電纜將流出電流，并在兩端腐蝕從而全部或部分切斷地床電流，因此全部陽極引線和地床主干電纜使用高質(zhì)量絕緣，絕緣少應(yīng)有600V等級并適合直接埋入地下，具有大分子高密度聚乙烯(HMW/PE)絕緣導(dǎo)線廣泛地應(yīng)用在地床結(jié)構(gòu)中，在多數(shù)情況下是有效的。由于地床運行或苛刻的化學(xué)環(huán)境產(chǎn)生氯氣(土壤或水中含有氯離子)有必要采用含氟塑料保護性夾克[1]。應(yīng)該細心檢查電纜，保證安裝時沒有傷痕或破口，以防止以后出現(xiàn)問題。絕緣層上任何傷痕、破口用熱收縮套包覆，填料選擇沒有鋒利石頭或其它有害于接觸地床電纜的材料。
八、陰極保護過河管道安裝
管道穿越江河時，穩(wěn)管設(shè)施大都采用砼壓塊，有的為保護外防腐層不受損壞在壓塊下管外壁還鋪一層橡膠片，這種做法會造成電屏蔽(壓塊與管道接觸的上半部分得不到保護或欠保護)及橡膠片下的縫隙腐蝕。原因是管道浸在導(dǎo)電介質(zhì)中，由于金屬與非金屬之間形成特別小的縫隙，使縫隙內(nèi)介質(zhì)處于滯流狀態(tài)，引起縫內(nèi)金屬的加速腐蝕。引起腐蝕的縫隙并非是用一般肉眼可以明辨的縫隙，而是指使縫內(nèi)介質(zhì)停滯的特小縫隙，其寬度一般是在0.025－0.1mm的范圍內(nèi)，寬度大于0.1mm的縫隙，縫內(nèi)介質(zhì)不于形成滯流，也就不會形成此種腐蝕。解決的辦法：一是去掉保護用的橡膠片，避免縫隙腐蝕；二是在壓塊下管道的底部焊上小犧牲陽極塊，使保護電流沿壓塊與管道的狹縫中進入管道上半部分，避免砼壓塊造成的屏蔽作用。
文獻：1、A.W.Peabody Edited by R.L Bianchetti(內(nèi)部資料)管線腐蝕控制 P92
