每一种金属,当浸入电解液中(如海水),会形成一种电势的差异;通过散发正离子于溶液中,留下负离子。这样金属显示为阴性,周围的海水成为阳性。这种电势的差别可以用毫伏单位来测量。所有的金属都拥有电势的差异。金属的负值越大,这种金属越容易倾向腐蚀。 这些电势的差异可以编制在电气化学系列表;镁是其中一种非常阴性(阳性)的金属。 以下方法非常实用可以测量电压序列。 如果两块金属浸入电解液或潮湿的泥土中,直接接触电解质;电流通过电解液从比较阳性的一端流到另一端(阳性较弱)。 最惰性的金属最不容易腐蚀,被称之为阴极。比较容易产生反应的金属是阳极,溶解并增加电流。这是金属电子和离子转移的过程—腐蚀。 腐蚀一般发生在阳极,决不在阴极。阴极最多只会减少。 阴极保护系统是把结构表层阴极化,并使用阳极来提供额外的电子来防止腐蚀。 来自阳极的电蚀电流必须足够才能对付表层的腐蚀电流,直到电流没有从阳极区域流出。然后,整个结构就处于阴极保护。 当测量一种金属的结构表层和电解液的电势差别时,可以知道结构的表层是否显示阴性或阳性。对于钢铁在非厌氧性的环境下,钢铁在电解液中的电势负于铜/硫酸铜0.85伏;与银/硫酸银相比,负0.80伏;与锌相比,正0.24伏。
一块金属可以通过联接到更加阳性的材料使其阴性化。最常用的阳极材料是铝,锌,镁的合金。如与其他材料联接,这些金属的阳极会先腐蚀。阳极不断地消耗来保护所需的材料,因此它们一般被称之为“牺牲阳极”。 另一种使金属阴性化的方法是把金属联接到另一金属组件。在同一电解液中,通过直接电流源来引导电流从金属的阳极流到阴极。 这种系统需要一种直接电流源,一般可以从转换电压得到。 外加电流阳极材料是传输电流到电解液中的最佳材料。在实际运用中,这种材料往往是现存材料和理想材料的折衷。 外加电流阳极材料一般由石墨,硅铁,钛,铅合金,混合氧化物涂层,和铌制成。正确的阳极材料的选择是阴极保护的关键。 阳极的主要功能是在海水中提供直接保护电流。ICCP系统是专门设计来运行此项功能的,并保持与海水的较低反应. 参考电极是专门设计给船体稳定的参考电势保护。电池的构造和阳极类似。 一个典型的参考电池应能持续15年,不用任何维护和替换。 |