电化学腐蚀,常见于埋地金属管道或其它金属构造物。在管道建设或者使用过程中,外部防腐涂层将不可避免的产生破损。哪怕只是微小的一个坏点,也能使金属管道本身与外部土壤介质接触。土壤便会与金属管道形成原电池的状态。管道的金属元素会通过这些坏点,逐渐流失电子成为阳极,发生氧化反应,也就是被腐蚀。阳极失去的电子会流向阴极,发生还原反应。久而久之,金属管道流失的电子越多,阳极区域就越大,腐蚀的就越严重。
阴极保护就是专门解决电化学腐蚀的技术。有两种方式可以实现这个目标,一种叫牺牲阳极法,一种叫外加电流法。这两种方法的基本逻辑,都是不断地的给金属管道补充电子,抵消掉金属管道流失的电子,阻止其被腐蚀。这两种方法的区别就是补充电子的方式不太相同。
牺牲阳极法会选用一些比金属管道更为活跃的金属(通常为镁、锌)来代替管道上的阳极部分,阳极金属的电子会不断流向管道,而管道的电子得到了补充,一直处于阴极状态,便不会发生腐蚀。
外加电流法和牺牲阳极法类似。最大的不同在于土壤电阻率不同。在电阻率较高的地方,牺牲阳极法不能使管道得到很好的保护。这时候就需要引入一个外部电流,迫使电子从阳极材料流向金属管道,再由金属管道通过导线流回电流源头,来完成电子流动的封闭回路。这个过程中,阳极材料为失去电子的一方,而管道本身处于阴极状态。
这两种方法各有利弊,需要经过实地测算和设计,才能决定使用哪一种阴极保护的方式。