海洋環(huán)境是一種比較復雜的腐蝕環(huán)境,海水是一種含有多種鹽類的電解質溶液。海水對金屬的腐蝕是多種綜合因素作用的效果,包括化學因素、物理因素、生物因素。化學腐蝕在海水腐蝕中占主導地位。海洋腐蝕是金屬構件在海洋環(huán)境中發(fā)生的腐蝕。海洋環(huán)境的腐蝕包括海洋大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)、全浸區(qū)和海泥區(qū)。對于處于海水環(huán)境中的金屬結構來說,海洋大氣區(qū)受海洋性大氣腐蝕影響。飛濺區(qū)指平均高潮線以上海洋飛濺所能濕潤的位置。在這個部位,金屬材料表面連續(xù)不斷地被海水濕潤,海水又與空氣充分接觸,含氧量充分,含鹽量很高,加上海水的沖擊作用,腐蝕在這個部位 為嚴重。當很高的風速和海流速造成強烈的海水運動時,海水的沖擊會在飛濺區(qū)成磨耗-腐蝕聯(lián)合作用的破壞。同時強烈的海水沖擊不斷地破壞腐蝕產物和保護涂層,增加了飛濺區(qū)的腐蝕。不同海區(qū)飛濺區(qū)的腐蝕主要于風浪和溫度。飛濺區(qū)金屬表面溫度更接近于氣溫。風浪大的熱帶海域鋼鐵在飛濺區(qū)的腐蝕 為嚴重。潮差區(qū)指平均高潮位與平均低潮位之間的區(qū)段,金屬表面與含氧充分的海水周期性地接觸,引起腐蝕。與飛濺區(qū)相比,潮汐區(qū)的氧擴散沒有飛濺區(qū)那樣快,也無強烈的海水沖擊。潮汐區(qū)金屬表面溫度受氣溫影響也受海水溫度的影響,通常接近于表層海水溫度。潮差區(qū)的腐蝕通常是平均高潮位和平均低潮位 為嚴重,這是氧濃差電池的作用。潮差段因供氧充分,成為陰極,受到一定程度的保護,腐蝕減輕。低潮位以下全浸區(qū)因供氧相對較少成為陽極,使腐蝕加速。在工程設計上,有時把潮差區(qū)并入飛濺區(qū)一起考慮,并不是因為兩段間的腐蝕是一樣的,而是從施工、維護和陰極保護方面加綜合考慮,使之協(xié)調一致。海洋腐蝕主要是局部腐蝕,即從構件表面開始,在很小區(qū)域內發(fā)生的腐蝕,如電偶腐蝕、點腐蝕、縫隙腐蝕等。鋼鐵的腐蝕是一個電化學過程,表面失去電子發(fā)生陽極氧化反應,陰極保護法就是利用了它的電化學腐蝕原理,通過人為施加負向電流,從而使金屬的表面的反應有原來的失去電子的氧化反應,成為得電子還原反應,從而使金屬的腐蝕得到抑制。
外加電流陰極防護系統(tǒng)就是通過外加電流,把電源正極連接在難溶性輔助陽極上強制形成陽極區(qū);把電源的負極連接在受保護的鋼筋上,強制形成陰極區(qū)。陽極與被保護的鋼筋均處于連續(xù)的電解質中,使被保護的鋼筋接觸電解質的全部表面都充分而且均勻地接受自由電子,從而受到陰極保護。外加電流陰極保護技術不是被動防護,而是主動預防。并且保護年限根據要求進行設計,可延長鋼鐵的使用年限。因此從實際保護效果來看,外加電流陰極保護技術在防護期限和主動控制等方面具有顯著的優(yōu)勢。外加電流陰極防護是以犧牲陽極為前提保護陰極,對陽極有以下要求:陽極電位要足夠負;陽極溶解性能好;理論發(fā)電量大;同時對實際發(fā)生電量和電流效率有要求。因此選擇合適的陽極可以有效的保護鋼鐵不被腐蝕,減少腐蝕造成的損失,尤其在海洋環(huán)境中有很好的作用效果。