陰極保護和防腐層的聯(lián)合應(yīng)用，可使地下或水下金屬結(jié)構(gòu)獲得最經(jīng)濟和有效保護。通常在使用前涂覆防護涂層，以便將金屬與電介質(zhì)環(huán)境電絕緣隔離，良好的防腐層可以保護構(gòu)筑物99%以上的外表面不受腐蝕。管道的防腐層在生產(chǎn)、運輸與施工中，無法絕對保證不受到任何損壞(補口處涂層、涂層致密度、涂層針孔等)，因此不可能將管道與腐蝕環(huán)境完全隔離。而且用于防腐絕緣層的各種材料，都不同程度上具有吸水和透氣性，因此埋地后會逐步吸水。要維持有效的防腐，就必需同時采取陰極保護即聯(lián)合保護。管道聯(lián)合保護時對厚涂層(厚度>1mm)，應(yīng)選取保護電位-1.10～-1.15V(CSE)，對薄涂層(厚度≤1mm)取保護電位-1.05～-1.10V(CSE)。同時考慮土壤成分、濕度、溫度、涂層種類、涂敷質(zhì)量以及微生物等，適當調(diào)整保護電位，既保護了管道又不破壞防腐涂層。采用極化電流評價不同環(huán)境的腐蝕更為有效。“保護”在這里是一個重要概念，哪么防腐環(huán)氧粉末涂料有何“保護”?這位專家作了詳細解答。
涂層陰極剝離對涂層有破壞性作用，實際埋地鋼質(zhì)管道運行中最佳保護電位如何選定，陰極保護防腐層(3PE防腐層，底層是熔結(jié)環(huán)氧粉末)脫落原因值得探討。關(guān)于最佳保護電位。國外學(xué)者研究腐蝕和陰極保護情形下的電流一電位曲線，發(fā)現(xiàn)劇烈放氫反應(yīng)電位為-1.15V。據(jù)查馬來西亞、勞埃德船級社、殼牌公司都規(guī)定最大保護電位-1.1V極限值取-1.15V;德國標準DIN30676-19853.1節(jié)規(guī)定：在薄涂層(厚度<1mm)被用于腐蝕防護的情況下，由于極化會產(chǎn)生相反影響例如水泡的形成，為了使影響減至最小，應(yīng)把保護電位范圍限定為涂層的函數(shù)，如使用最大保護電位-1.00～-1.20V(相對CSE)。國外專著提到造成涂層破壞的電位受許多因素的影響，包括土壤成分、濕度、溫度、涂層種類、涂敷質(zhì)量以及微生物等，工業(yè)上普遍認為應(yīng)避免斷電電位負于-1.05～-1.10V(CSE)(注：美國普遍使用熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層)。還介紹了陰極過保護導(dǎo)致防腐層(3PE防腐層，底層是熔結(jié)環(huán)氧粉末)脫落的機理。
涂層種類、濕度、溫度等決定著涂層吸水率，在同等條件下涂層厚度與涂層的抗?jié)B透能力成函數(shù)關(guān)系。有研究表明交聯(lián)的環(huán)氧樹脂會形成一定量的孔道，這些孔道為水分子進入環(huán)氧樹脂提供了渠道。溶液從孔道進入到達涂層/金屬界面，在界面處與金屬反應(yīng)生成腐蝕產(chǎn)物膜，這層腐蝕產(chǎn)物膜阻止了金屬與溶液的反應(yīng)，所以涂層電阻逐漸減小。隨著越來越多的腐蝕性離子到達界面，這層腐蝕產(chǎn)物膜逐漸被破壞、腐蝕加劇，最終導(dǎo)致環(huán)氧涂層剝離起鼓。熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料固化物仍含有豐富的醚基和羥基，這些活性官能團與管道面層由化學(xué)鍵牢固地粘結(jié)在一起形成防腐涂層。由于涂層補口、致密性或針孔等原因，涂層都不同程度的具有吸水和透氣性，如果陰極保護過度，產(chǎn)生陰極析氫，隨著活潑氫原子的累積，到一定程度，氫會與醚基和羥基反應(yīng)，從而破壞了涂層與鋼管的粘結(jié)力，導(dǎo)致粘結(jié)力消失。結(jié)果是涂層從鋼管脫落。