CN104583449A - 使用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的系统，包括：用于产生具有时变频率的电磁波的发生器，所述发生器具有至少两个输出端，所述两个输出端分别与位于金属结构上的相隔开的第一激励位点和第二激励位点电连接，使得所述金属结构经受电磁波的作用；以及连接到所述发生器的电源，以向所述发生器施加驱动电压，以驱动所述发生器产生所述电磁波；其中所述驱动电压和/或所述电磁波的频率选择成使所述金属结构接通后在所述金属结构的表面上在原位形成不易腐蚀的该金属的被动氧化物物质。本发明还提供了采用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的方法。

Description

使用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的系统和方法
技术领域
本发明涉及金属结构的防腐蚀领域，更具体地说，涉及通过施加时变电磁波为金属结构，尤其是诸如浸没在水中和埋藏在土壤中的管道、水箱等，提供防腐蚀保护的系统和方法，其中所述时变电磁波具有所需的频率并且由所需的驱动电压产生。
背景技术
众所周知，所有的金属都易于被氧化，因此腐蚀是与金属结构相关的主要问题之一。在许多工业上，保护金属结构的一种方法是阴极保护，这也是防止腐蚀的一种标准防腐蚀保护做法。
原则上，阴极保护能够施用于与电解质接触的任何金属结构。在实践中，其主要用于保护浸没在水中或埋藏在土壤中的钢结构。通常受保护的结构包括管道、船体、码头、地基的桩结构、钢板桩结构和海上平台的外表面。阴极保护还用于储水缸和水循环系统的内表面。
在阴极保护中，待保护的金属结构作为阴极，从阳极接收直流电流，该阳极是消耗性阳极、半消耗性阳极或永久性阳极。通过阴极保护，只有直流电流进入阴极表面，阻止腐蚀电流离开阴极表面，但没有形成任何的保护涂层。
钢结构的阴极保护所需的保护电流的密度主要由其表面状况以及其所处于的环境条件来确定。裸钢表面或严重腐蚀的钢表面需要较高的保护电流，因此也需要较高的能源成本，而有较好涂层的钢表面需要少得多的保护电流。然而，在浸没区域内或埋藏区域内的钢结构表面上施加涂层的成本是高昂的，并且一般来说，这些涂层不能持续至钢结构的使用寿命终点。在钢结构的使用过程中重新涂覆涂层更为昂贵。因为这个原因，许多钢结构没有涂覆涂层，只倚赖高保护性的阴极电流来做防腐蚀保护。
不论浸没或埋藏的钢结构是否有涂层或者是裸钢结构，无论是否有杂散电流或干扰电流，浸没在电解质中的钢结构都会产生干扰腐蚀，这是因为根据以下的化学反应式，当直流电流离开钢表面时，与电解质接触的钢可能溶解成铁离子，
Fe→Fe+++2e-
阴极保护还有另一个限制。阴极保护阳极的操作电压取决于电解质的电导率。当钢结构暴露在诸如河水或江水的低电导率电解质时，由于低电导率的水增加了电流从阳极到电解质(即水)的阻力，所以需要高的驱动电压来驱动保护电流离开阳极。这导致阴极保护系统的能耗高，并且很难设计出合适的阴极保护方案。
一般来说，阴极保护是被动的保护方法，其本身不能产生保护涂层，而是倚赖施加于外部已有的保护涂层来减少其所要求的保护电流，然而，阴极保护仍然容易产生干扰腐蚀电流，在低电导率条件下也要求高的电压来操作。
阴极保护方法广泛地应用于保护金属结构，该方法通过提供具有与金属结构不同电位的阳极，使该阳极优先地被腐蚀。目前有两种类型的阳极：牺牲型阳极和外加电流型阳极。除了上述所提到的缺陷和不足以外，牺牲阳极系统和外加电流系统都具有各自的限制，已为本领域所公知。
目前，还有用于闭合回路水处理系统的方法，这些方法采用脉冲电磁波来处理水，为水中的钢结构提供腐蚀保护，而不是直接处理钢结构。但是，这些方法对于开放回路的水系统(诸如开阔海域中的码头钢桩结构)是无效且不切实际的。
因此，有需要提供能够为金属结构的表面提供长效性保护涂层的新装置和新方法，这些装置和方法以低成本直接处理金属结构，有效地控制和预防金属腐蚀，而无论该金属结构是埋藏在土壤中、或是浸没在水中，也不论该金属结构是在闭合回路系统中、或是在开放回路系统中。
发明内容
本发明是为了满足上述需求，因此本发明的主要目的是提供一种使用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的系统，其提供的防腐蚀保护时间非常长，维护要求低。
本发明的另一个目的是提供一种使用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的系统，显著地节约能源并且容易使用。
本发明进一步的目的是提供一种使用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的系统，其提供的腐蚀控制或预腐蚀更可靠、有效。
本发明的这些和其它目的以及优点通过提供一种使用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的系统来实现，所述系统包括：
发生器，其用于产生具有时变频率的电磁波，所述发生器具有至少两个输出端，所述两个输出端分别与位于所述金属结构上的相隔开的第一激励位点和第二激励位点电连接，以使所述金属结构经受电磁波的作用；以及
电源，所述电源连接到所述发生器，以向所述发生器施加驱动电压，以驱动所述发生器产生所述电磁波；
其中，所述驱动电压和/或所述电磁波的频率选择成使得所述金属结构接通后在所述金属结构的表面上原位形成该金属的被动氧化物物质，所述被动氧化物物质不易腐蚀。
本文所用的术语“金属结构”包括单质金属结构和金属合金结构。
优选地，在所述第一激励位点和所述第二激励位点中之一上安装至少一个超低频率发射器，所述超低频率发射器与所述发生器电连接，以加强所述电磁波。
在某些情况下，本发明的系统与辅助阴极保护系统联用施加在金属结构上，使金属结构的电位移到更负的电位，直到该金属结构在短时间内到达完全阴极保护电位。此时，腐蚀反应发生的驱动力不存在，因此称之为“完全阴极保护”。本发明的系统和辅助阴极保护系统可以同时施用或是按先后顺序施用。
在本发明的一个实施例中，本发明的系统用于为铁基结构提供防腐蚀保护，更具体地说，是为钢结构提供防腐蚀保护。在某些情况下，施加的电压和频率可以选择成使得铁电位和pH值控制在普尔贝图(Pourbaix diagram)的钝化区域内，从而允许在铁基结构的表面上形成被动氧化物四氧化三铁(passive magnetite)。举例来说，如果铁基结构浸没在水中或埋藏在土壤中，施加的驱动电压可以选择在5V至50V的范围内，操作频率可以选择在100Hz至1MHz的范围内。
在本发明的另一个特定实施例中，本发明的系统用于为铜基结构提供防腐蚀保护，更具体地说，是为铜合金结构提供防腐蚀保护。在某些情况下，施加的电压和频率选择成使得铜的电位和pH值控制在普尔贝图的钝化区域内，从而允许在铜基结构的表面上形成粘附在表面的被动氧化物氧化亚铜。举例来说，如果铜基结构浸没在水中或埋藏在土壤中，施加的驱动电压可以选择在5V至50V的范围内，操作频率可以选择在100Hz至1MHz的范围内。
需要注意的是，形成被动氧化物四氧化三铁或氧化亚铜的pH值范围可以比单质铁或单质铜的普尔贝图所显示的pH值更宽。对于一些特定铁基合金，在这些合金结构的表面上形成四氧化三铁的pH值较低。同样地，除了四氧化三铁之外的其它被动金属氧化物也可以在比普尔贝图的钝化区域更宽的pH值范围或电位范围内形成，只要金属结构经受根据本发明的时变电磁波处理后能形成被动金属氧化物。
本发明的系统适用于金属结构，无论该金属结构是置于开放回路系统还是封闭回路系统中。
本发明的另一个方面是提供一种使用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的方法，所述方法包括以下步骤：
提供发生器，以产生具有时变频率的电磁波；以及
使所述金属结构经受所产生的时变频率电磁波的作用；
其中，施加在所述发生器以产生所述电磁波的驱动电压和/或所述电磁波的频率选择成使得所述金属结构接通后在所述金属结构的表面上原位形成该金属的被动氧化物物质，所述被动氧化物质不易腐蚀。
与传统的阴极保护系统或在封闭回路水系统中使用电磁波来处理水为金属结构提供防腐蚀保护的某些方法不同，本发明的发明要点是使用时变脉冲电磁波来使结构获得能量，以在所述金属结构的表面上原位形成该金属的被动氧化物物质，所述氧化物物质不会发生腐蚀。所述被动氧化物物质在结构的表面上形成起着保护作用的保护涂层，所述保护涂层具有自我修复和维护操作要求低的优点，并且只要金属结构经受时变脉冲电磁波的处理，该保护涂层就能在金属结构的使用寿命内持续地提供保护。现有技术中不曾出现也未曾教导过这种就地产生的且一直起作用的防腐蚀保护涂层。
传统的阴极保护系统取决于电解质的电导率。电解质的电导率越低，要求的驱动电压越高。与此不同，本发明的系统与电解质的电导率无关，驱动被动氧化物物质形成的驱动电压可以是非常小的。举例来说，用于在浸没或埋藏的钢结构上形成四氧化三铁保护涂层的驱动电压可以是5V至10V，与该结构所处的环境无关。
通过以下对本发明及其实施例的详细叙述并结合附图，将更好地理解本发明。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例构造的使用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的系统的示意图。
图2是根据本发明的第二实施例构造的使用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的系统的示意图。
图3是在25℃的铁的普尔贝图。
图4是在25℃的铜的普尔贝图。
具体实施方式
尽管本发明以优选实施例来作说明和叙述，但是使用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的系统可以以许多不同的构造、尺寸、形式和材料来制造。
时变脉冲电磁波广泛地应用于各种工业上是为人所熟知的。本发明的发明人发现，如果金属结构直接地经受时变脉冲电磁波的作用，通过适当地控制金属结构的电位，例如使电位落入该金属或金属合金的普尔贝图的钝化区域内，在该金属结构的表面上能够原位形成一层该金属的被动氧化物物质，这样会抑制金属氧化，从而导致金属钝化。本发明正是基于这项发现。
通过向金属结构施加电磁波而形成该金属的被动氧化物物质，这种形成通常取决于施加的电磁波的频率和驱动电压，与电解质的电导率无关。只要有电磁波处理，这种被动氧化物物质在金属结构的整个使用寿命过程中就一直作为有效的保护涂层。业已发现，在封闭回路系统中，在没有任何阴极保护的情况下，有了这种形成在钢表面上的涂层，浸没在淡水中的钢结构的均匀腐蚀率可以减少到小于2mpy(密尔/年)。
一般而言，以Ag/AgCl作为参比电极，天然的、未经保护的裸钢在海水中的电位通常在-500mV至-650mV的范围内。对于涂覆良好的钢来说，上述电位通常在-600mV至-700mV的范围内。就电位而言，金属在水中的电位越向负，表明离开钢表面的腐蚀电流越少，即导致腐蚀反应的驱动力越少。在传统的阴极保护系统中，直流电流使钢通电，钢的电位随着时间的推移逐渐地向更负的方向移动，相应地离开钢表面的腐蚀电流会减少。以Ag/AgCl作为参比电极，一旦电位到达-780mV，则认为钢表面的腐蚀电流完全地停止，腐蚀反应的驱动力不存在，不会发生腐蚀。这被称之为“完全阴极保护”。完全阴极保护的电位随着不同参比电极的使用而产生变化，这是为本领域的技术人员所知的现有技术。本文所使用的“完全阴极保护”指的是具有均匀电位的金属结构，处于所述电位时金属结构不会发生腐蚀反应。
这种阴极保护原理也适用于根据本发明使用的时变脉冲电磁波激励。以Ag/AgCl作为参比电极，天然的、未经保护的裸钢结构在海水中的典型起始电位是-0.5V至-0.65V。施加电磁波后，钢在海水中的电位逐渐地向负方向转移，意味着逐渐地形成四氧化三铁涂层。通常情况下，经过几天的电磁波激励，钢电位转移至比-750mV更负的电位。在-750mV的电位时，钢结构的腐蚀保护比涂覆良好的涂层效果更好。采用电磁波对钢结构作进一步激励，钢电位甚至能够移向更负的电位，并最终到达-780mV。此时，腐蚀反应的驱动力不存在，即实现“完全阴极保护”。
开始形成四氧化三铁涂层的驱动电压可以非常小，例如几伏特。为了进一步节省能源并使负电位转移到工业上的完全阴极保护标准(例如使用Ag/AgCl为参比电极，为-780mV)，可以将时变脉冲电磁波激励与辅助阴极保护系统联用。这种组合进一步地将驱动电压减小至例如12V或以下，并且钢电位转移到-780mV(使用Ag/AgCl为参比电极)更快速。因此，这种组合进一步地减少使钢结构完全偏移至更负的水平的电位所需的能量，而四氧化三铁涂层能快速地形成在钢表面上。四氧化三铁有磁性，能良好地粘附于钢结构表面。
现在参考附图，图1是根据本发明的第一实施例构造的系统100。在这个实施例中，系统100包括供电单元110、用于产生具有时变频率的电磁波的发生器120、部分浸没在海水中的钢管130，以及安装在钢管130上的超低频率(ULF)发射器140。
供电单元与发生器120电连接。供电单元110使用交流电源。供电单元110提供所需的交流驱动电压至发生器120，使发生器120产生在选定频率操作的时变脉冲电磁波。供电单元110优选地向发生器120提供从几伏特至几百伏特的驱动电压，根据实际应用，优选地是5V至50V。
发生器120可以是本领域已知的能够产生时变频率电磁波的任何类型的装置。例如，发生器可以是电路板、控制卡，或者其上缠绕线圈的铁氧体芯天线。发生器120具有两个输出端122，124，输出端122与第一激励位点132电连接，该第一激励位点132位于钢结构的表面上，输出端124与ULF发射器140电连接，该ULF发射器140安装在钢管130的第二激励位点上，该第二激励位点与第一激励位点132相隔开。第二激励位点的位置选择成ULF发射器优选地安装在水面之上，这将避免了用到潜水员，如果ULF发射器安装在水下的话，则需要用到潜水员。为了在钢管130的表面上产生四氧化三铁，电磁波的操作频率优选地在100Hz至1MHz的范围内。时变频率电磁波的波形可以是方形、三角形、正弦曲线或是其它形状。
在传统的阴极保护中，保护电流从阳极经由电解质而进入阴极钢结构表面，并且将钢结构的电位转移至更负的电位，以实现完全阴极保护。相反地，本发明的电磁波电流不在水中传播，而是从发生器120传到ULF发射器140，随后直接地进入在水面上和水下的钢结构。电磁波的操作频率在100Hz至1MHz范围内，沿着整根钢管传播，因此允许在整根钢管的表面上形成四氧化三铁涂层。
在上文描述的频率范围和驱动电压的条件下，钢结构在海水中将被控制于在所需的电位达到平衡状态，从而落入相关的普尔贝图的钝化区域。在这个钝化区域内，四氧化三铁(Fe3O4)能够在钢管表面上逐渐地形成(见图3)。持续地施加电磁波使得钢管表面的电位偏移，向负的方向转移。业已发现，使用Ag/AgCl为参比电极，钢管的电位可以容易到达-750mV，开始形成四氧化三铁。在该阶段，钢管140的腐蚀率已最小化。然而，电位从-750mV转移到-780mV(Ag/AgCl为参比电极)需要的时间较长，-780mV是铁实现完全阴极保护的传统标准。
如果有需要，为了在短时间内实现完全阴极保护，可以增加辅助阴极保护系统。该辅助阴极保护系统可以是牺牲阳极型的阴极保护系统、或是外加电流型的阴极保护系统、或是上述两种系统的组合。在如图1所示的实施例中，辅助阴极保护系统是外加电流型，其包括作为阳极的S-发射器150，浸没在海水中。该S-发射器150与直流电源的发生器120的输出端126连接。为了提供直流电源，发生器的内部电路包括将交流电源转换成直流输出的阴极保护整流器。辅助阴极保护系统可以采用其它阳极，并且可以有各种不同形状和尺寸，这些都是本领域技术人员所知的。
在如图1所示的辅助阴极保护系统中，直流电流经过S-发射器150到达钢管130，以实现阴极保护。由于本发明使用了电磁波处理，因此辅助阴极保护系统的电流密度仅占常规阴极保护系统的电流密度的一部分。与传统阴极保护相比较，同时地或依次地开启主电磁波系统和辅助阴极保护系统后，钢管130在相当短的时间内到达完全阴极保护电位，能耗非常低。一旦钢管的电位到达完全阴极保护的水平，可以关闭辅助阴极保护系统，仅保留主电磁波系统操作。这已足够将钢管的电位保持在完全保护电位的水平。
为了促进在整根钢管表面上形成四氧化三铁涂层，提供ULF发射器140来优化和加强由发生器120产生的电磁波。ULF发射器140已为本领域所知，不在此作详细叙述。
四氧化三铁作为良好的保护层，具有自我修复和维护操作要求低的优点。四氧化三铁层的自我修复性能是独特的。当四氧化三铁层在使用过程中损坏时，在新暴露出的裸钢结构表面上将重新形成新的四氧化三铁层。因此，对钢结构的维护操作要求是低的。四氧化三铁层具有与四氧化三铁阳极类似的性质。在钢结构表面上生成的四氧化三铁层具有导电性，当电流离开四氧化三铁层的表面时，与四氧化三铁阳极类似，四氧化三铁层几乎不会损耗。这意味着即使有干扰腐蚀电流离开具有四氧化三铁层的钢结构表面，因此缓解了钢管的干扰腐蚀问题。
本发明的电磁波系统的另一个特征是，电磁波倾向于在钢表面上传播，通过集肤效应贯穿钢的整个横截面。在这种集肤效应的作用下，不仅在钢结构的整个外表面上形成四氧化三铁层，而且还在钢管的凹陷位、裂缝和缝隙中形成四氧化三铁层，这些地方是阴极保护电流无法达到的。这使得本发明的电磁波系统为某些应用提供了极佳的防腐蚀保护方法，而那些应用往往是传统的直流阴极保护电流和传统的涂层材料通常无法达到的。
需要注意的是，以给定的足够的驱动电压激励电磁波，可能产生一种不寻常的雪崩电流效应，这在传统的直流或固定频率的交流电流回路中是不会发生的。在传统的直流或固定频率的交流电流回路中，电流在导体或金属内的传播遵循欧姆定律，受材料电阻率的限制并且不会随着时间的推移而改变。在电磁波激励的情况下，当驱动电压到达某一阈值电压时，电流将不再遵循欧姆定律。一般认为，当电流离开电磁波发生器时，电流会指数式上升，金属内的电子将经受雪崩崩溃效应，与半导体内发生的雪崩崩溃效应类似。理论上，这样的距离可以无穷大，而增加的电流会熔断电磁波发生器的保险丝。因此，需要电流调控器来控制雪崩电流。有了这种电流调控器，就可以限制电磁波可以到达的距离。
或者，可以将驱动电压控制在接近但低于雪崩效应阈值电压，从而不会产生雪崩电流，但驱动电压恰好足以促进四氧化三铁的形成。
现在参考图2，图中示出根据本发明第二实施例构造的系统200。如图所示，系统200用于同时激励浸没在海水中的两根钢管上形成四氧化三铁层，系统200的布置在结构上与上述系统100相似。具体来说，系统200包括供电单元210、与供电单元210电连接的用于产生具有时变频率的电磁波的发生器220、两根都部分地浸没在海水中的钢管230，以及安装在每一根钢管230上并露出水面的两个超低频率(ULF)发射器，ULF发射器与所述发生器220的相应输出端电连接。两根钢管230受电磁波通作用，形成四氧化三铁涂层。系统200还包括辅助阴极保护系统，该系统包括设置在水下在两根钢管230之间的S-发射器250。
供电单元210、发生器220、ULF发射器240和辅助阴极保护系统的描述可以参考上述第一实施例中的相应单元的描述，此处不再赘述。
图2示出采用诸如钢筋或金属丝的电导体260把两根钢管电连接起来，使得它们从主电磁波激励系统和辅助阴极保护系统接收均匀分布的防腐蚀保护。
在封闭回路水系统中，用于激励两根钢管230的部分能量会散入水中，因此也会激励水。其结果是，在封闭回路水系统中保护钢管所需的能量比开放回路水系统中所需要的能量更少。这对与保护封闭回路冷却水或冷冻水系统中的钢构件特别有用。
本发明的系统和方法也适用于除铁基结构之外的其它金属结构。举例来说，当铜合金结构经受时变脉冲电磁波的作用时，适当地控制电磁波的频率在5V至10V的操作范围内、并且将驱动电压控制在100Hz至1MHz的范围内，使得铜合金的电位控制在例如相关的普尔贝图(见图4)的钝化区域内，就会在铜合金结构的表面上形成被动氧化物氧化亚铜(Cu2O)保护性涂层，该涂层牢牢地附着于该结构表面。同样地，这种被动氧化物物质是非常有效的防止铜合金结构腐蚀的防腐蚀涂层。
根据本发明的采用时变脉冲电磁波的防腐蚀系统和方法有广泛的应用，包括但不仅限于如下场合的全部浸没或埋藏的钢结构：突堤、码头、钢挡土墙、锚桩、采油平台、石油钻井平台、井口、箱内部、箱外部、风车的地基桩结构、桥梁的地基桩结构、浮标、陆地和海上的钢结构或金属管的内表面和外表面、混凝土配重涂装管道、冷却水钢管内部、冷却水进水结构、筛、门闸、停止锚，以及混凝土内的钢。
因此，本发明提供一种使用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的系统和方法，这种系统和方法是非常简单的并且节省能源的，为金属结构提供有效的防腐蚀保护。在本发明中，正是金属结构本身受到时变电磁波的作用后，在所述金属结构的表面上原位形成该金属的被动氧化物物质。在该被动氧化物物质形成后，不会发生腐蚀。这是本发明相较于现有技术最不同和最独特的特征。
由于采用了电磁波来激励金属结构，所需的辅助阴极保护电流显著地减少，传出阴极保护电流所需的驱动电压因此也非常低。此外，当金属结构到达完全阴极保护电位后，可以关闭辅助阴极保护系统，仅保留主电磁波系统操作，这进一步地节省了能源成本。
虽然本发明所叙述的实施例旨在作为示范性的防腐蚀系统和方法，本领域的技术人员需要了解到的是，本发明不受所描述的实施例的限制。在不背离本发明范围的情况下，本领域的技术人员通过其具备的公知常识，能够想出许多其它可能的变型和修改。然而，这样的变型和修改应该也落入本发明的保护范围内。

Claims (27)

1.一种使用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的系统，所述系统包括：
发生器，其用于产生具有时变频率的电磁波，所述发生器具有至少两个输出端，所述两个输出端分别与位于所述金属结构上的相隔开的第一激励位点和第二激励位点电连接，以使所述金属结构经受电磁波的作用；以及
电源，所述电源连接到所述发生器，以向所述发生器施加驱动电压，以驱动所述发生器产生所述电磁波；
其中，所述驱动电压和/或所述电磁波的频率选择成使得所述金属结构接通后在所述金属结构的表面上原位形成该金属的被动氧化物物质，所述被动氧化物物质不易腐蚀。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述第一激励位点和所述第二激励位点中之一上安装至少一个超低频率发射器，所述超低频率发射器与所述发生器电连接，以加强所述电磁波。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统与辅助阴极保系统联用施加在所述金属结构。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述辅助阴极保护系统包括牺牲阳极型的阴极保护系统、或是外加电流型的阴极保护系统、或上述两种系统的组合。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述金属结构是铁基结构，施加的所述驱动电压和所述频率选择成允许在所述铁基结构的表面上形成被动氧化物四氧化三铁。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述铁基结构浸没在水中或埋藏在土壤中，并且施加的所述驱动电压在5V至50V的范围内，所述频率在100Hz至1MHz的范围内。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述第一激励位点和所述第二激励位点中之一上安装超低频率发射器，所述超低频率发射器与所述发生器电连接，以加强所述电磁波。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统和辅助阴极保护系统联用施加在所述铁基结构。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述金属结构是铜基结构，施加的所述驱动电压和所述频率选择成允许在所述铜基结构的表面上形成被动氧化物氧化亚铜。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述铜基结构浸没在水中或埋藏在土壤中，并且施加的所述驱动电压在5V至50V的范围内，所述频率在100Hz至1MHz的范围内。
11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，在所述第一激励位点和所述第二激励位点中之一上安装超低频率发射器，所述超低频率发射器与所述发生器电连接，以加强所述电磁波。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统和辅助阴极保护系统联用施加在所述铜基结构。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述金属结构置于开放回路系统或封闭回路系统中。
14.一种采用时变电磁波为金属结构提供防腐蚀保护的方法，所述方法包括以下步骤：
提供发生器，以产生具有时变频率的电磁波；以及
使所述金属结构经受所产生的时变频率电磁波的作用；
其中，施加在所述发生器以产生所述电磁波的驱动电压和/或所述电磁波的频率选择成使得所述金属结构接通后在所述金属结构的表面上原位形成该金属的被动氧化物物质，所述被动氧化物质不易腐蚀。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包括在所述金属结构上安装至少一个超低频率发射器，所述超低频率发射器与所述发生器电连接，以加强所述电磁波。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述方法和辅助阴极保护系统联用施加在所述金属结构。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述辅助阴极保护系统包括牺牲阳极型的阴极保护系统、或是外加电流型的阴极保护系统、或上述两种系统的组合。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，包括在所述金属结构达到完全阴极保护电位之后，关闭所述辅助阴极保护系统。
19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述金属结构是铁基结构，施加的所述驱动电压和所述频率选择成允许在所述铁基结构的表面上形成被动氧化物四氧化三铁。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述铁基结构浸没在水中或埋藏在土壤中，并且施加的所述驱动电压在5V至50V的范围内，所述频率在100Hz至1MHz的范围内。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，包括在所述铁基结构露出水面的表面上安装超低频率发射器，所述超低频率发射器与所述发生器电连接，以加强所述电磁波。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法和辅助阴极保护系统联用施加在所述铁基结构。
23.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述金属结构是铜基结构，施加的所述驱动电压和所述频率选择成允许在所述铜基结构的表面上形成被动氧化物氧化亚铜。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述铜基结构浸没在水中或埋藏在土壤中，并且施加的所述驱动电压在5V至50V的范围内，所述频率在100Hz至1MHz的范围内。
25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，包括在所述铜基结构露出水面的表面上安装超低频率发射器，所述超低频率发射器与所述发生器电连接，以加强所述电磁波。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法和辅助阴极保护系统联用施加在所述铜基结构。
27.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法应用于开放回路系统或封闭回路系统中。
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