牺牲阳极.阴极保护.配(牺牲阳极材料的作用)

Posted 2023-06-02

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牺牲阳极.阴极保护.配(牺牲阳极材料的作用)

牺牲阳极阴极保护技术因其简单、经济、有效、对环境电污染小、不干扰相邻金属设施等优点和独特的功能而得到广泛应用。与外加电流阴极保护技术相比，牺牲阳极保护还具有一些独特的功能。可起到抗干扰、防腐的作用，也可用于引流电流、防雷、防静电接地。因此，牺牲阳极和外加电流阴极保护技术也受到了工业部门的重视，其技术发展也越来越完善，并作为商品技术在世界各国得到广泛应用。因此，为了实现牺牲阳极阴极保护，世界各国每年需要消耗数万吨的牺牲阳极材料，其中大部分是中国生产的。

近年来，牺牲阳极法阴极保护技术在我国也得到了推广发展和普遍应用。各种牺牲阳极材料的研究成果丰硕，一些镁和镁合金阳极、锌和锌合金阳极以及铝合金阳极也已经通过了国家技术鉴定，它们的生产和技术要求也已经逐步实现标准化和系列化。

纯铝是不能作为牺牲阳极材料的，因为它很容易钝化。制造牺牲阳极时，要使用含有活化合金元素的铝合金，这些活化成分能够阻止表面膜的形成。这些铝合金通常含有8%的锌或者5%的镁。此外，还加入镉、镓、汞、铊等金属作为晶格扩张剂，它们使阳极长期保持活性。这样的活化作用自然也会促进阳极的自腐蚀。为了优化电流发生量，可以加入锰、硅、钛等晶格收缩剂。

用作阳极的各种铝合金有着非常不同的特性。这三种金属对铝阳极特别重要。所有这些合金都含有百分之几的锌、汞、锡和镉作为活化剂。含汞的铝阳极电流发生量很高，但却很少采用，因为汞盐毒性很强。以锌和铟作为活化剂的铝阳极正受到青睐。因此，它们被优先用在近海的工程中。

镁远不如锌和铝那样容易钝化，并且镁的激励电压最高，由于这些特性以及它的高电流容量，镁特别适合作为牺牲阳极使用。但是，镁的自腐蚀较严重，并随着介质中含盐量的增加而增加，因此，纯镁实际有效电流容量较理论电流容量小得多。阳极金属的杂质含量、材料剥离的形式以及电流密度与电解质对其都有影响。

镁阳极通常是加入铝、锌、锰的镁合金。必须保持非常低的镍、铁、铜的含量，因为它们促进自腐蚀。

早在1824年，人们就用铸铁牺牲阳极保护木船的铜包皮。甚至至今铁阳极依然用在保护电位比较正的物体上，并且电位只想稍有降低的情况下。在这种情况下，大多数采用纯铁阳极。

同年，人们也在海水防腐中使用了锌。最初，所使用的锌材料来自于热浸镀锌工艺中的锌，但是及其容易钝化，所以不太适用。使用高纯锌就不存在钝化问题了。超级高纯锌是一种非常良好的阳极材料，锌纯度高达99.995%，含铁量少于0.0014%，没有其他添加物。

超级高纯锌大多数是粗晶粒并有柱状晶体结构，往往呈现不均匀剥离。为了细化晶粒，合金中通常加入最多0.15%的镉和0.5%的铝。对于最高0.005%含铁量的有害影响，这些元素起到了抑制作用。在富含盐分的介质中使用的锌阳极不需要额外的活化元素。加汞阻止原油储罐中的阳极表面形成油性膜或石蜡层的做法没有什么益处，因为这些油膜或石蜡层并不严重阻碍电流的流通。如今，不再使用为此目的特制的含汞的锌合金。

在含盐量很低的水溶液中，如果阳极上的负载很低，就会形成不易溶解的碱性氯化锌和其他溶解度很低的碱性盐。在弱酸介质中，特别是在流动和富含盐分的介质中，由于工作阳极的水解，该溶解度显著增加，而阳极依然保持其活性。