· 工作原理:鎂合金的電極電位顯著低于被保護(hù)的金屬,如鋼鐵。當(dāng)兩者在電解質(zhì)環(huán)境中接觸時(shí),會(huì)形成原電池。塊狀鎂合金犧牲陽極作為陽極發(fā)生氧化反應(yīng),釋放電子(Mg → Mg2? 2e?),自身逐漸被腐蝕,而電子通過導(dǎo)線流向被保護(hù)的金屬(如鋼鐵)表面,抑制其氧化反應(yīng)(Fe2? 2e? → Fe),從而避免被保護(hù)金屬銹蝕。同時(shí),它還能通過輸出反向電流,抵消腐蝕環(huán)境中金屬表面因微觀電池效應(yīng)產(chǎn)生的局部腐蝕電流,實(shí)現(xiàn)保護(hù)2。
· 性能特點(diǎn)
· 優(yōu)點(diǎn)
· 電位較負(fù):能夠穩(wěn)定地提供陰極保護(hù)電流,有效防止被保護(hù)金屬的腐蝕。
· 驅(qū)動(dòng)電位大:在相同的條件下,能夠產(chǎn)生更大的保護(hù)電流,從而提高保護(hù)效果。
· 理論容量大:?jiǎn)挝毁|(zhì)量的鎂合金能夠產(chǎn)生更多的電量,使用壽命相對(duì)較長。
· 極化率低:在電化學(xué)反應(yīng)過程中,極化率小意味著電流輸出更穩(wěn)定,保護(hù)效果更可靠。
· 適用范圍廣:特別適用于高電阻率介質(zhì)中的防腐保護(hù),如電阻率大于 100 歐姆?m 的環(huán)境。
· 比重小:鎂合金的密度相對(duì)較低,這使得其在應(yīng)用過程中更為輕便,便于安裝和維護(hù)。
· 環(huán)保:其應(yīng)用符合可持續(xù)發(fā)展的要求,不僅能夠有效地防止腐蝕,還能夠避免對(duì)環(huán)境造成污染。
· 缺點(diǎn)
· 驅(qū)動(dòng)電位有限且不可調(diào)節(jié):限制了其電流輸出能力,從而影響了其能夠保護(hù)的結(jié)構(gòu)面積,在某些需要更大保護(hù)范圍的應(yīng)用中,可能需要使用更多的塊狀鎂合金犧牲陽極,從而增加了成本。
· 消耗金屬量大:在使用過程中會(huì)不斷消耗,需要定期更換,增加了使用成本。
· 設(shè)計(jì)難度大:為了達(dá)到最佳的防腐效果,需要針對(duì)不同的設(shè)施進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)計(jì),因?yàn)椴煌脑O(shè)施可能需要不同形狀、尺寸和性能的塊狀鎂合金犧牲陽極。
· 可能影響無線通信信號(hào):在某些場(chǎng)合,可能會(huì)影響無線通信信號(hào)的傳輸,這可能是由于其電磁特性導(dǎo)致的。
· 電流效率低:自腐蝕大,電流效率相對(duì)較低,意味著在產(chǎn)生相同保護(hù)電流的情況下,需要消耗更多的鎂合金材料。
· 保護(hù)范圍有限:由于驅(qū)動(dòng)電壓 / 電流較低,其保護(hù)范圍相對(duì)較小,對(duì)于需要大范圍保護(hù)的應(yīng)用,可能需要使用更多的陽極或考慮其他防腐措施。
· 主要應(yīng)用
· 埋地設(shè)施防腐:如石油 / 天然氣輸送管道、城市給排水管道、地下儲(chǔ)油罐、化工儲(chǔ)罐等長期埋地設(shè)施,鎂合金犧牲陽極可有效防止土壤對(duì)管道和儲(chǔ)罐的腐蝕。
· 鋼結(jié)構(gòu)防腐:橋梁樁基、碼頭鋼樁等與土壤接觸的鋼結(jié)構(gòu),通過使用鎂合金犧牲陽極,可抑制金屬的電化學(xué)腐蝕。
· 海洋工程防腐:海洋平臺(tái)、船舶船體、海底管線等長期浸沒于海水中的金屬結(jié)構(gòu),海水作為電解質(zhì),鎂陽極通過電化學(xué)反應(yīng)持續(xù)提供保護(hù)電流,防止金屬腐蝕。
· 淡水及內(nèi)陸環(huán)境防腐:水庫閘門、淡水輸水管道、熱交換器、鍋爐內(nèi)膽等在淡水環(huán)境中的設(shè)施,鎂陽極在淡水環(huán)境中仍能維持足夠負(fù)的電位,通過犧牲自身抑制金屬的電化學(xué)腐蝕。
· 特殊環(huán)境防腐:化工儲(chǔ)罐內(nèi)壁(強(qiáng)酸 / 強(qiáng)堿介質(zhì))、家用熱水器內(nèi)膽、酸堿儲(chǔ)罐等,鎂陽極通過提供持續(xù)的保護(hù)電流,抵消腐蝕性介質(zhì)對(duì)金屬的侵蝕,在復(fù)雜化學(xué)環(huán)境中仍能保持穩(wěn)定的防腐效果。
· 規(guī)格型號(hào):常見的塊狀鎂合金犧牲陽極型號(hào)有 MG-22、MG-14、MG-11、MG-8、MG-4、MG-2 等。以 MG-22 為例,其規(guī)格為長 700mm×(上底 130mm 下底 150mm)× 高 125mm,重量 22.0kg3。
· 使用注意事項(xiàng)
· 溫度限制:在咸水或鹽水中,使用溫度不宜超過 32℃;在淡水中,不宜超過 45℃,在海水中,其壽命很短,不宜采用6。
· 土壤電阻率:當(dāng)土壤電阻率高時(shí),陽極輸出電流小,陽極表面容易發(fā)生鈍化,進(jìn)一步加大接地電阻,使陽極輸出電流進(jìn)一步減小,應(yīng)盡量避免在過高電阻率的土壤中使用。
· 定期檢查:由于其在使用過程中會(huì)不斷消耗,需要定期檢查陽極的剩余重量,當(dāng)犧牲陽極剩余量為最初重量的 15%,即認(rèn)為陽極失效,需要及時(shí)更換。
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