杭州闸门焊接式镁合金牺牲阳极生产厂家
工程中常用的牺牲阳极材料主要有镁和镁合金、锌和锌合金、铝合金三大类。在个别工程项目中,由于情况特殊而采用了铁阳极或锰阳极作为牺牲阳极进行阴极保护。
镁基牺牲阳极因具有很负的开路电位和很大的驱动电压等性能而广泛的应用于土壤、海水、海泥及工业水中对金属结构物进行阴极保护。但它的电流效率低,是一大缺点。锌基牺牲阳极的开路电位不如镁基阳极那么负,驱动电压不大,但它仍能在低电阻率土壤、海水、海泥环境中广泛用于牺牲阳极保护。铝基牺牲阳极的开路电位比锌基阳极略负,它的理论电容量远高于锌基和镁基阳极,具有独特的性能。但是它是易于钝化的金属材料,在其表面容易产生致密、附着性好的连续氧化膜,甚至产生一层高电阻硬壳,阻碍金属的活化溶解。目前铝基阳极广泛应用于海水中保护船舶、平台、码头等海洋结构物,在海泥(海底管道)、盐水系统也获得了成功的应用,但尚不能应用于土壤环境中。
镁是典型的轻金属,原子序数12,相对原子质量24.31,密度1.74g/cm,化合价2,熔点651℃.镁的标准电极电位-2.37(SHE)。镁的特点是:密度小具有较高的化学活泼性;电极电位很负;极化率低;驱动电位大,对铁的驱动电位可达0.6V以上;理论电容量大。在镁阳极表面不易形成屏蔽性保护膜。镁和镁合金系列牺牲阳极,电流效率很低一般只有50%左右。在镁表面易形成较为强烈的腐蚀原电池作用,导致自溶解速率较大。此外,这种材料如遇碰撞易产生火花等特点,也限制了它在高安全区性能区域的应用,例如:油轮、敏感的易燃易爆区等特定场所。
首先牺牲阳要有负的稳定电位。即它与被保护金属之间应该有大的开路电位差。要达到的阴保护,将被保护金属结构物阴化到表面上活泼点的平衡电位。而牺牲阳的电位应该比这一平衡电位更负。再就是牺牲阳在工作过程中阳化率要小。这样牺牲阳在工作时的电位朝正的方向移动不大。牺牲阳的工作电位负,这就可以在阴保护系统工作时保持有大的驱动电压。所谓的驱动电压是指阴保护系统运行时被保护金属的保护电位与牺牲阳工作电位之间的电位差。大的驱动电压用于产生大的阳输出电流,克服保护系统的回路电阻,保障良好的阴保护效果。
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牺牲阳在工作时的自腐蚀速率要小,电流效率要高。所谓的电流效率就是实际电容量与理论电容量的百分比。在阴保护运行时牺牲阳自身发生的电流并不能用于对金属结构物的阴保护作用。牺牲阳在工作时呈均匀的活化溶解,表面上不沉积难溶的腐蚀产物,使阳能够长期稳定的工作。这既可以高的电流效率,也可以延长阳使用寿命。牺牲阳在工作时产生的腐蚀产物应该是无害的,不污染环境,无公害之虞。另外,牺牲阳的原材料,生产加工较容易,价格也比较低廉。
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牺牲阳阴保护的原理是利用不同金属的电位差异,为受保护的金属提供电位,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,金属表面各点电位降低到同一负电位,使金属表面各点之间有电位差,有电子的流动,金属原子失去电子而变成离子溶入溶液。达到减缓腐蚀的目的。由于在实现阴保护过程中,较活泼的金属被腐蚀,所以,被称为牺牲阳阴保护。该方式简便易行,不需要外加电源,很少产生腐蚀干扰,广泛应用于保护小型或处于低土壤电阻率环境下的金属结构。对于埋地结构众多,且复杂的区域,采用外加电流阴保护而又不对与其相近的结构物产生干扰是困难的。对于这种环境下的结构,牺牲阳法则是比较经济的选择。
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