云南船用锌合金牺牲阳极保护原理
作为牺牲阳极材料,必须能满足以下要求:
1、 要有足够负的稳定电位;
2、 自腐蚀速率小且腐蚀均匀,要有高而稳定的电流效率;
3、 电化学当量高,即单位重量产生的电流量大;
4、 工作中阳极极化要小,溶解均匀,产物易脱落;
5、 腐蚀产物不污染环境,无公害;
6、 材料来源广,加工容易,价格低廉。
常用的牺牲阳极品种有镁基、锌基和铝基合金3类。
锌是我们日常生活中比较常见的一种金属,在元素周期表中锌的原子量是65.4,密度是7.14,化合价是2,具有420摄氏度的熔点。
锌是一种电位为负性的金属,它的标准电位是负的0.76V,在海水中高纯锌的稳定电位向负向游动偏移的,在PH值不同时,锌的腐蚀率也不一样,在PH小于6时和PH大于12时,锌的腐蚀率都较大;但是在6-12的PH值的范围内锌的腐蚀率比较小。
其中的杂质也会对锌的阳极腐蚀率跟阳极行为产生很大影响。杂质的存在,会形成局部的腐蚀电源,可以形成局部电池,这些电池可以使得锌的表面上形成氢氧化物,形成坚固的覆盖层防止进一步的发生溶解。这样形成覆盖层的方式 可以用在阴极保护系统中。
牺牲阳的分布:牺牲阳应以单支路和集中成组两种方式分布在管道上。同一组阳应具有相同批号或相似的开路电位。埋设方式有两种,垂直埋设和水平埋设。埋设位置有轴向和径向两种。一般阳埋置位置应距管道3~5m,小不得小于0.3m。成组埋置时,阳间距应为2~3m。在某些情况下,牺牲阳不能离管道太近。例如,利用锌阳对热油管道进行牺牲阳保护时,温度的升高会引起阳的性逆转 (锌成为阴,管道成为阳)。此外,同外加电流阴保护系统一样,阳与管道之间不应有金属构筑物。牺牲阳埋设深度以阳顶部距离地面不小于 1m为宜。在寒冷地区,阳埋设在冰冻线以下。在地下水位低于3m的干燥地带,阳应加深埋设。在河流中,阳应埋设在河床的部位,以防洪水冲刷和挖沙清淤时被损坏。
云南船用锌合金牺牲阳极保护原理
三种常用的牺牲阳材料是锌,铝和镁,它们有不同的性质和用途。首先要考虑的性质是它们的自然电位。当浸没在水中时,的金属都产生负电压(与参考电相比)。电压越低,则认为金属的活性越高,例如:镁阳产生-1.6V电压;铝阳产生-1.1V电压;锌阳产生-1.05V电压。为了能够使牺牲阳提供保护,牺牲阳和要保护的金属之间需要尽可能高的电压差以便产生电流。例如,如果锌阳被用来保护青铜螺旋桨,那么就会产生-0.75V的“驱动或保护电压”。如果使用铝阳,电压将增加到-0.8V;如果使用镁阳,电压将增加到-1.3V。电压差越大,阴得到的保护电流就越多。但是,有些材料(铝)可能会被“过度保护”。
云南船用锌合金牺牲阳极保护原理
应用镁阳保护的构物主要有埋地管道、容器、大型储罐、电缆的金属护套、热交换器、热水器等。虽然海上应用远远少于铝、锌阳,但也有应用在舰船和压载舱等。当涉及到接触水的材料时,某些金属会比其他金属腐蚀得更快。对于在淡水或咸水环境中航行的船只来说,这个问题尤其严重。钢铁广泛应用于船舶行业,从船体到机械设备,但是这种材料易受到腐蚀,即使不是直接接触水,其它金属也会遭受腐蚀,但是它们的腐蚀程度不同。潮湿的风也会对船舶、码头门、平台、储罐和其他结构造成腐蚀。有几种方法可以保护船只不受腐蚀。除了使用防腐涂料,锌阳将有助于延长船体在海洋的寿命。
云南船用锌合金牺牲阳极保护原理