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定義1:陽極隨著流出的電流而逐漸消耗,所以,稱為犧牲陽極,這種陽極消耗快,安設(shè)位置及方法必須便于更換。低電位金屬材料有鎂、鎂合金、純鋅、鋅合金、鋁合金等。

定義2:這種方法稱犧牲陽極法陰極保護這類活潑金屬或合金則稱為犧牲陽極。犧牲陽極法陰極保護是應(yīng)用最早的一種電化學(xué)保護技術(shù)。

定義3:得到陽極的保護,陽極逐步被消耗,故稱為犧牲陽極。

定義4:由于該金屬的腐蝕對原有腐蝕電池提供保護,加快了自身的腐蝕,因此稱為犧牲陽極。犧牲陽極材料應(yīng)能滿足下列要求:(l)要有足夠的負電位,而且很穩(wěn)定;2)強制電流法就是給被保護金屬結(jié)構(gòu)施加一個陰極電流,而給輔助陽極施加陽極電流,構(gòu)成一個腐蝕電流,以使金屬結(jié)構(gòu)得到保護。

定義5:犧牲陽極(sacrificial anode)由電位較負的金屬材料制成,當(dāng)它與被保護的管道連接時,自身發(fā)生優(yōu)先離解,從而抑制了管道的腐蝕,故稱為犧牲陽極。犧牲陽極應(yīng)有足夠負的穩(wěn)定電位,以保持足夠大的驅(qū)動電壓:同時有較大的理論發(fā)生電量,還要有高而穩(wěn)定的電流效率。

定義6:中電位夠負的金屬或合金稱為犧牲陽極�？紤]到原油氣本身易爆的危險性避免雜散電流原油儲罐內(nèi)部采用外加電流防腐蝕法沒有可靠性。

定義7:在陰極(被保護結(jié)構(gòu))得到保護的同時,陽極不斷地被消耗,故稱為犧牲陽極。3種理想的陽極物質(zhì)是鎂、鋁和鋅,它們在自然環(huán)境中的腐蝕電位達到-10V(相對Cu|CuSO4,下同)

定義8:該電位較負的電極稱為犧牲陽極,因為隨著電流的不斷流動,陽極材料不斷消耗掉。作為犧牲陽極材料,金屬或合金必須滿足以下條件:⑴電位足夠負,可供應(yīng)充分的電子使被保護金屬設(shè)備發(fā)生陰極極化。

犧牲陽極通常僅經(jīng)濟地應(yīng)用在保護電流需要量小的構(gòu)筑物上和低土壤電阻率環(huán)境中。此外,當(dāng)沒有供電條件或出現(xiàn)不經(jīng)濟的情況時才有應(yīng)用價值。

適用于土壤中的犧牲陽極材料主要是鎂,在海水中是鋅和鋁。為了使電流輸出盡量保持穩(wěn)定和降低陽極接地電阻,土壤中的犧牲陽極周圍應(yīng)采用化學(xué)填包料,主要由75%的硫酸鈣,20%的膨潤土和5%硫酸鈉混合而成。犧牲陽極不能埋放在焦炭中,在成組使用時,陽極間距至少應(yīng)是3m。陽極頂部土壤覆蓋層厚度至少為0.6m。為了能夠測量斷電電位,犧牲陽極應(yīng)通過測量盒與管道相連接,犧牲陽極在交流牽引系統(tǒng)附近地區(qū)應(yīng)用時,陽極體上的交流感應(yīng)持續(xù)電壓不應(yīng)超過20V。

1、電位足夠負,但不宜太負,以免陰極區(qū)產(chǎn)生析氫反應(yīng);

2、陽極的極化率要小,電位極電流輸出要穩(wěn)定;

3、陽極材料的電容量要大;

4、必須有高的電流效率;

5、溶解均勻。容易脫落;

6、材料價格低廉,來源充分。

7、產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物應(yīng)是無毒無害,不污染環(huán)境,無公害之虞;

金屬或合金的電化學(xué)氧化。將金屬或合金的制件作為陽極,采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態(tài)和性能,如表面著色,提高耐腐蝕性 、增強耐磨性及硬度,保護金屬表面等。例如鋁陽極氧化,將鋁及其合金置于相應(yīng)電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽極,在特定條件和外加電流作用下,進行電解。陽極的鋁或其合金氧化 ,表面上形成氧化鋁薄層 ,其厚度為5~20微米 ,硬質(zhì)陽極氧化膜可達60~200微米 。陽極氧化后的鋁或其合金,提高了其硬度和耐磨性,可達250~500千克/平方毫米,良好的耐熱性 ,硬質(zhì)陽極氧化膜熔點高達2320K ,優(yōu)良的絕緣性 ,耐擊穿電壓高達2000V ,增強了抗腐蝕性能 ,在ω=0.03NaCl鹽霧中經(jīng)幾千小時不腐蝕。氧化膜薄層中具有大量的微孔,可吸附各種潤滑劑,適合制造發(fā)動機氣缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力強可著色成各種美觀艷麗的色彩。有色金屬或其合金(如鋁、鎂及其合金等)都可進行陽極氧化處理,這種方法廣泛用于機械零件,飛機汽車部件,精密儀器及無線電器材,日用品和建筑裝飾等方面。

在電學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域(電池、電路、陰極射線管等等)中,正極表示電勢高的電極,負極表示電勢低的電極,分別與英語的positive electrode和negative electrode對應(yīng)。但是對于陽極和陰極而言,陽極永遠發(fā)生氧化反應(yīng),陰極永遠發(fā)生還原反應(yīng)。

例如:鋼閘門的保護,有的就應(yīng)用這種方法。它是用一種更為活潑的金屬,如鋅等,連接在鋼閘門上。這樣,當(dāng)發(fā)生電化學(xué)腐蝕時,被腐蝕的就是那種比鐵更活潑的金屬,而鐵被保護了。通常在輪船的尾部和在船殼的水線以下部分,裝上一定數(shù)量的鋅塊,來防止船殼等的腐蝕,就是應(yīng)用的這種方法。電化學(xué)保護法的應(yīng)用除海水或河道中鋼鐵設(shè)備的保護外,還應(yīng)用于防止電纜、石油管道、地下設(shè)備和化工設(shè)備等的腐蝕。

管道犧牲陽極保護日常維護工作量不多,除按外加電流陰極保護的要求進行保護電位測量,測試樁維護保養(yǎng),絕緣法蘭檢測,接地故障排除等工作外,建議每月測定各參數(shù)。據(jù)此分析管道保護狀況。若陽極性能變壞,則需采取相應(yīng)措施。

作為犧牲陽極材料,必須能滿足以下要求:

1、 要有足夠負的穩(wěn)定電位;

2、 自腐蝕速率小且腐蝕均勻,要有高而穩(wěn)定的電流效率;

3、 電化學(xué)當(dāng)量高,即單位重量產(chǎn)生的電流量大;

4、 工作中陽極極化要小,溶解均勻,產(chǎn)物易脫落;

5、 腐蝕產(chǎn)物不污染環(huán)境,無公害;

6、 材料來源廣,加工容易,價格低廉。

常用的犧牲陽極品種有鎂基、鋅基和鋁基合金3類。

鋅是我們?nèi)粘Ｉ�活中比較常見的一種金屬,在元素周期表中鋅的原子量是65.4,密度是7.14 g/cm,化合價是+2,具有420攝氏度的熔點。

鋅是一種電位為負性的金屬,它的標(biāo)準(zhǔn)電位是負的0.76V,在海水中高純鋅的穩(wěn)定電位向負向游動偏移的,在PH值不同時,鋅的腐蝕率也不一樣,在pH小于6時和pH大于12時,鋅的腐蝕率都較大;但是在6-12的pH值的范圍內(nèi)鋅的腐蝕率比較小。

其中的雜質(zhì)也會對鋅的陽極腐蝕率跟陽極行為產(chǎn)生很大影響。雜質(zhì)的存在,會形成局部的腐蝕電源,可以形成局部電池,這些電池可以使得鋅的表面上形成氫氧化物,形成堅固的覆蓋層防止進一步的發(fā)生溶解。這樣形成覆蓋層的方式可以用在陰極保護系統(tǒng)中。

1、袋裝犧牲陽極應(yīng)使用適當(dāng)夯實的材料回填。當(dāng)陽極和專用填包料分開供應(yīng)時,陽極應(yīng)置于填包料的中心位置,并且在回填前將填包料搗實。在所有的操作中均應(yīng)小心,確保導(dǎo)線和接頭不受損傷。為避免張應(yīng)力,導(dǎo)線應(yīng)留有充分的松弛度。

2、在使用手鐲式陽極的位置,陽極下方的管道覆蓋層應(yīng)沒有缺陷。安裝手鐲式陽極時,應(yīng)小心進行以防損傷覆蓋層。如果在管道上噴涂混凝土后,應(yīng)去除陽極表面上所有混凝土,如果使用鋼筋混凝土,在陽極和鋼筋網(wǎng)之間或鋼筋網(wǎng)和管道之間嚴(yán)禁有金屬接觸。

3、在使用袋裝陽極的位置,可以挖溝或犁溝埋設(shè),根據(jù)要求使用或不使用化學(xué)填包料,通常與被保護管道的管段平行。

水下的金屬結(jié)構(gòu)物使用犧牲陽極,通常3個月左右進行一次測量,主要是測量各個測量點的電位,陽極輸出電流等數(shù)值。

還要注意的是電纜與水下結(jié)構(gòu)金屬相連的陽極,應(yīng)該定期的檢查電纜,避免因波浪、船只造成的破壞及時修復(fù)。

在構(gòu)筑物對水的保護電位不夠負時,這時就要更換陽極,還要考慮提出其他陽極進行檢查。

還有就是固定在水下構(gòu)筑物的,無法測量輸出電流,只能根據(jù)保護電位測量。

海水的污染程度有時也會影響陽極的工作性能。