· 工作原理:鎂合金的電極電位顯著低于被保護的金屬,如鋼鐵。當兩者在電解質環境中接觸時,會形成原電池。塊狀鎂合金犧牲陽極作為陽極發生氧化反應,釋放電子(Mg → Mg2? 2e?),自身逐漸被腐蝕,而電子通過導線流向被保護的金屬(如鋼鐵)表面,抑制其氧化反應(Fe2? 2e? → Fe),從而避免被保護金屬銹蝕。同時,它還能通過輸出反向電流,抵消腐蝕環境中金屬表面因微觀電池效應產生的局部腐蝕電流,實現保護2。
· 性能特點
· 優點
· 電位較負:能夠穩定地提供陰極保護電流,有效防止被保護金屬的腐蝕。
· 驅動電位大:在相同的條件下,能夠產生更大的保護電流,從而提高保護效果。
· 理論容量大:單位質量的鎂合金能夠產生更多的電量,使用壽命相對較長。
· 極化率低:在電化學反應過程中,極化率小意味著電流輸出更穩定,保護效果更可靠。
· 適用范圍廣:特別適用于高電阻率介質中的防腐保護,如電阻率大于 100 歐姆?m 的環境。
· 比重小:鎂合金的密度相對較低,這使得其在應用過程中更為輕便,便于安裝和維護。
· 環保:其應用符合可持續發展的要求,不僅能夠有效地防止腐蝕,還能夠避免對環境造成污染。
· 缺點
· 驅動電位有限且不可調節:限制了其電流輸出能力,從而影響了其能夠保護的結構面積,在某些需要更大保護范圍的應用中,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:在使用過程中會不斷消耗,需要定期更換,增加了使用成本。
· 設計難度大:為了達到最佳的防腐效果,需要針對不同的設施進行個性化的設計,因為不同的設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:在某些場合,可能會影響無線通信信號的傳輸,這可能是由于其電磁特性導致的。
· 電流效率低:自腐蝕大,電流效率相對較低,意味著在產生相同保護電流的情況下,需要消耗更多的鎂合金材料。
· 保護范圍有限:由于驅動電壓 / 電流較低,其保護范圍相對較小,對于需要大范圍保護的應用,可能需要使用更多的陽極或考慮其他防腐措施。
· 主要應用
· 埋地設施防腐:如石油 / 天然氣輸送管道、城市給排水管道、地下儲油罐、化工儲罐等長期埋地設施,鎂合金犧牲陽極可有效防止土壤對管道和儲罐的腐蝕。
· 鋼結構防腐:橋梁樁基、碼頭鋼樁等與土壤接觸的鋼結構,通過使用鎂合金犧牲陽極,可抑制金屬的電化學腐蝕。
· 海洋工程防腐:海洋平臺、船舶船體、海底管線等長期浸沒于海水中的金屬結構,海水作為電解質,鎂陽極通過電化學反應持續提供保護電流,防止金屬腐蝕。
· 淡水及內陸環境防腐:水庫閘門、淡水輸水管道、熱交換器、鍋爐內膽等在淡水環境中的設施,鎂陽極在淡水環境中仍能維持足夠負的電位,通過犧牲自身抑制金屬的電化學腐蝕。
· 特殊環境防腐:化工儲罐內壁(強酸 / 強堿介質)、家用熱水器內膽、酸堿儲罐等,鎂陽極通過提供持續的保護電流,抵消腐蝕性介質對金屬的侵蝕,在復雜化學環境中仍能保持穩定的防腐效果。
· 規格型號:常見的塊狀鎂合金犧牲陽極型號有 MG-22、MG-14、MG-11、MG-8、MG-4、MG-2 等。以 MG-22 為例,其規格為長 700mm×(上底 130mm 下底 150mm)× 高 125mm,重量 22.0kg3。
· 使用注意事項
· 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:當土壤電阻率高時,陽極輸出電流小,陽極表面容易發生鈍化,進一步加大接地電阻,使陽極輸出電流進一步減小,應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不斷消耗,需要定期檢查陽極的剩余重量,當犧牲陽極剩余量為最初重量的 15%,即認為陽極失效,需要及時更換。
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