一、明確應用場景的環境參數
1. 介質類型與特性
土壤環境:
需關注土壤電阻率(決定陽極輸出電流效率)、pH 值(酸性土壤加速陽極消耗)、含水率及含鹽量(影響離子傳導性)。例如,在高電阻率土壤(>50Ω?m)中,需選擇電位更負、電流效率更高的鋅合金型號。
典型案例:埋地管道在鹽堿地或沼澤地帶,應優先選含鎘或銦的鋅合金陽極(如 ASTM A1179 標準中的 Zn-0.5In 合金),以提升在潮濕土壤中的穩定性。
水環境:
海水或咸水介質中,鋅合金陽極需具備抗氯離子腐蝕能力,通常選用高純度鋅(雜質含量<0.001%),如 Zn-Al-Cd 系合金,其在海水中電流效率可達 90% 以上。
淡水或流動水體中,需考慮陽極溶解均勻性,避免因水流沖刷導致局部腐蝕,可選擇添加銦元素的鋅合金(如 Zn-0.03In),優化陽極極化性能。
2. 溫度與壓力條件
高溫環境(>60℃)下,鋅合金陽極的電位會發生偏移,需選擇耐高溫型號(如添加微量鎂元素的 Zn-Mg-In 合金),防止因溫度升高導致陽極鈍化。
深海或高壓環境中,需確保陽極結構強度,可采用壓鑄成型的鋅合金陽極,避免因壓力導致材料開裂。
二、評估保護對象的特性
1. 被保護體材質與表面積
金屬材質:不同金屬的保護電位不同(如鋼鐵需 - 0.85V CSE,銅合金需 - 0.5V CSE),鋅合金陽極的開路電位需匹配被保護金屬的保護電位范圍。例如,保護銅質設備時,需選擇電位相對較低的鋅合金(如 Zn-0.22Al),避免過保護。
表面積:根據被保護體表面積計算所需保護電流(如鋼鐵在海水中的保護電流密度為 20~30mA/m2),進而確定陽極數量與尺寸。大型儲罐(表面積>1000m2)需搭配高輸出電流的鋅合金陽極(如棒狀或帶狀陽極)。
2. 保護周期與維護需求
長期保護(>10 年)場景中,需選擇電流效率穩定、消耗率低的鋅合金(如 Zn-In 系合金),減少更換頻率;短期臨時保護(<2 年)可選用經濟型 Zn-Al-Cd 合金。
難維護場景(如海底管道)需優先考慮陽極的耐蝕壽命,可通過增加陽極厚度或采用犧牲陽極塊與輔助陽極結合的方式。
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