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犧牲陽(yáng)極陰極保護法——犧牲陽(yáng)極材料
- 作者:立博
- 來(lái)源:wwww.beijingzhixunshejizhuangxiuwang.com
- 發(fā)布時(shí)間:2023-02-06
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犧牲陽(yáng)極陰極保護法,又稱(chēng)犧牲陽(yáng)極保護法,是一種防止金屬腐蝕的方法,金屬電極越負,表示該金屬的還原能力越強,即將還原性較強的金屬作為保護極,與被保護金屬相連構成原電池,還原性較強的金屬將作為負極發(fā)生氧化反應而消耗,被保護的金屬作為正極就可以避免腐蝕。
犧牲陽(yáng)極保護體系的陽(yáng)極選擇是本方法的關(guān)鍵。犧牲陽(yáng)極材料應當滿(mǎn)足一下基本要求。
(1)犧牲陽(yáng)極須有足夠負的穩定電位。用它與被保護金屬之間應有足移大的開(kāi)路電位差,要達到完全的陰極保護,必須將被保護金屬結構回極極化到表面最活潑陽(yáng)級點(diǎn)的平衡電位,而犧牲陽(yáng)極的電位應該比這一平衡電位更負,這樣它在陰極保護系統的電偶電池中才能作為最有效的陽(yáng)極而優(yōu)先溶解。
(2)犧牲用段在工作過(guò)程中陽(yáng)極極化傾向要小,這樣犧牲陽(yáng)極在工作時(shí)電位朝正向移動(dòng)小,犧牲陽(yáng)極的工作電位足夠負,這樣就可以在陰極保護系統工作時(shí)保持有足夠大的驅動(dòng)電壓。所謂驅動(dòng)電壓是指陰極保護系統運行時(shí)被保護金屬的保護電位與犧牲陽(yáng)極工作電位之間的電位差,足夠大的驅動(dòng)電壓用于產(chǎn)生足夠大的陽(yáng)極輸出電流,克服保護系統之間的回路電阻,保障良好的陰極保護效果。,尤其是在較喜也阻率介質(zhì)(如淡水,土壤)中,維持足夠大的驅動(dòng)電是十分必要的。
(3)酒牲陽(yáng)極材料的理論電容量要大。理論電容量是壓根據庫侖定律計算的消耗單位質(zhì)量金屬產(chǎn)生的電量。對于犧往陽(yáng)極,是指消耗單位質(zhì)量的陽(yáng)極金屬所產(chǎn)生的電量要大,或說(shuō),產(chǎn)生單位電量消耗的陽(yáng)極質(zhì)量要小,由此決定了陽(yáng)極使用的壽命及經(jīng)濟性。
(4)犧牲陽(yáng)極在工作時(shí)的自腐位速率(自溶解量)要小,電流效率要高,即實(shí)際電容與理論電容量的百分比要大。實(shí)際電容能是實(shí)際測得的清耗單位質(zhì)量金屬所產(chǎn)生的電量。由于在陰極保護運行時(shí)犧牲陽(yáng)極自身發(fā)生了局部腐蝕電池作用,陽(yáng)極金屬消耗所產(chǎn)生的電流不能全部用于對金屬結構的明極保護作用,實(shí)際電容量總是比理論電容量要小。但從陰投護效果和經(jīng)濟性考慮,要求實(shí)際電容量應盡可能地大。
(5)犧牲陽(yáng)極在工作時(shí)呈均勻的活化溶解,表面上不沉積難溶的腐蝕產(chǎn)物,使陽(yáng)極能結長(cháng)期持續地穩定工作,這既可保證高的電流效率,也可延長(cháng)陽(yáng)極使用壽命,在實(shí)際情況下由于材料中存在雜質(zhì)、熔煉和澆轉過(guò)程中可能產(chǎn)生缺陷,以及發(fā)生了點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕或應力腐蝕開(kāi)裂等局部腐蝕,往往使陽(yáng)極表面溶解不均勻,使陽(yáng)極材料呈顆粒狀脫落,甚至造成陽(yáng)極斷裂。犧牲陽(yáng)極表面的腐蝕特征一般與材料的合金成分、雜質(zhì)的性質(zhì)與含量、相組織等有關(guān),為了使陽(yáng)極有良好的溶解狀態(tài),在制造銷(xiāo)牲陽(yáng)極時(shí)應添加某些有效合金元素,減少雜質(zhì),遵循一定的制造工藝和熱處理條件,以獲得良好的組織狀態(tài)。
此外,犧牲陽(yáng)極工作時(shí)產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物應是松軟多孔、易于脫落的。不允許在陽(yáng)極表面產(chǎn)生一層致密、附著(zhù)牢固的腐蝕產(chǎn)物膜或堅硬厚實(shí)的難溶沉積層,因為這類(lèi)高電阻破殼會(huì )阻礙陽(yáng)極材料持續有效地均勻溶解,堿土金屬中的鎂和鋁以及重金屬中的鋅易生成各種難溶化合物,如磷酸鹽、氫氧化物、碳酸鹽、含氧硫酸鹽、氯氧化物等。如果這些難溶化合物的離子濃度很高,或者陽(yáng)極在低電流密度下工作時(shí),一定條件下將會(huì )產(chǎn)生難溶化合物沉積并覆蓋在陽(yáng)極表面上,這樣就會(huì )使陽(yáng)極發(fā)生鈍化而失去均勻的、活化的陽(yáng)極溶解作用。
(6)犧牲陽(yáng)極工作時(shí)產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物應是無(wú)毒無(wú)害,不污染環(huán)境,無(wú)公害的。每年有大量犧牲陽(yáng)極置于船舶、海洋平臺、碼頭等海洋結構物上以及埋地管線(xiàn)或其他埋地金屬結構物周?chē)渲兄辽?0%以上被腐蝕溶解,以腐蝕產(chǎn)物形式進(jìn)入環(huán)境,這對于自然環(huán)境、人類(lèi)社會(huì )的生產(chǎn)生活都是一個(gè)潛在的威脅,因此必須保證犧牲陽(yáng)極的使用對環(huán)境是綠色的,對人類(lèi)是清潔衛生的。
(7)犧牲陽(yáng)極的原材料應當豐富,生產(chǎn)加工容易,價(jià)格便宜。提高犧牲陽(yáng)極法陰極保護經(jīng)濟性,有利于這種有效腐蝕控制技術(shù)的推廣應用。