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牺牲阳极阴极保护材料的作用与要求

牺牲阳极阴极保护技术以其简单易行、经济有效、对环境产生的电污染少和不干扰邻近金属设施等许多优点和独特功能而获得广泛应用。与外加电流阴极保护相比,牺牲阳极保护同时还具有另一些独特功能,它能起到抗干扰腐蚀的作用,也可以用于排流防雷击及防静电接地。因而牺牲阳极法和外加电流法两种阴极保护方法同样受到工业部门的重视。

牺牲阳极法阴极保护就是通过牺牲阳极的腐蚀溶解而为被保护金属结构提供阴极保护电流,牺牲阳极发阴极保护效果与牺牲阳极材料本身的性能有着直接的关系。作为阴极保护的牺牲阳极应满足如下要求:

①牺牲阳极需要有足够的稳定电位,。即它与被保护金属之间应有足够大的开路电位差。要达到完全的阴极保护,必须将被保护金属结构物阴极极化到表面上最活泼阳极点的平衡电位。而牺牲阳极的电位应该比这一平衡电位更负。这样它在阴极保护系统这一电偶电池中才能作为做有效的阳极而优先溶解。

②牺牲阳极在工作过程中阳极极化率要小。这样牺牲阳极在工作时的电位朝正的方向移动不大。牺牲阳极的工作电位足够负,这样就可以在阴极保护系统工作时保持有足够的驱动电压。所谓的驱动电压指阴极保护系统工作时被保护金属与牺牲阳极工作点位之间的电位差。足够大的驱动电压用于产生足够的阳极输出电流,客服保护系统的回路电阻,保障良好的阴极保护效果。尤其是在较高的电阻率介质中(如淡水、土壤),维持足够大的驱动电压是十分必要的。

③牺牲阳极的理论电容量要大。理论电容量是根据库伦定律计算的消耗单位质量金属所产生的电量,单位为A·h/kg。对与牺牲阳极,消耗单位质量的阳极金属所产生的电量要大;或者说产生1A·h的单位电量所消耗的阳极质量要小。由此决定阳极使用寿命长、经济性好的效果。

④牺牲阳极在工作时的自腐蚀速率要小,电流效率要高。所谓的电离效率就是实际电容量的百分比。实际电容量总是比理论电容量要小,但从阴极保护效果和经济性考虑,要求实际电容量应尽可能地大,即电流效率要高。

⑤牺牲阳极在工作时均匀的活化溶解,表面不沉淀难溶的腐蚀产物,是养鸡能够长期的稳定工作。这既保证高的电流效率,也可延长阳极使用寿命。为了使阳极有良好的溶解状态,在牺牲阳极制造时应添加某些有效合金元素减少杂质,遵循一定的制造工艺和热处理条件,以获得良好的组织状态。

⑥牺牲阳极工作时产生的腐蚀产物应是无毒无害,不污染环境,无公害之虞。每年有大量的牺牲阳极置于船舶、海洋平台、码头等海洋结构物上以及埋地管线或其他埋地金属结构物周围,其中至少50%以上被腐蚀溶解,以腐蚀产物的形式进入环境。这对自然环境、人类环境、人类社会的生产生活都是一个巨大的威胁,所以必须保证牺牲阳极的使用对环境是绿色的,对人体是清洁卫生的。

⑦牺牲阳极的原材料丰富,生产加工容易,价格低廉。通过提高牺牲阳极法阴极保护的经济性,有利于这种有效的腐蚀控制技术推广应用。

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