陰極保護設計過程中,陰極保護材料選擇是非常重要的一項內容,關系到整個項目成敗。如果選材錯誤,往往導致整個陰極保護工程的失效。陰極保護材料的選擇,這里主要介紹關于犧牲陽極的材料選擇。
犧牲陽極材料從理論上講,只要比被保護金屬活潑的金屬都可以作為犧牲陽極。但是實際運用中,有的金屬太活潑,比如鉀鈣鈉,遇到空氣或者水都能劇烈反應,因此不能采用。
鎂陽極:
鎂陽極,用的環境較廣,基本上大多數環境都能使用,還有一個好處就是不會產生對人體有害的陽離子,可以用在飲用水罐,熱水器內使用。但是由于鎂比較活潑,自腐蝕也比較厲害,電流效率不高,價格也較高,以使用起來并不太經濟。鎂陽極適合電阻率比較高的土壤或者淡水中環境。鎂陽極分為兩種:高電位-1.75V和低電位-1.55V(vsCuSO4參比電極),根據實際的使用環境進行選擇。為減小接地電阻,減少自腐蝕,增加電流輸出,鎂陽極在土壤中使用要求放在填包料內,填包料為石膏粉,膨潤土混合物。
鋅陽極:
鋅陽極是在海水和土壤中十分常用的陽極,也是*早使用的陽極,在1824年,就被Davy使用。鋅陽極有很多型號,普通型號的鋅陽極不能使用在54℃以上的環境,因為此時鋅陽極極性會發生逆轉,電位比鋼鐵更正,鋅陽極此時變為陰極,但是有特殊型號的鋅陽極可以用在高溫的環境。一般來講,鋅陽極電流效率較高,高純鋅可以使用在電阻率為20Ω.m以下的土壤或者淡水中。鋅陽極使用在土壤中要求放在填包料內使用,填包料使用石膏粉,膨潤土,工業硫酸鈉等混合物。
鋁陽極:
純鋁是不適合做犧牲陽極材料的,因為其表面會生產鈍化膜,從而阻止其發生電化學反應。通過添加微量金屬元素,比如鋅,銦等,阻止該鈍化膜的形成,使其起到初始的活化作用。鋁陽極一般是用在海水或者含鹽水(氯離子)的土壤環境中。鋁陽極在海洋工程中使用特別多,因為其具質量輕,具有較大的單位電容量和較低的價格。鋁陽極在水中使用直接固定在被保護結構物上,無需填料。
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