铝合金牺牲阳极阴极保护

一、阴极保护技术发展历史

阴极保护技术的应用已经有将近200年的历史。该技术最初用来保护船只，后来发展到保护埋地管道，如今很多和土壤接触的金属都采用了阴极保护，如桥梁钢筋、原油储罐、热交换器等。我国对埋地管道的阴极保护始于1962年的克拉玛依至独山子输油管道，该管道已经运行了将近60年，目前仍在运营。阴极保护和防腐层相结合，是最为经济有效的腐蚀控制措施。防腐层是腐蚀控制的第一道防线，阴极保护为防腐层缺陷点提供保护。在大气中，防腐层是腐蚀控制的唯一措施。随着技术的进步，阴极保护将向自动监测自动控制的方向发展，将来的管道也必将更为智能化。阴极保护技术的进步及管理水平的提高，将保证管道更为安全可靠地运营

二、牺牲阳极阴极保护原理、

如图1-33 所示，将电位更负的金属(牺牲阳极)与管道连电子沿金属连接线自阳极流向被保护结构，被保护结构电位负向偏移。电流自阳极通过土壤流向被保护结构。当施加的电流接足够大时，没有电流离开被保护结构表面流入土壤，被保护结构纯吸收电流，成为阴极而得到保护。

三、牺牲阳极阴极保护特点及适用领域艺

(1)应用灵活、易于安装、维护简单，不需要电源，不会产生腐蚀干扰。

(2)仅用于需求电流小的场合(一般小于 1.0A)。

(3)驱动电压低，仅用于低土壤电阻率环境(小于500·m.一般不超过 100Ω·m)。

(4)阳极效率低，浪费大，性价比差。

四、牺牲阳极用量的计算

根据法拉第第一定律，如果知道阳极的输出电流、环境特点及设计寿命，可以计算阳极的用量。

Ixtx8766Ψ ≡UxZ xO

W--阳极质量，kg;

式中

1--电流输出，A;设计寿命，a;t-

-利用系数，0.85;1/

-理论电容量，A·h/kg;7

-理论阳极效率。0--

公式中，理论电容量%与理论阳极效率0的乘积为实际电容量

五、镁牺牲阳极

到目前为止，能够为碳钢结构提供阴极保护的材料主要有三种分别是镁、锌、铝。这些阳极各有特点，适用于不同的领域和环境。

1.镁阳极的电气性能

(1)理论阳极效率0:0.5，受阳极表面电流密度影响还会更低;

(2)理论电容量Z:2200A·b/kg，实际电容量可根据阳极表面电流密度从曲线中查到

(3)利用系数U:85%;

六、锌牺牲阳极

1.锌阳极的电气性能

(1)理论阳极效率0:0.9;

(2)理论电容量2:827A·h/kg;

(3)利用系数U:85%;

(4)开路电位:-1.10V.;

(5)环境温度:<49℃(不适于碳酸盐及富氧环境)

2.锌阳极的应用

锌阳极与钢铁之间的电位差约为0.25V，电位差比较小，所以一般仅用于土壤电阻率小于15Ω·m的土壤或海水中，电阳率最大不宜超过500·m。也可以用作接地电池或接地极。不论是块状还是带状锌阳极，都要放到填料中。

根据工程要求的不同，锌阳极可以分为铸造型(块状)和挤压型(锌带)两种型式

七、铝牺牲阳极

1.铝阳极的电气性能

(1)理论阳极效率0:0.9;

(2)理论电容量Z:2500A·b/kg;

(3)利用系数U:85%;

(4)开路电位:-1.10V.(阳极极化一般取50mV)。

2.铝阳极的应用小，所电阻率论是和挤

理论阳极效率受阳极表面电流密度影响。使用铝阳极的环境必须含有一定的氯离子，氯离子含量需大于11550ppm(1ppm =10-)，约为海水中氯离子含量的33%，铝阳极不能用在淡水及土壤中。铝阳极主要用于海洋结构、船舶、码头、桥梁钢筋及原油储罐内壁保护，新型铝阳极可以用在淡水中但其长期使用性能还有待验证。