高活化鋁合金犧牲陽(yáng)極主要性能

犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)的基本原理是采用一種比被保護(hù)管道金屬電位更負(fù)的金屬或合金，與被保護(hù)金屬聯(lián)結(jié)，依靠它與被保護(hù)金屬之間存在一定的電位差產(chǎn)生的電流，使被保護(hù)金屬陰極極化而受到保護(hù)，如圖 5-1 所示。地下金屬管道上電極電位較高，為電池陰極，發(fā)生 Fe²⁺+2e^-Fe 反應(yīng)，或在酸性介質(zhì)中發(fā)生 2H⁺+2e^-H₂反應(yīng)，或在中性、堿性介質(zhì)中發(fā)生 O₂+2H₂O+4e^-4OH^-反應(yīng)；犧牲陽(yáng)極電位較負(fù)，進(jìn)行 MMⁿ⁺+ne^-反應(yīng)。這樣犧牲陽(yáng)極不斷地被腐蝕，產(chǎn)生的電子傳遞到地下管道，使地下管道免遭土壤腐蝕。根據(jù)上述原理，要求犧牲陽(yáng)極有足夠低的電位，才能產(chǎn)生足夠的電流；除此之外，要求介質(zhì)為電解質(zhì)，也就是必須導(dǎo)電，這樣金屬 M 才能被腐蝕，生成 Mⁿ⁺，而且土壤介質(zhì)也能快速地將 Mⁿ⁺擴(kuò)散到土壤中，使金屬陽(yáng)極表面不至于極化，保證金屬能夠給出電子，但犧牲陽(yáng)極又不能消耗過(guò)快，這樣不僅會(huì)產(chǎn)生過(guò)保護(hù)，甚至還會(huì)使陽(yáng)極更換頻率加快，保護(hù)成本升高。如何使?fàn)奚?yáng)極保護(hù)效果好，成本低？這涉及陽(yáng)極材料的選擇、犧牲陽(yáng)極保護(hù)范圍計(jì)算、土壤電

導(dǎo)率的改性、陽(yáng)極表面去極化等問(wèn)題。

圖 5-1 犧牲陽(yáng)極工作原理

可供選擇的犧牲陽(yáng)極材料有很多種，如鎂及鎂合金、鋅及鋅合金、鋁合金等。其中，鎂犧牲陽(yáng)極材料可提供的電位約為-1.75V，鋅約為-1.1V，工業(yè)純鋁約為-0.8V。在實(shí)際運(yùn)行中，犧牲陽(yáng)極應(yīng)根據(jù)每種材料提供的電位、金屬所接觸的周圍環(huán)境以及所需要提供保護(hù)電流的大小等方面進(jìn)行綜合考慮。

一、土壤介質(zhì)對(duì)犧牲陽(yáng)極的要求

二、土壤是一個(gè)由氣、液、固三種狀態(tài)物質(zhì)組成的復(fù)雜體系，這三種狀態(tài)物質(zhì)的組成隨溫度、氣候、季節(jié)等因素的變化而改變，由此導(dǎo)致土壤的電阻率、氧化還原電位、pH 值、含鹽量等隨之變化，使得土壤的腐蝕性評(píng)定極為復(fù)雜。作為常用的參考指標(biāo)，表 5-1 給出了土壤電阻率評(píng)定土壤腐蝕性的標(biāo)準(zhǔn)。

裴瑩瑩   1862587   9268

犧牲陽(yáng)極種類的選擇主要根據(jù)土壤電阻率、土壤含鹽類型及被保護(hù)管道覆蓋層狀態(tài)來(lái)進(jìn)行。這是由于土壤不能對(duì)犧牲陽(yáng)極進(jìn)行腐蝕，犧牲陽(yáng)極就無(wú)法給出電子，則地下管道就得不到電子，不能實(shí)現(xiàn)電化學(xué)保護(hù)。表 5-2 為不同電阻率的水和土壤中陽(yáng)極種類的選擇指南。在大多數(shù)情況下，由于鎂陽(yáng)極自腐蝕電位較低，容易在土壤中被腐蝕，使 MgMg²⁺+2e^-的反應(yīng)加速。因此，鎂陽(yáng)極適用于各種土壤環(huán)境。一般來(lái)說(shuō)，鋅陽(yáng)極適用于電阻率低的潮濕環(huán)境，而鋁陽(yáng)極還沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，國(guó)外一直不主張用于土壤環(huán)境中，而國(guó)內(nèi)目前已有不少實(shí)踐，并被推薦用于低電阻率、潮濕和存在氯化物的環(huán)境中。

表 5-2 犧牲陽(yáng)極種類的應(yīng)用選擇

三、犧牲陽(yáng)極的設(shè)計(jì)