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定義1:陽(yáng)極隨著流出的電流而逐漸消耗,所以,稱為犧牲陽(yáng)極,這種陽(yáng)極消耗快,安設(shè)位置及方法必須便于更換。低電位金屬材料有鎂、鎂合金、純鋅、鋅合金、鋁合金等。

定義2:這種方法稱犧牲陽(yáng)極法陰極保護(hù)這類活潑金屬或合金則稱為犧牲陽(yáng)極。犧牲陽(yáng)極法陰極保護(hù)是應(yīng)用最早的一種電化學(xué)保護(hù)技術(shù)。

定義3:得到陽(yáng)極的保護(hù),陽(yáng)極逐步被消耗,故稱為犧牲陽(yáng)極。

定義4:由于該金屬的腐蝕對(duì)原有腐蝕電池提供保護(hù),加快了自身的腐蝕,因此稱為犧牲陽(yáng)極。犧牲陽(yáng)極材料應(yīng)能滿足下列要求:(l)要有足夠的負(fù)電位,而且很穩(wěn)定;2)強(qiáng)制電流法就是給被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)施加一個(gè)陰極電流,而給輔助陽(yáng)極施加陽(yáng)極電流,構(gòu)成一個(gè)腐蝕電流,以使金屬結(jié)構(gòu)得到保護(hù)。

定義5:犧牲陽(yáng)極(sacrificial anode)由電位較負(fù)的金屬材料制成,當(dāng)它與被保護(hù)的管道連接時(shí),自身發(fā)生優(yōu)先離解,從而抑制了管道的腐蝕,故稱為犧牲陽(yáng)極。犧牲陽(yáng)極應(yīng)有足夠負(fù)的穩(wěn)定電位,以保持足夠大的驅(qū)動(dòng)電壓:同時(shí)有較大的理論發(fā)生電量,還要有高而穩(wěn)定的電流效率。

定義6:中電位夠負(fù)的金屬或合金稱為犧牲陽(yáng)極�？紤]到原油氣本身易爆的危險(xiǎn)性避免雜散電流原油儲(chǔ)罐內(nèi)部采用外加電流防腐蝕法沒(méi)有可靠性。

定義7:在陰極(被保護(hù)結(jié)構(gòu))得到保護(hù)的同時(shí),陽(yáng)極不斷地被消耗,故稱為犧牲陽(yáng)極。3種理想的陽(yáng)極物質(zhì)是鎂、鋁和鋅,它們?cè)谧匀画h(huán)境中的腐蝕電位達(dá)到-10V(相對(duì)Cu|CuSO4,下同)

定義8:該電位較負(fù)的電極稱為犧牲陽(yáng)極,因?yàn)殡S著電流的不斷流動(dòng),陽(yáng)極材料不斷消耗掉。作為犧牲陽(yáng)極材料,金屬或合金必須滿足以下條件:⑴電位足夠負(fù),可供應(yīng)充分的電子使被保護(hù)金屬設(shè)備發(fā)生陰極極化。

犧牲陽(yáng)極通常僅經(jīng)濟(jì)地應(yīng)用在保護(hù)電流需要量小的構(gòu)筑物上和低土壤電阻率環(huán)境中。此外,當(dāng)沒(méi)有供電條件或出現(xiàn)不經(jīng)濟(jì)的情況時(shí)才有應(yīng)用價(jià)值。

適用于土壤中的犧牲陽(yáng)極材料主要是鎂,在海水中是鋅和鋁。為了使電流輸出盡量保持穩(wěn)定和降低陽(yáng)極接地電阻,土壤中的犧牲陽(yáng)極周?chē)鷳?yīng)采用化學(xué)填包料,主要由75%的硫酸鈣,20%的膨潤(rùn)土和5%硫酸鈉混合而成。犧牲陽(yáng)極不能埋放在焦炭中,在成組使用時(shí),陽(yáng)極間距至少應(yīng)是3m。陽(yáng)極頂部土壤覆蓋層厚度至少為0.6m。為了能夠測(cè)量斷電電位,犧牲陽(yáng)極應(yīng)通過(guò)測(cè)量盒與管道相連接,犧牲陽(yáng)極在交流牽引系統(tǒng)附近地區(qū)應(yīng)用時(shí),陽(yáng)極體上的交流感應(yīng)持續(xù)電壓不應(yīng)超過(guò)20V。

1、電位足夠負(fù),但不宜太負(fù),以免陰極區(qū)產(chǎn)生析氫反應(yīng);

2、陽(yáng)極的極化率要小,電位極電流輸出要穩(wěn)定;

3、陽(yáng)極材料的電容量要大;

4、必須有高的電流效率;

5、溶解均勻。容易脫落;

6、材料價(jià)格低廉,來(lái)源充分。

7、產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物應(yīng)是無(wú)毒無(wú)害,不污染環(huán)境,無(wú)公害之虞;

金屬或合金的電化學(xué)氧化。將金屬或合金的制件作為陽(yáng)極,采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態(tài)和性能,如表面著色,提高耐腐蝕性 、增強(qiáng)耐磨性及硬度,保護(hù)金屬表面等。例如鋁陽(yáng)極氧化,將鋁及其合金置于相應(yīng)電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽(yáng)極,在特定條件和外加電流作用下,進(jìn)行電解。陽(yáng)極的鋁或其合金氧化 ,表面上形成氧化鋁薄層 ,其厚度為5~20微米 ,硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜可達(dá)60~200微米 。陽(yáng)極氧化后的鋁或其合金,提高了其硬度和耐磨性,可達(dá)250~500千克/平方毫米,良好的耐熱性 ,硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜熔點(diǎn)高達(dá)2320K ,優(yōu)良的絕緣性 ,耐擊穿電壓高達(dá)2000V ,增強(qiáng)了抗腐蝕性能 ,在ω=0.03NaCl鹽霧中經(jīng)幾千小時(shí)不腐蝕。氧化膜薄層中具有大量的微孔,可吸附各種潤(rùn)滑劑,適合制造發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力強(qiáng)可著色成各種美觀艷麗的色彩。有色金屬或其合金(如鋁、鎂及其合金等)都可進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理,這種方法廣泛用于機(jī)械零件,飛機(jī)汽車(chē)部件,精密儀器及無(wú)線電器材,日用品和建筑裝飾等方面。

在電學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域(電池、電路、陰極射線管等等)中,正極表示電勢(shì)高的電極,負(fù)極表示電勢(shì)低的電極,分別與英語(yǔ)的positive electrode和negative electrode對(duì)應(yīng)。但是對(duì)于陽(yáng)極和陰極而言,陽(yáng)極永遠(yuǎn)發(fā)生氧化反應(yīng),陰極永遠(yuǎn)發(fā)生還原反應(yīng)。

例如:鋼閘門(mén)的保護(hù),有的就應(yīng)用這種方法。它是用一種更為活潑的金屬,如鋅等,連接在鋼閘門(mén)上。這樣,當(dāng)發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),被腐蝕的就是那種比鐵更活潑的金屬,而鐵被保護(hù)了。通常在輪船的尾部和在船殼的水線以下部分,裝上一定數(shù)量的鋅塊,來(lái)防止船殼等的腐蝕,就是應(yīng)用的這種方法。電化學(xué)保護(hù)法的應(yīng)用除海水或河道中鋼鐵設(shè)備的保護(hù)外,還應(yīng)用于防止電纜、石油管道、地下設(shè)備和化工設(shè)備等的腐蝕。

管道犧牲陽(yáng)極保護(hù)日常維護(hù)工作量不多,除按外加電流陰極保護(hù)的要求進(jìn)行保護(hù)電位測(cè)量,測(cè)試樁維護(hù)保養(yǎng),絕緣法蘭檢測(cè),接地故障排除等工作外,建議每月測(cè)定各參數(shù)。據(jù)此分析管道保護(hù)狀況。若陽(yáng)極性能變壞,則需采取相應(yīng)措施。

作為犧牲陽(yáng)極材料,必須能滿足以下要求:

1、 要有足夠負(fù)的穩(wěn)定電位;

2、 自腐蝕速率小且腐蝕均勻,要有高而穩(wěn)定的電流效率;

3、 電化學(xué)當(dāng)量高,即單位重量產(chǎn)生的電流量大;

4、 工作中陽(yáng)極極化要小,溶解均勻,產(chǎn)物易脫落;

5、 腐蝕產(chǎn)物不污染環(huán)境,無(wú)公害;

6、 材料來(lái)源廣,加工容易,價(jià)格低廉。

常用的犧牲陽(yáng)極品種有鎂基、鋅基和鋁基合金3類。

鋅是我們?nèi)粘Ｉ�活中比較常見(jiàn)的一種金屬,在元素周期表中鋅的原子量是65.4,密度是7.14 g/cm,化合價(jià)是+2,具有420攝氏度的熔點(diǎn)。

鋅是一種電位為負(fù)性的金屬,它的標(biāo)準(zhǔn)電位是負(fù)的0.76V,在海水中高純鋅的穩(wěn)定電位向負(fù)向游動(dòng)偏移的,在PH值不同時(shí),鋅的腐蝕率也不一樣,在pH小于6時(shí)和pH大于12時(shí),鋅的腐蝕率都較大;但是在6-12的pH值的范圍內(nèi)鋅的腐蝕率比較小。

其中的雜質(zhì)也會(huì)對(duì)鋅的陽(yáng)極腐蝕率跟陽(yáng)極行為產(chǎn)生很大影響。雜質(zhì)的存在,會(huì)形成局部的腐蝕電源,可以形成局部電池,這些電池可以使得鋅的表面上形成氫氧化物,形成堅(jiān)固的覆蓋層防止進(jìn)一步的發(fā)生溶解。這樣形成覆蓋層的方式可以用在陰極保護(hù)系統(tǒng)中。

1、袋裝犧牲陽(yáng)極應(yīng)使用適當(dāng)夯實(shí)的材料回填。當(dāng)陽(yáng)極和專用填包料分開(kāi)供應(yīng)時(shí),陽(yáng)極應(yīng)置于填包料的中心位置,并且在回填前將填包料搗實(shí)。在所有的操作中均應(yīng)小心,確保導(dǎo)線和接頭不受損傷。為避免張應(yīng)力,導(dǎo)線應(yīng)留有充分的松弛度。

2、在使用手鐲式陽(yáng)極的位置,陽(yáng)極下方的管道覆蓋層應(yīng)沒(méi)有缺陷。安裝手鐲式陽(yáng)極時(shí),應(yīng)小心進(jìn)行以防損傷覆蓋層。如果在管道上噴涂混凝土后,應(yīng)去除陽(yáng)極表面上所有混凝土,如果使用鋼筋混凝土,在陽(yáng)極和鋼筋網(wǎng)之間或鋼筋網(wǎng)和管道之間嚴(yán)禁有金屬接觸。

3、在使用袋裝陽(yáng)極的位置,可以挖溝或犁溝埋設(shè),根據(jù)要求使用或不使用化學(xué)填包料,通常與被保護(hù)管道的管段平行。

水下的金屬結(jié)構(gòu)物使用犧牲陽(yáng)極,通常3個(gè)月左右進(jìn)行一次測(cè)量,主要是測(cè)量各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的電位,陽(yáng)極輸出電流等數(shù)值。

還要注意的是電纜與水下結(jié)構(gòu)金屬相連的陽(yáng)極,應(yīng)該定期的檢查電纜,避免因波浪、船只造成的破壞及時(shí)修復(fù)。

在構(gòu)筑物對(duì)水的保護(hù)電位不夠負(fù)時(shí),這時(shí)就要更換陽(yáng)極,還要考慮提出其他陽(yáng)極進(jìn)行檢查。

還有就是固定在水下構(gòu)筑物的,無(wú)法測(cè)量輸出電流,只能根據(jù)保護(hù)電位測(cè)量。

海水的污染程度有時(shí)也會(huì)影響陽(yáng)極的工作性能。