犧牲陽極陰極保護法
一種防止金屬腐蝕的方法
犧牲陽極的陰極保護法,又稱犧牲陽極保護法,是一種防止金屬腐蝕的方法。
具體方法為:將還原性較強的金屬作為保護極,與被保護金屬相連構成原電池,還原性較強的金屬將作為負極發生氧化反應而消耗,被保護的金屬作為正極就可以避免腐蝕。因這種方法犧牲了陽極(原電池的負極)保護了陰極(原電池的正極),因而叫做犧牲陽極(原電池的負極)保護法。
[span]初級
定義1:陽極隨著流出的電流而逐漸消耗,所以,稱為犧牲陽極,這種陽極消耗快,安設位置及方法必須便於更換。低電位金屬材料有鎂、鎂合金、純鋅、鋅合金、鋁合金等。
定義2:這種方法稱犧牲陽極法陰極保護這類活潑金屬或合金則稱為犧牲陽極。犧牲陽極法陰極保護是應用最早的一種電化學保護技術。
陽極材料
定義4:由於該金屬的腐蝕對原有腐蝕電池提供保護,加快了自身的腐蝕,因此稱為犧牲陽極。犧牲陽極材料應能滿足下列要求:(l)要有足夠的負電位,而且很穩定。
定義5:犧牲陽極法犧牲陽極(:sacrificialanode)由電位較負的金屬材料製成,當它與被保護的管道連接時,自身發生優先離解,從而抑制了管道的腐蝕,故稱為犧牲陽極。犧牲陽極應有足夠負的穩定電位,以保持足夠大的驅動電壓:同時有較大的理論發生電量,還要有高而穩定的電流效率。
定義6:中電位夠負的金屬或合金稱為犧牲陽極。考慮到原油氣本身易爆的危險性避免雜散電流原油儲罐內部採用外加電流防腐蝕法沒有可靠性。
陽極材料
定義8:該電位較負的電極稱為犧牲陽極,因為隨著電流的不斷流動,陽極材料不斷消耗掉。作為犧牲陽極材料,金屬或合金必須滿足以下條件:(1)電位足夠負,可供應充分的電子使被保護金屬設備發生陰極極化。
1.不需要外部電源;
2.很少維護;
3.小的電流輸出導致小的或無雜散電流干擾;
4.容易安裝;
5.多數情況下易於增加陽極;
6.提供均勻的電流分配;
1.較低的驅動電壓/電流;
2.對於劣質塗層的結構物需要較多的陽極;
3.在高電阻的土壤環境下可能是無效的;
4.由於較低的電流效率(自腐蝕消耗),其每安培電流費用高於外加電流陰極保護;
5.替換用廢的陽極是困難或昂貴的。
犧牲陽極通常僅經濟地應用在保護電流需要量小的構築物上和低土壤電阻率環境中。此外,當沒有供電條件或出現不經濟的情況時才有應用價值。
適用於土壤中的犧牲陽極材料主要是鎂,在海水中是鋅和鋁。為了使電流輸出盡量保持穩定和降低陽極接地電阻,土壤中的犧牲陽極周圍應採用化學填包料,主要由75%的硫酸鈣,20%的膨潤土和5%硫酸鈉混合而成。犧牲陽極不能埋放在焦炭中,在成組使用時,陽極間距至少應是3m。陽極頂部土壤覆蓋層厚度至少為0.6m。為了能夠測量斷電電位,犧牲陽極應通過測量盒與管道相連接,犧牲陽極在交流牽引系統附近地區應用時,陽極體上的交流感應持續電壓不應超過20V。
1、電位足夠負,但不宜太負,以免陰極區產生析氫反應;
2、陽極的極化率要小,電位極電流輸出要穩定;
3、陽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、材料價格低廉,來源充分。
7、產生的腐蝕產物應是無毒無害,不污染環境,無公害之虞;
鎂合金犧牲陽極、鋁合金犧牲陽極、鋅合金犧牲陽極、鎂帶犧牲陽極、鋅帶犧牲陽極、鐲狀陽極
(1)埋地管道上防腐層很差或根本沒有防腐層的閥門;
(2)短套管或覆蓋層受到嚴重破壞的部位;
(3)發生電屏蔽的區域,該區域應經消弱了來自遠方外加電流系統的有效電流;
(4)如果在適宜的環境下發生了陽極干擾,犧牲陽極可以用於管線的泄流點上,使流入管道的干擾電流返回干擾電流源。
(5)對於埋地結構眾多,且複雜的區域,採用外加電流陰極保護而又不對與其相近的結構物產生干擾是非常困難的。對於這種環境下的結構,犧牲陽極法則是比較經濟的選擇。
(6)犧牲陽極被廣泛應用於交換器的內壁和其他容器的內壁的保護。防護效果取決於內襯的質量、介質的流動和溫度。
(7)深海結構物,可用大的犧牲陽極保護水下構件。
(8)輪船的尾部和在船殼的水線以下部分,裝上一定數量的鋅塊,來防止船殼等的腐蝕
電化學保護法的應用除海水或管道設備的保護外,還應用於防止電纜和化工設備等的腐蝕。
水下的金屬結構物使用犧牲陽極,通常3個月左右進行一次測量,主要是測量各個測量點的電位,陽極輸出電流等數值。
還要注意的是電纜與水下結構金屬相連的陽極,應該定期的檢查電纜,避免因波浪、船隻造成的破壞及時修復。
在構築物對水的保護電位不夠負時,這時就要更換陽極,還要考慮提出其他陽極進行檢查。
還有就是固定在水下構築物的犧牲陽極,無法測量輸出電流,只能根據保護電位測量。
海水的污染程度有時也會影響陽極的工作性能。