犧牲陽極

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。

定義3：得到陽極的保護，陽極逐步被消耗，故稱為犧牲陽極。

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；2）強制電流法就是給被保護金屬結構施加一個陰極電流，而給輔助陽極施加陽極電流，構成一個腐蝕電流，以使金屬結構得到保護。

定義5：犧牲陽極（sacrificial anode）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。

定義7：在陰極（被保護結構）得到保護的同時，陽極不斷地被消耗，故稱為犧牲陽極。3種理想的陽極物質是鎂、鋁和鋅，它們在自然環境中的腐蝕電位達到-10V（相對Cu|CuSO4，下同）

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：⑴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。

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；

金屬或合金的電化學氧化。將金屬或合金的製件作為陽極，採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和性能，如表面著色，提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度，保護金屬表面等。例如鋁陽極氧化，將鋁及其合金置於相應電解液（如硫酸、鉻酸、草酸等）中作為陽極，在特定條件和外加電流作用下，進行電解。陽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，硬質陽極氧化膜可達60～200微米。陽極氧化后的鋁或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可達250～500千克/平方毫米，良好的耐熱性，硬質陽極氧化膜熔點高達2320K，優良的絕緣性，耐擊穿電壓高達2000V，增強了抗腐蝕性能，在ω=0.03NaCl鹽霧中經幾千小時不腐蝕。氧化膜薄層中具有大量的微孔，可吸附各種潤滑劑，適合製造發動機氣缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力強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）都可進行陽極氧化處理，這種方法廣泛用於機械零件，飛機汽車部件，精密儀器及無線電器材，日用品和建築裝飾等方面。

在電學和化學領域（電池、電路、陰極射線管等等）中，正極表示電勢高的電極，負極表示電勢低的電極，分別與英語的positive electrode和negative electrode對應。但是對於陽極和陰極而言，陽極永遠發生氧化反應，陰極永遠發生還原反應。

例如：鋼閘門的保護，有的就應用這種方法。它是用一種更為活潑的金屬，如鋅等，連接在鋼閘門上。這樣，當發生電化學腐蝕時，被腐蝕的就是那種比鐵更活潑的金屬，而鐵被保護了。通常在輪船的尾部和在船殼的水線以下部分，裝上一定數量的鋅塊，來防止船殼等的腐蝕，就是應用的這種方法。電化學保護法的應用除海水或河道中鋼鐵設備的保護外，還應用於防止電纜、石油管道、地下設備和化工設備等的腐蝕。

管道犧牲陽極保護日常維護工作量不多，除按外加電流陰極保護的要求進行保護電位測量，測試樁維護保養，絕緣法蘭檢測，接地故障排除等工作外，建議每月測定各參數。據此分析管道保護狀況。若陽極性能變壞，則需採取相應措施。

作為犧牲陽極材料，必須能滿足以下要求：

1、要有足夠負的穩定電位；

2、自腐蝕速率小且腐蝕均勻，要有高而穩定的電流效率；

3、電化學當量高，即單位重量產生的電流量大；

4、工作中陽極極化要小，溶解均勻，產物易脫落；

5、腐蝕產物不污染環境，無公害；

6、材料來源廣，加工容易，價格低廉。

常用徠的犧牲陽極品種有鎂基、鋅基和鋁基合金3類。

鋅是我們日常生活中比較常見的一種金屬，在元素周期表中鋅的原子量是65.4，密度是7.14g/cm，化合價是+2，具有420攝氏度的熔點。

鋅是一種電位為負性的金屬，它的標準電位是負的0.76V，在海水中高純鋅的穩定電位向負向遊動偏移的，在PH值不同時，鋅的腐蝕率也不一樣，在pH小於6時和pH大於12時，鋅的腐蝕率都較大；但是在6-12的pH值的範圍內鋅的腐蝕率比較小。

其中的雜質也會對鋅的陽極腐蝕率跟陽極行為產生很大影響。雜質的存在，會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，形成堅固的覆蓋層防止進一步的發生溶解。這樣形成覆蓋層的方式可以用在陰極保護系統中。

1.袋裝犧牲陽極應使用適當夯實的材料回填。當陽極和專用填包料分開供應時，陽極應置於填包料的中心位置，並且在回填前將填包料搗實。在所有的操作中均應小心，確保導線和接頭不受損傷。為避免張應力，導線應留有充分的鬆弛度。

2.在使用手鐲式陽極的位置，陽極下方的管道覆蓋層應沒有缺陷。安裝手鐲式陽極時，應小心進行以防損傷覆蓋層。如果在管道上噴塗混凝土后，應去除陽極表面上所有混凝土，如果使用鋼筋混凝土，在陽極和鋼筋網之間或鋼筋網和管道之間嚴禁有金屬接觸。

3.在使用袋裝陽極的位置，可以挖溝或犁溝埋設，根據要求使用或不使用化學填包料，通常與被保護管道的管段平行。

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，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。