锌牺牲阳极多用于土壤电阻率小于20欧姆·米的土壤环境中或海水环境。电电位为-1.10VCSE,驱动电压0.25V。温度高于49℃时,发生晶间腐蚀,高于54℃时锌阳极的电电位变正,它与钢铁的性发生逆转,变成阴受到保护,而钢铁变成阳极受到腐蚀。
阴保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。美国腐蚀工程师协会对阴保护的定义是:通过施加外加的电动势把电的腐蚀电位移向氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。牺牲阳极阴保护是在金属构筑物上连接或焊接电位较负的金属,如铝、锌或镁。
不足之处在于,阳极的腐蚀产物在土壤中无法疏散,使阳极钝化而失效。因而铝合金阳极主要适合用于海洋环境中金属构筑物的阴保护。高电阻率土壤环境下可使用带状镁阳极,带状牺牲阳极主要用于高电阻率的土壤、淡水中及套管内等空间狭窄局部场合。这类牺牲阳极的截面有方型和菱形等形状,中间为铁芯,长度可达数百米。
对邻近金属构筑物无干扰或很小;不需要外部电源;电流输出虽不能控制,但有自动调节倾向,且覆盖层不易损坏;调试后,可不需日常管理;保护电流分布均匀,利用率高。工程上常用镁基、锌基和铝基合金阳极等作为牺牲阳极材料。
为降低镁合金牺牲阳极的腐蚀速率,有时需要由外部电源提供保护电流,外部电源通过埋地的阳极将保护电流引入地下,通过土壤提供给被保护金属,被保护金属在大电池中仍为阴,其表面只发生还原反应,不会再发生金属离子的氧化反应,从而使腐蚀受到抑制。
铸造镁阳极都带有用于阳极装置形状的钢芯,能确保电流从阴流向被维护物体时没有太大的电阻。选用铸造技术,能够在镁阳极中铸入各式各样的钢芯。钢芯都不贯穿镁阳极,长度在镁阳极长度的一半处。浇铸时先把预热过的钢芯装到模具内部的夹具上。一次浇铸可得到几根相同的镁阳极,因而用铸造技术制造的镁阳极带有装置元件。
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