性能特点
· 电化学性能优良
· 电位负:镁合金牺牲阳极的开路电位可达 - 1.75V 至 - 1.65V(相对于饱和硫酸铜参比电极),比被保护的钢铁电位低很多,能够提供足够大的驱动电压,促使电流顺利流向被保护金属,保证良好的阴极保护效果。
· 理论电容量大:镁的理论电容量为 2207Ah/kg,在常用的牺牲阳极材料中处于较高水平,这意味着单位质量的镁合金牺牲阳极能够提供更多的电量,延长自身的使用寿命,减少更换频率。
· 其他特性
· 密度小:镁合金的密度约为 1.74g/cm3,仅为钢铁的 1/4 左右,重量轻,便于运输和安装,在一些高空、水下等安装条件复杂的场景中优势明显。
· 腐蚀产物疏松:镁合金牺牲阳极在腐蚀过程中产生的腐蚀产物较为疏松,不会在阳极表面形成致密的保护膜,能够保证阳极持续与电解质接触,维持稳定的电流输出,确保阴极保护的连续性。不过,这也导致镁合金牺牲阳极的电流效率相对较低,一般在 50%-60% 左右。
· 环境适应性好:能在多种电解质环境中使用,如土壤、淡水、海水及中性盐雾等环境,且在土壤中尤其适用,因为土壤的电阻率通常较高,而镁合金牺牲阳极电位负、驱动电压大的特点能够在高电阻率环境下有效提供保护电流。
生产工艺
· 原料准备:选用纯度较高的镁锭作为基础原料,根据不同的合金配方加入铝、锌、锰等合金元素。严格控制原料的化学成分和杂质含量,确保镁合金牺牲阳极的性能稳定。
· 熔炼:将准备好的原料加入熔炼炉中,在一定温度下进行熔炼。熔炼过程中要严格控制温度、时间和搅拌速度,使合金元素充分溶解和均匀分布,形成成分均匀的镁合金液。一般熔炼温度在 700℃-750℃左右,通过的温度控制和充分搅拌,保证镁合金的质量。
· 铸造:采用合适的铸造工艺将熔炼好的镁合金液浇铸到模具中,形成所需形状和尺寸的牺牲阳极。常见的铸造方法有砂型铸造、金属型铸造等。砂型铸造成本较低,适合生产形状复杂、批量较小的阳极;金属型铸造生产效率高,铸件尺寸高、表面质量好,适合大批量生产。
· 加工与处理:对铸造后的牺牲阳极进行机械加工,如切割、打磨等,使其尺寸符合设计要求。之后进行表面处理,如涂覆防腐涂料或包装绝缘材料,防止在储存和运输过程中发生腐蚀,同时也有助于提高阳极在使用过程中的电流效率。
应用场景
· 埋地金属管道保护:在石油、天然气、给排水等埋地金属管道的防腐工程中广泛应用。通过将镁合金牺牲阳极间隔一定距离与管道连接,形成阴极保护系统,有效防止管道在土壤环境中遭受腐蚀1。
· 储罐底板保护:对于储存石油、化工原料等介质的大型储罐,其底板长期处于潮湿的土壤或电解液环境中,容易发生腐蚀。将镁合金牺牲阳极安装在储罐底板下方,可对储罐底板进行阴极保护,防止底板腐蚀穿孔,保证储罐的安全运行。
· 其他领域:还可应用于码头钢桩、水下金属结构、船舶外壳等的防腐保护1。在船舶航行过程中,海水作为电解质,镁合金牺牲阳极安装在船舶外壳上,通过自身的腐蚀保护船体钢板,减少海水对船体的侵蚀,保障船舶的结构安全和使用寿命。
安装与维护
· 安装要点:牺牲阳极应通过测量盒与管道相连接,以便测量断电电位;阳极不能埋放在焦炭中,在成组使用时,阳极间距至少应是 3m,阳极顶部土壤覆盖层厚度至少为 0.6m2。
· 维护事项:定期检查牺牲阳极的消耗情况,若阳极消耗超过一定程度,应及时更换;检查连接部位是否牢固,有无松动、腐蚀等情况,确保电路连接良好;监测被保护金属的电位,判断阴极保护效果是否良好,如发现电位异常,应及时查找原因并进行调整。