不锈钢生产巨擘推出镁合金防腐材料革新船舶高电位阴极保护技术
在阴极保护设计的关键环节,选择合适的阴极保护材料至关重要,这直接关系到整个工程项目的成败与否。理论上讲,只要被保护金属活性低于阳极材料,就能作为牺牲阳极进行使用。不过,在实际应用中,由于某些金属过于活跃,如钾、钙和钠,它们会在接触空气或水时发生剧烈化学反应,从而限制了其使用范围。现实中的常用牺牲阳极主要有镁、铝和锌。
镁阳极因其广泛适应各种环境条件而备受青睐,几乎能够在大多数环境下发挥作用。其中之一就是它不会产生有害的阳离子,使其成为饮用水箱和热水器等场所理想之选。不过,由于镁本身具有较高活性,其自腐蚀倾向也相对较强,同时电流效率不高且价格较为昂贵,这使得其经济性受到一定程度上的限制。此外,为了降低接地电阻、减少自腐蚀并提高输出电流,可将土壤内镁阳极置入充填材料中,其中充填材料通常是石膏粉与膨润土混合物的组合。
纯铝由于表面易形成钝化膜,防止了有效的电化学反应,因此并不适宜作为牺牲阳極材料。不过,可以通过添加微量金属元素如锌、铟等来阻止钝化膜形成并起到初始活化作用。在海水或盐碱地环境中,铝陽極因重量轻、单位電容大及成本相对低廉,在海洋工程领域得到广泛应用。而且,不同于其他类型,其固定方式简单,即可直接嵌入受保护结构,无需复杂填料处理。
锌陽極则是两种不同环境——海水与土壤——常用的選擇。锌陽極种类繁多,有一些普通型号只能用于温度不超过54℃的情况,因为在此温度以上,与钢材比较时,锌陽極會發生極位反转導致電位調整,而变成陰極。不过,一些特殊設計與製造的手工锌陽極則可以承受較高溫度環境。此外,這種類型鍶氧還具有一定的電流效率,並且適應於含有較低電阻(小於20Ω)的土壤與淡水環境。在这种情况下,也需要將其放置在充填物质中,比如石膏粉、膨润土以及工业硫酸钠等混合物以增强性能。