不锈钢之光镁合金牺牲阳极船舶高电位阴保材料革新
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功与否。理论上,任何活性高于被保护金属的金属都有可能作为牺牲阳极。但是,在实践应用中,由于一些金属过于活跃,如钾、钙和钠,它们会迅速反应并产生危险物质,因此它们不宜使用。实际上,常见用于牺牲阳极的材料包括镁、铝和锌。
镁阳极因其稳定性而广泛应用于各种环境中,其优点之一是不会生成有害的阳离子,使其成为饮用水箱和热水器等场所理想之选。不过,由于镁具有较高活性,自腐蚀现象严重,同时电流效率相对较低且成本较高,因此其经济性并不明显。为了降低接地电阻、减少自腐蚀以及提高输出电流,可将土壤中的镁阳极置入石膏粉和膨润土混合充填材料中,以此促进磁力作用并增强性能。
纯铝由于表面易形成钝化膜,不适合作为牺牲阳极。而通过加入微量金属元素如锌或铟,可以有效防止钝化膜形成并起到初期活化作用。铝阳极因其轻便、高容量、大功率密度以及价格亲民,在海洋工程领域得到了广泛采纳,并可直接固定在受保护结构上,无需额外充填材料。
锌阳極是一种常见且多功能的选择,它能在海水及土壤环境下发挥良好作用。然而,一般普通型锌陽極仅适用于环境温度不超过54℃的情况,因为在钢材相比之下,锌陽極容易出现界限反转,从而导致电位调整。在这个过程中,如果温升过高,原本应为正向进行阴極反应,但由于界限变动,将发生异常变化。如果需要在高温条件下工作,则可以采用特殊类型锌陽極,这些特殊类型更具耐热性能。此外,对於電阻率較低(小於20Ω)的土壤環境,也可使用高純度鍶作為陰極保護材料,並應該放置於充填物內,這些充填物通常由石膏粉、膨润土及工业硫酸钠等组成以确保最佳效果。此类组合能够提供更好的保护效果,同时也简化了维护操作,为工程项目带来更多优势。