海洋工程用铝基牺牲阳极发展概况
我国阴极保护的发展和在海洋工程中的应用
河南汇龙合金材料有限公司刘珍我国阴极保护的发展和在海洋工程中的应用海洋中蕴藏着人类生存与发展所需要的极为丰富的物质资源，随着陆地资源逐渐减少，有的已经枯竭，人类目前开始由陆地转向海洋，各临海国家均把合理开发利用海洋作为求生存、求发展的基本国策。
海洋已成为国际竞争的重要领域，海洋的竞争实际上是高科技的竞争。
河南汇龙合金材料有限公司刘珍为大家讲解采油井口系统(多相混输泵，油水分离器，输油管路等)由海面发展到海底，要求高自动，实现远程遥控和潜水作业，在海底建发电厂提供动力。
21世纪的海洋开发主要结构材料仍是钢铁。
所有进入海洋开发中的钢铁构筑物均须进行阴极保护才能有效控制钢铁构件的腐蚀。
阴极保护技术已有100多年发展史。
通常认为，1824年英国戴维提出船底钢皮可以通过连接锌块而得到保护是阴极保护的萌芽。
第一次世界大战后，美国艾文恩学派和前苏联的阿基莫夫学派开始了对金属腐蚀的理论研究。
二次大战后阴极保护理论和应用均得到发展。
作为行之有效地保护技术应用到海洋钢结构上是从20世纪40年代开始，起初用于军事舰艇，以后用于民用船只;50年代开始用于其他构筑物上;到60年代已普遍用于海洋中各种金属构筑物上，在标准化方面有很大进展;河南汇龙合金材料有限公司刘珍到了70年代已进入了所谓技术成熟行列，在工业发达国家都已做到规范化、商品化。
阴极保护工程于20世纪70年代已进入技术成熟行列，我国要迟于国外20余年，在当今激烈的深海远洋开发的竞争中，综合实力对抗仍显力不从心。
从我国现实状况与长远发展对阴极保护技术分以下两个部分，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保。
和钢铁组成电偶的活性金属与合金在电解质中首先溶解给钢铁提供保护电流，使钢铁结构物的腐蚀受到控制，此种材料均可称为钢铁的牺牲阳极。
现有商品化并广泛应用的只有锌基牺牲阳极、铝基牺牲阳极和镁基牺牲阳极，此种保护方法称之为牺牲阳极阴极保护。
我国早已标准化、商品化，已广泛应用，舰船以锌基阳极为主，固定设施以铝基阳极为主，介质电阻大的以镁基阳极为主。
牺牲阳极简介
牺牲阳极简介牺牲阳极是指电解池理论金属做阳极情况下，阳极（金属）随着流出的电流而逐渐消耗，故称为牺牲阳极。
牺牲阳极通常仅经济地应用在保护电流需要量小的构筑物上和低土壤电阻率环境中。
锌阳极铝阳极镁阳极牺牲阳极工作原理根据电化学原理，把不同电极电位的两种金属置于电解质体系内，当有导线连接时就有电流流动，这时，电极电位较负的金属为阳极、利用两金属的电极电位差作阴极保护的电流源。
这就是牺牲阳极法的基本原理。
牺牲阳极材料的要求：1、要有足够负的稳定电位；2、自腐蚀速率小且腐蚀均匀，要有高而稳定的电流效率；3、阳极材料的电容量要大；4、必须有高的电流效率；5、工作中阳极极化要小，溶解均匀，产物易脱落；6、腐蚀产物不污染环境，无公害；7、材料来源广，加工容易，价格低廉。
牺牲阳极材料分类常用的牺牲阳极材料主要有镁和镁合金、锌和锌合金、铝合金三大类。
在个别工程项目中，由于情况特殊而采用了铁阳极或锰阳极作为牺牲阳极进行阴极保护。
1.铝合金牺牲阳极：多用于海洋或容器（储罐）内阴极保护。
钢桩码头安装铝阳极2.锌合金牺牲阳极：用于海水或低电阻率的土壤中，应用条件土壤电阻率≤15Ω·m。
3.镁合金牺牲阳极：多用于土壤环境,应用条件土壤电阻率≥15Ω·m。
由这三种金属材料又生产出多种形状、类型的不同的牺牲阳极。
我们立博防腐工程有限公司生产的种类繁多，其中包括：锌带、船体常用锌合金牺牲阳极、压载水舱常用锌合金牺牲阳极、海洋工程常用锌合金牺牲阳极、储罐内常用锌合金牺牲阳极、储罐内常用铝合金阳极、港工设施铝合金牺牲阳极、镯式铝合金牺牲阳极、高电位镁合金牺牲阳极、镯式镁合金牺牲阳极、镁带等多种环境适用型号。
牺牲阳极的优缺点优点：1.不需要外部电源，容易安装；2.一次性投资费用低，在运行过程中很少维护；3.无杂散电流干扰，适用于厂区和无电源的长输管道，以及小规模的分散管道保护；4.保护电流的利用率较高，不会产生过保护；5.多数情况下易于增加阳极；6.提供均匀的电流分配；缺点：1.较低的驱动电压/电流，保护范围小；2.对于劣质涂层的结构物需要较多的阳极；3.在高电阻的土壤环境下受限制，即土壤电阻率大于50Ω.m时，一般不宜选用牺牲阳极保护法；5.有效阴极保护年限受牺牲阳极寿命的限制，需要定期更换；。
铝合金牺牲阳极
电流效率% 85min 92min
表面溶解 均匀 均匀
四、消耗量计算
W=It8766/UZQ I 阳极电流输出 t 设计寿命 U 电流效率 Z 理论电容量 Q 阳极利用率 W 阳极重量 1、牺牲阳极的接地电阻按下式计算 Ra=(ρ/2πL）（·ln（4L/r)-1) Ra 阳极接地电阻 ρ 土壤电阻率 L 阳极长度 r 阳极半径 如果阳极的截面积为矩形，应本着面积相等的原则，计算出阳 极的当量半径。 πxr2=wh 2.铝阳极的驱动电压：0.25V
五、铝合金阳极规格
[1]型号
重量 kg
规格（mm)
AKL-1
16.0
100x(105+135)x500
AKL-2
23.0
130x(115+135)x500
AKL-3
35.0
130x(115+135)x750
In%
0.01-0.02
0.018-0.0 50 0.20-0.04 5 0.025-0.0 35 0.020-0.0 50 0.020-0.0 50
Cd% -0.005-0.0 20 --
--
--
--
Sn% --
-0.018-0.0 35 -0.025-0.0 75 --
Mg%
Ti%
--
--
--
--
--
--
--
--
0.50-1.0 0 0.50-1.5 0
--
0.01-0.0 8
三、电化学性能
型号
Corr-AAI Corr-AAI
开 路 电 位 （ -V CSE) 1.05-1.18
1.05-1.18
海洋结构物牺牲阳极阴极保护设计方法探讨
海洋结构物牺牲阳极阴极保护设计方法探讨海洋结构物是指建造在海洋环境中的各类建筑，包括海上风力发电机、海上石油钻井平台、海上民用建筑等。
由于海洋环境对结构物的腐蚀性较强，阳极阴极保护设计成为了海洋工程领域的一项重要技术。
本文将探讨海洋结构物牺牲阳极阴极保护设计方法。
一、牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法是目前最常用的海洋结构物防腐技术之一。
它通过让一种金属作为阳极，以达到防止金属结构被腐蚀的效果。
金属结构物被分为阳极与阴极两种，阳极则会逐渐腐蚀，而阴极则得到保护。
阴极与阳极之间的电流可以使金属结构物形成防腐层，从而达到对海洋结构物的防护效果。
二、阴极保护法阴极保护法是通过正当电流的引入，从而使海洋结构物的阳极、阴极电位差值保持在一个安全范围内的防腐措施。
阴极保护法具备有比牺牲阳极保护法更高的稳定性和独立性，并且可以在多种环境条件下使用。
阴极保护法能够在外部腐蚀介质中保护金属结构物，从而延长其使用寿命。
三、分层保护法分层保护法是综合以上两种方法的一种防腐技术。
它按照具有不同性质的腐蚀环境对海洋结构物的不同部分进行保护。
分层保护法最初步的设计是通过镀层防护来防止外部环境的腐蚀作用。
但是由于海洋环境下的腐蚀作用并不会停止，海洋结构物的金属表面依然会受到侵蚀。
因此，在分层保护法的实际应用中，还需要考虑使用一种阴极保护技术。
四、使用条件牺牲阳极阴极保护的使用条件主要取决于环境和海洋结构物本身的金属材质。
一般来说，海洋结构物位于空气中，完成的沉积程度越快，阳极的本质就越脆。
但是在氧气不充足的海洋深处，则不存在阳极腐蚀的问题。
因此，使用牺牲阳极阴极保护法需要根据具体的操作条件进行针对性的裁剪。
综上所述，海洋结构物的牺牲阳极阴极保护设计是海洋工程领域的重要技术之一。
设计者应该充分考虑环境条件，结合何种保护方法，防腐性能的稳定性、金属接触等问题。
各种方法都有其优缺点，应根据具体情况选择合适的保护方法。
牺牲阳极保护的适用范围-概述说明以及解释
牺牲阳极保护的适用范围-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：阳极保护是一种被广泛应用于金属结构物中防止腐蚀的方法。
它通过在金属结构物表面引入一种可供电的阳极材料，在阴极保护的作用下，通过电化学反应形成一层保护层来延缓或抑制金属的腐蚀过程。
然而，牺牲阳极保护作为阳极保护的一种重要形式，它的应用范围也需要在实际工程中进行合理的界定。
本文旨在探讨牺牲阳极保护的适用范围，并结合相关理论和实践经验，分析牺牲阳极保护的原理以及在不同环境条件下的应用情况。
在正文部分，将对阳极保护的基本概念进行阐述，深入解析牺牲阳极保护的原理和机制。
此外，将论述牺牲阳极保护在不同领域中的实际应用案例，并对其适用性进行界定。
在结论部分，将总结分析牺牲阳极保护的适用范围，并提出未来发展方向。
通过对现有研究成果的整理和对比，对牺牲阳极保护技术进行评估和展望，为今后在不同环境下合理应用牺牲阳极保护提供参考意见。
通过本文的研究，希望能够对牺牲阳极保护的应用范围进行深入探讨，为相关领域的工程实践提供理论和技术支持，从而更好地应对金属结构物的腐蚀问题。
文章结构是指文章整体的组织架构和分布，它的合理安排可以使读者更好地理解和接受文章的内容。
本文的结构如下：1.引言1.1 概述在引言部分，将对牺牲阳极保护的概念进行简要介绍，说明其重要性和应用场景。
1.2 文章结构本文将分为三个部分来进行论述。
首先，会对阳极保护这一概念进行解释和介绍。
接着，会详细讲解牺牲阳极保护的原理和工作机制；最后，会对其适用范围进行界定，并探讨未来发展的方向。
1.3 目的在引言中还需要明确本文的目的，即通过对牺牲阳极保护的适用范围进行分析和总结，希望能够提供相关领域的实践经验和研究方向。
2.正文2.1 理解阳极保护在这一部分，将详细介绍阳极保护的定义、原理、常见的应用领域和意义，以便读者能够对该概念有一个全面的了解。
2.2 牺牲阳极保护的原理这一部分将深入探讨牺牲阳极保护的原理和工作机制，包括牺牲阳极的材料选择、阳极与被保护金属之间的电位差、电化学反应等内容。
牺牲阳极保护法实验报告
牺牲阳极保护法实验报告
牺牲阳极阴极保护法（简称牺牲阳极保护法），是利用电化学原理，在阳极材料被腐蚀消耗的同时，使阴极材料得到保护的方法。
牺牲阳极的保护原理，亦为原电池的工作原理。
在电解质溶液（如：海水）中，采用某种电极电位比被保护金属更低的金属作为阳极，利用低电位金属的腐蚀电流作为高电位被保护金属的防腐电流。
当不同的金属在海水等电解质溶液中组合在一起时，由于各自的电极电位不同，从而产生了电位差，形成了一个大电池。
随着阳极金属的溶解，阳极上的电子不断流向阴极，电位高的阴极金属得到电子而受到保护。
在阴极保护中，为使金属结构得到完全保护，可通过改变电流密度来达到所需要的保护电位。
牺牲阳极保护技术具有以下优点：安装及维持保养简单，费用低廉，无需外部电流，对环境污染小，腐蚀保护控制效果好。
该方法可防止被保护金属溶入电解质（包括海水和其它介质），现已广泛用于海泥介质环境、输气管和输油管等管线工程及水利工程等。
实际应用时，该保护法常与其它方法共同取用，称之为复合防腐。
例如，可结合火焰喷涂、熔覆、电沉积、热浸和气相沉积等方法在被保护金属构件的表面生成不同类型的涂层，或者添加绿色有机-无机复合缓蚀剂，以进一步提高金属构件的防腐效果。
随着海洋产业的迅猛发展和保护海洋环境的迫切需要，一些防止海洋腐蚀的涂层正朝着高性能和高环保的方向发展，最常见的有水性无机富锌涂料、无公害防锈涂料、低处理表面防锈涂料等。
这些防腐方法的联合使用，改善了海洋装置的实际防腐效果。
牺牲阳极电保护法
牺牲阳极电保护法一、引言随着现代工业的发展，金属腐蚀问题越来越突出，对于海洋、石油、化工等领域的设备和管道来说，防止金属腐蚀已经成为一项非常重要的任务。
而阳极电保护法是目前应用最广泛的一种防腐方法之一。
本文将详细介绍牺牲阳极电保护法。
二、什么是牺牲阳极电保护法？牺牲阳极电保护法（Sacrificial Anode Cathodic Protection）是一种通过在被保护金属表面安装一个更容易被腐蚀的金属（即“牺牲阳极”），使其成为阴极，从而减缓或阻止被保护金属的电化学反应过程，达到防止金属腐蚀的目的。
三、如何实现牺牲阳极电保护？1. 选取合适的材料在进行牺牲阳极电保护时，需要选取与被保护金属有较大差异电位的材料作为阳极。
通常使用锌、铝、镁等贵金属以外的易于溶解和氧化的金属作为阳极。
2. 设计合理的阴阳极布置在进行牺牲阳极电保护时，需要合理布置阳极和被保护金属之间的距离和数量。
一般来说，阳极应该分布在被保护金属表面附近，并且数量要足够多，以确保整个被保护表面都能得到充分的防腐保护。
3. 维护和更换阳极在使用牺牲阳极电保护时，需要定期检查、维护和更换阳极。
因为随着时间的推移，阳极会逐渐被溶解掉，直到完全消失。
因此，在使用过程中需要定期更换新的阳极。
四、牺牲阳极电保护法的优缺点1. 优点：（1）成本低：相对于其他防腐方法来说，牺牲阳极电保护法成本较低。
（2）易于实现：只需要安装一个简单的系统就可以实现防腐效果。
（3）维护方便：只需要定期更换或补充新的阳极即可。
2. 缺点：（1）只适用于特定场合：只有在特定环境下才能使用，如海洋、石油、化工等领域。
（2）需要定期更换阳极：由于阳极会逐渐被溶解掉，因此需要定期更换新的阳极。
（3）效果受到环境影响：在不同的环境下，牺牲阳极电保护法的效果也不同。
五、牺牲阳极电保护法的应用1. 海洋工程海洋中的金属设备和结构很容易遭受腐蚀。
因此，在海洋工程中广泛使用牺牲阳极电保护法来防止金属腐蚀，如船舶、海底管道等。
铝基牺牲阳极材料合金化研究进展
生 ； ［ ， 斗 年ｆ Ｆ 基 碓 一 ： 勺 霸 ８二 工 结 一 责 佃 运 迂 金 ｆ 手 作ｊ 广 口 ｆ 【［ ｛ － 二
，根ｉ 段 １ ２ 世 ： 三来 ０ ： ０ 千Ｌ 纪 匀 曙 ’ 使｛ 身６ 名 勺 发 扫 ｝来 自 Ｊ ：三 勺 ｔ． 保 ｝： 或 已 ＝ 蔓面 ｆ 铝 牺 牲 兀 金化 砰 月 ｝ ｛ 二 — 合 是 ： Ｊ ｊ 国内 ｆ 种 足 概 为 外 各 ｒ 以 几一 ： 原则 个 ８ 的 应 辟 条 的 道 研 日 羽开 了 究
， ， ，
（ ｜ ｃ ｅ（ ｕ ｙ ｎ ） ｏａ ｎ ｒｙＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏＬｄ． ｕ ｙ ７ ０ ３ Ｉｈｎ ； １Ｍｉｏ Ｌ ｏ ａ ｇ Ｓ ｌｒ ｅｇ ｅ ｈ ｏｏ ｙＣ ．ｔ ． ｏ ｍｌ ０ ． ｌａ Ｅ Ｌ ｇ４ １ １ ￣
２ Ｈｅｎ ｎＫｅ ｂ ｒ ｔｒ ｆ ｖ ｎ ｅ ｎ ｆｒｏ ｓＭ ｅａｓ Ｌｕ ｙ ｎ １ ０ Ｃｈ ｎ ； ． ’ａ ｙｌ ｏ ａｏ ｙｏ Ａｄ ａ ｃ ｄＮｏ —ｅｒ ｕ ｔｌ ａ ｏ ｇ４ ０ ３ ａ ７ ， ｉａ
，
（） １
对 铝基 的二 元 系合 金进 行 了大 量 合金 相 图的 研究 基础 上
Ｒ ｄｎ ｅ ｉｇ 式 中 ：ｘ 电负性 ，ｚ 示 原 为 表 研 究 ，但这 合金 的 电流效 率 不 和Ｎ ｗ ｏｔ ｅ ｐｒ 根据 电位变化规律 将 子有 效核 电荷 数 ，ｒ 共价 半径 。 为 高 ，不 能满 足 实际 应用 的需 要 。 铝 中添加 的 合金 兀素 分 为使 铝 电 可 以看 出 实验 事 实上 能够 提 高
直线 附近 。 由此 ，可以 在其 附近
从 复合 添加 思 路 出发 ，研 究 使Ａｌ 电位 正 移 的 元 素
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基体
∀
阴极保护用的牺牲阳极材料 张经磊 有铝 !镁 !锌三大系列 ∀ 年指出 与镁基 ! 锌基牺牲阳极相 比 铝阳极的最突出优点是单位重 量的输出电量大 是锌阳极的 倍 镁阳极的 倍 铝资源充足 价格便宜 重量轻 工作电位足够 负 发生电流量大 寿命长 在海水 和含 ≤ 的环境中应用性能良好 ∀ 而且 制造工艺简便 劳动条件好 相对锌而言 对于冷模拉铸新工 艺可连续铸造 适用于大批量大块 阳极的连续生产 ∀
果 渤海石油公司设计研究院则利
2 2 2≤ 阳极保护
∂
≥ ≤ ∞ ≤ ∞ ≥ ≤ °∞
科学视野
高 价格便宜 因此 可能在阴极保 护中代替锌阳极 ∀ 在理论研究上 齐公台等人 用恒电流法测定了
2 2 2≥ ≥2 ≥∞ 2 2 2 2
≈
由能越低 ,
膜厚度越薄 , 金属
为多 ∀
和表面氧化膜之间的键越弱 ∀ 因 此 , 当氧化膜易被电解液中的氯离 子破裂 , 使合金能均匀溶解时 , 合 金效率提高≈ ∀ 它给出了一种简单 的估 计阳 极 效 率 的 方 法 ∀ 总 之 ,
释 ∀ 该机理认为 存在于固溶体中 沉积物的附近
ψ
其钝性 降低铝的电位 ∀ 锡溶于铝 中成为固溶体 ∀ 比利时 ! 日本等国 都有 流效率
2 2 2≥ 系商品阳极出售 ∂ ≥≤∞ #
最初腐蚀发生
在氧化膜的薄弱点 这些点主要在 即溶
2 2
2 2 系的发展 系阳极的腐蚀产物是
这种阳极的电位 电容量
电
松散的胶状物 易被水冲掉 但腐 蚀状态不够均匀 ∀为了进一步提高
∂ ≥≤∞ • ∗ ∏ 2 2 2≥ 合金阳极电 # ≤ ƒ ≥
还有
2 2
2 2≥ 系 !
系∀ 2 2 电流效率为 国 特别 是
系铝阳极常见的成分为 合金
∗ ∀英国的 •
会造成晶粒的脱落 从而降低阳极 的电流效率 晶粒越大 晶界腐蚀 越严重 电流效率越低 自腐蚀 ∀ 一旦暴露出铝基 体 基体铝与表面氧化膜 基体铝 与第 相之间都可形成内部短路 的腐蚀电池 此一部分基体铝的溶 解不对外放电 也造成了电流效率 的损失 ∀ 因此 在铝合金阳极的熔 炼过程中 应尽量减少第 相的析 出和减小晶粒 以提高阳极的电流 效率 ∀ 但如果第 相数量太少 阳 极初始放电时的活性点少 也会造 成溶解不均匀 ∀ 所以 通过适当的 改变合金成分及含量 ! 控制第 相 数量和晶粒大小 对保证铝阳极优 良的电化学性能和溶解均匀性是 很重要的 ∀ 另外
≥ ≤ ∞ ≤ ∞ ≥ ≤ °∞
科学视野
中国科学院海洋研究所 青岛
刘学庆
张经磊
侯保荣
海洋工程用铝基牺牲阳极发展概况
∆ Ε ς ΕΛΟΠΜΕ ΝΤ ΟΦ ΑΛΥ ΜΙΝΥ Μ ΒΑΣΕ ∆ Σ ΑΧΡΙΦ ΙΧΙΑΛ ΑΝΟ∆ Ε ΦΟΡ ΜΑΡΙΝΕ ΠΡ ΟϑΕΧΤ
阴极保护是一种重要的腐蚀 防护方法 它分为外加电流保护和 牺牲阳极保护 ∀ 其中 用牺牲阳极 保护金属构件是一种简单易行 投 资较少的阴极保护方法 ∀ 因此 在 船舶 ! 码头 ! 海洋平台及其他海上 大型钢结构的保护上 得到了广泛 的应用
∏
际公司研制了高性能的铝合金 和 这种合金在相当于 水深的压力及
ε 的低温海水中
仍保持良好的阴极保护性能 腐蚀 均匀 腐蚀产物松弛 不妨碍电流 通过 ∀ 现将几种主要的铝基牺牲阳 极汇总于表
∀
铝基合金牺牲阳极阴极保 护的应用及几个发展方向
铝合金牺牲阳极目前已在各种 场合广泛应用 ∀以日本中川防蚀公 司安装的近 系统为例 座平台阴极保护 铝合金牺牲阳极占了
2 2 2≤ 牺牲阳极在美 ! 日
海泥中产生的电容量为 电位
≤ ∀
还有人在
2 2 2≥ 的基础上 2 2 2≥ ×
添加第 组元 以进一步改善阳极 性能 如日本研制的 含× 量可达
∗
允பைடு நூலகம்含锡
2 2 2≥ 2
∀ 我国重庆有色金属
研究 所研制 的
五元
合金也通过鉴定 用于海军的舰艇 及涵洞等的保护并取得良好效 果 ∀ 华南理工大学李异等
在海水中电流效率
∂ ∂≥ # ≤∏ ≤∏ ≥
2 2
系
2 2 2
年代初期就认识到 合金
∀
添加很少量汞 就可以大大增 加铝的活性 使铝的电位降低
∂ 左右 2 2 ∀ ÷ ≤ ∞ ∂
国家科委国家攻关项目
铝作为牺牲阳极的重要性 并生产 其电容量为 年代初 有了 组成为
和
号 中国科学院海洋研究所调查研 究报告第 收稿日期 修回日期 号∀
金属进一步的电偶腐蚀 将局限在这些活性大的区域 ∀活性 点蚀孔产生其他汞离子 并且继续 保护活性 ∀ 这样 这些先前形成的 蚀孔会扩大并且形成空穴 新的氧化膜会在裸露金属 上重新形成 这些氧化膜必须持续 地脱离基体 性∀ 除美国外 英 !法 !印度都曾研 制过
2 2
2 2
年首先研制了 化学成分为
≥ ƒ
2 2 系阳极的研究 !开发和应用
海上钻井与采油平台
随着海底石油及天然气钻探 平台的大量兴建 以及超巨型游船 的海上泊地等的出现 常要用很长 的钢管桩 这类结构物建造在远离 陆地 水深
∗
种
2
2 2
系
2 2 2
合金阳极的电化学性能 分析了 种阳极材料的金相
用金相显微镜和扫描电镜技术 组织 认为阳极电流效率降低的主 要原因主要有 第 相的脱落 ∀ 第 流效率损失越严重 低 基体晶粒的脱落 ∀ 因为第 相大多分布在晶界 晶界的腐蚀 相数 量越多 脱落也就越多 引起的电 电流效率越
2 2 2≥ 2
等国已商品化 ∀ 国内
所首先研
对
制成功 并通过鉴定 现已用来为 海军保护西沙 ! 旅顺等地区大型钢 板桩码头及洞门 用他们研制的
≥
阳极研究结果表明 阳极的
这种阳极在海床泥中比
取得了良好效
电位更负 ! 更稳定 阳极溶解更均 匀 腐蚀产物也容易脱落 ∀ 与锌阳 极相比 这种阳极较轻 电容量较
简单 ! 非电化学的方法 ) ) ) 表面自 由能评价 它可用来理解工作机理 及发展高效牺牲阳极 ∀ 公式为 Φ=
≅ ≅ Ε ≅ α ∀ 其中 , Φ
牺牲阳极 它们在高温海水中具有 较优的性能 电流效率较高 电位 均在
∂ 以下
港湾设施
如码头 !栈桥的钢桩 !浮筒 !浮 船坞及人工岛等 广泛采用牺牲阳 极保护 目前以铝基牺牲阳极保护
甚至
∗
都是十分活跃的 ∀
左右的海洋中 环境条件苛 刻 保护电流密度比一般港湾建筑 物要大
∗
其他一些铝基合金牺 牲阳极
除了上面所介绍的 国内外应 用的铝基合金
2 2≤ 系 !
主要也是用铝
基阴极保护 ∀ 目前 在天然海水条件下使用 的铝基牺牲阳极基本处于成熟状 态 但随着工业的发展 不断出现 新情况 例如 针对淡水资源匮乏 的状况 人们希望用海水代替淡水 应用于工业生产中 如化工厂等的 冷凝水 ∀ 热交换器 ! 冷凝器等会出 现高温海水腐蚀 这就需要研究适 于较高海水温度下的阳极材料 ∀ 目前国内外研制出来的铝基 牺牲阳极 在高温海水中电流效率 低 腐蚀不均匀 溶解性能差 应用 受到了限制 ∀ 针对此 各国学者不 断探索 力求找到解决途径 ∀ 日本 学者研制的 容量为
年代中期 日本更扩展到 外
2 2 2≥ 2 2 2× 2 2 ≤ 2 2 2 2 2 2≥ 2
除上述两类 国内外对
组元合金阳极
研制五元合金系统 ∀主要的合金有
2 2 2≥ 合金阳极 √ ∏
的研制也十分重视 报道较多 ∀ 该 阳极的商品名称为 含 的 的≥ ∀ ≤ ƒ ≥ 究表明 电流密度在 范围内时
# ∂≥ # √ ∏ ∗
等∀ 在 加入 系牺牲阳极合金中 可明显改善合金耐
的
及
等人的研 阳极在室温
∗ ∗ ∂
腐蚀状况和产物的溶解脱落性 能 ∀ 一般认为 加入镉的作用主要 是镉和锌为同族元素 相互之间具 有较大的亲和力 因而能促使锌均 匀分布 减少锌 !铟偏析 以达到改 善耐腐蚀状况 ∀但镉在铝中的溶解 也极微 过量的镉也将以新相析 出 破坏合金的均匀性 产生 / 过活 化0 作用 增大自腐蚀 降低电流效 率 因此 一般 ≤ 含量都控制在 左右 ∀
可使铝的电位负移 可使铝 对铝的
金属汞离子的这种沉淀会 使氧化膜脱离基体 ∀ 这样 局部铝 合金的电位接近裸露 位 的理论电
∂ 相对于 ≥≤∞
的电位负移
电位也有很大影响 ∀ 此后 人们通 过有效的合金化手段 改变铝表面 钝化膜的成分和性质 促使膜的溶 解和脱落 使铝阳极具有足够的驱 动电位和稳定的电流输出 从此铝 基合金迅速发展起来 成为新型牺 牲阳极材料 ∀
≈
的 电容量为 专利的组成为
∗ #
∗ ∗
的 还有 的
∗
理认为 固溶体中 和 溶解是 由于电偶腐蚀产生 ∀由于氧化膜的 存在 腐蚀局限在膜的薄弱区 于 是形成点蚀 最初溶解过程中产生的汞 离子将在点蚀处沉积向
ψ
的 ≥
∀
的
×
年代中期
等人研究了 添加元 素
!
对铝基牺牲阳极性能的影响 发现 在只添加单种元素的情况下
熔炼人健康很不利 故国内外积极 研制加入无公害的第 组元素 ∀锡 为较理想的元素 并形成
2 2 2≥ 系 ∀ 铝中加入锡能破坏
关于含 解
铝合金牺牲阳极在 达
∂ ∂≥ # ≥≤∞ 以下 电流效率可
氯化钠溶液 或海水 中的活化溶 多用 / 溶解 2 再沉淀0 机理解
ψ
以上 ∀ 由此可见 铟 !锌有显
著的匹配作用 同时铟尚能部分抑 制 ƒ ! ≥ 等杂质对电化学性能的不 良影响
2 2 2 2