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內蒙古燃氣管道犧牲陽極保護

作者:小編 瀏覽量:4936 時間:2024-03-06 00:00:00

信息摘要:

燃氣管道犧牲陽極保護,犧牲陽極法是最早應用的電化學保護法。它簡單易行,又不干擾鄰近的設施。犧牲陽極還是抗干擾腐蝕的一種手段,可用來排流、防雷及防靜電接地。與強制電流保護法相比,犧牲陽極法具有獨特的優點和功能,因而同樣受...

犧牲陽極法是最早應用的電化學保護法。它簡單易行,又不干擾鄰近的設施。犧牲陽極還是抗干擾腐蝕的一種手段,可用來排流、防雷及防靜電接地。與強制電流保護法相比,犧牲陽極法具有獨特的優點和功能,因而同樣受到人們的重視。
  近年來,犧牲陽極技術在我國得到了推廣和發展。在生產上也向標準化、系列化方向發展。并在油、氣管道、海船及海上結構物的防護上得到了成功的應用。

一、犧牲陽極保護原理

  根據電化學原理,把不同電極電位的兩種金屬置于電解質體系內,當有導線連接時就有電流流動,這時,電極電位較負的金屬為陽極、利用兩金屬的電極電位差作陰極保護的電流源。這就是犧牲陽極法的基本原理。見圖10-54。

二、犧牲陽極材料

  由于犧牲陽極法是通過陽極自身的消耗,給被保護金屬體提供保護電流。因此,對犧牲陽極材料就產生了性能要求。
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圖10-54 犧牲陽極裝配示意圖


  1.要有足夠負的電位,在長期放電過程中很少極化。
  2.腐蝕產物應不粘附于陽極表面,疏松易脫落,不可形成高電阻硬殼,且無污染。
  3.自腐蝕小,電流效率高。
  4.單位重量發生的電流量大,且輸出電流均勻。
  5.有較好的力學性能,價格便宜,來源廣。
  常用的犧牲陽極有鎂及鎂合金、鋅及鋅合金以及鋁合金三大類。它們的電化學性能見表10-59。犧牲陽極的電化學性能取決于材料的成分和雜質含量。在犧牲陽極的標準規范中都有規定。
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表10-59 犧牲陽極的電化學性能

性能單位Zn、Zn合金Mg、Mg-MnMg-6Al-3ZnAl-Zn-In
相對密度g/cm37.11.741.772.83
陽極開路單位(SCE)V-1.03-1.56-1.48-1.08
相對鐵的保護的電位差V-0.20-0.75-0.65-0.25
理論發生電量Ah/g0.822.202.212.87
海水中(3mA/cm2)電流效率%95505580
實際發生電量Ah/g0.781.101.222.30
消耗率kg/A·a11.88.07.23.8
土壤中(0.03mA/cm2)電流效率%65405065
實際發生電量Ah/g0.530.881.111.85
消耗率kg/A·a17.2510.07.924.68


三、犧牲陽極種類及規格型號

  (一)鎂合金犧牲陽極
  鎂是比較活潑的金屬,表面不易極化,電極電位比較負,所以是理想的犧牲了極材料。但是,鈍鎂的電流效率不高,造價太高,所以一般都使用鎂合金做犧牲陽極材料。目前世界上流行的鎂陽極成分很多,但歸納起來只有三個系列:高純鎂系、鎂錳系和鎂鋁鋅錳系。其典型的代表成分見表10-60。這三個系列中,Mg-6 Al-3 Zn-0.15Mn是使用最廣泛的,也是國內定型生產的商品化鎂陽極,用于土壤和淡水中性能最佳。
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表10-60 鎂合金犧牲陽極的典型成分

系列成分(質量分數%)備注
AlZnMnMgSiCuNiFe
純鎂<0.01<0.03<0.01>99.95<0.01<0.001<0.001<0.002JISH6125
鎂錳<0.01-0.5~1.3余量-<0.02<0.001<0.03Galvomag
鎂鋁
鋅錳
5.3~6.72.5~3.50.15~0.6余量<0.1<0.02<0.03<0.005SYJ19-1986


  鎂陽極的化學成分應符合表10-61的規定。鎂陽極電化學性能必須符合表10-62的指標。
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表10-61 鎂陽極化學成分

合金元素雜質不大于(質量分數,%)
AlZnMnMgFeNiCuSi
5.3~6.72.5~3.50.15~0.6余量0.0050.0030.020.1


表10-62 鎂陽極電化學性能

項目單位指標測試方法
開路電位V≤-1.50(Cu/CuSO4)SYJ23-1986
理論電容量A·h/kg2210按化學成分計算
電流效率%≥55GB/T4948-1985附錄C


 注:GB/T 4948—1985附錄C的介質為海水·本標準應用時試驗介質應改用當地土壤,并用當地地下水飽和,在被檢陽極四周應有5~10mm厚的填包料。
  鎂陽極規格按凈重分為2kg、4kg、8kg、11kg、14kg和22k6種。其形式均為梯形斷面。2kg陽極參考長度為206mm,4kg陽極參考長度為360mm,其余均為700mm。
  用作導電的鋼芯,采用直徑不小于6mm的鋼筋制成。鋼芯表面應鍍鋅,外露長度為100mm。陽極基體和鋼芯必須結合好,接觸電阻應小于0.001Ω。
  鎂陽極表面為鑄造表面,其表面應清潔、平滑,無明顯鑄造缺陷。
  鎂陽極應儲存在室內倉庫內,嚴禁沾染油污、油漆和接觸酸、堿、鹽等化工產品。
  在鎂陽極驗收時,應對外觀、重量進行檢驗。鋼芯與陽極的接觸電阻、化學成分及電化學性能,應按批量進行抽樣檢查。抽查率為3%,但至少不少于3支。若不合格,加倍抽查,其中再有一支不合格,則判定該批不合格。當化學成分不合格,而接觸電阻和電化學性能合格時,可以使用。接觸電阻測試方法是GB/T 4948—1985附錄B;化學成分分析方法按供方采用的標準方法進行;電化學性能按表10-62中的測試方法進行。
  鎂陽極的優點:對鋼鐵陰極保護(-0.85V)的激勵電壓力-0.7V左右,適應的土壤電阻率范圍廣,陽極表面不極化,腐蝕產物易脫落。不宜用于易燃液體環境中。
  (二)鋅犧牲陽極
  鋅是陰極保護中應用最早的犧牲陽極材料。鋅的電極電位比鐵負,表面不易極化,是理想的犧牲陽極材料。鋅不僅可以用于低電阻率土壤中,還可廣泛用于海洋中。目前,鋅犧牲陽極成分均已標準化。如ASTMB418、GB4950等。從陽極成分來分,鋅陽極可分為兩個系列:高純鋅系和鋅鋁鎘系。它們的成分見表10-63中。

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