- 管道阴极保护:设计、安装和运营
- 冯洪臣编著
- 579字
- 2025-02-24 15:16:25
2.4 锌牺牲阳极
锌阳极是最早使用的阳极,在1824年,就被Davy使用。早期锌阳极的失效主要是因为铁含量超标而导致锌阳极钝化,所以,铁含量要控制在0.0014%以下。加入0.4%的铝、0.15%的镉,铁的允许含量可以达到0.005%。锌阳极形状见图2-6。
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图2-6 锌阳极形状
在碳酸盐、碳酸氢盐、硝酸盐存在的环境中,锌阳极表面发生钝化,使锌阳极电位变正,温度越高,这种影响越明显。在硫酸盐、氯化物存在的环境中,锌阳极不会发生钝化,即使锌阳极已经发生钝化,如果在锌阳极周围添加石膏粉(含硫酸根离子),锌阳极电位也会迅速降低到-1.10V(CSE)。
高纯锌阳极可以用于土壤电阻率小于20Ω·m的土壤环境或淡水中。锌合金阳极多用于海水环境。电极电位为-1.10V(CSE),驱动电压0.25V。温度高于49℃时,发生晶间腐蚀,高于54℃时锌阳极的电极电位变正,它与钢铁的极性发生逆转,变成阴极受到保护,而钢铁变成阳极受到腐蚀。所以,锌阳极一般用于温度低于49℃的环境,锌阳极必须使用回填料。锌合金阳极可用作接地电池或结构接地极。可以使用锌带进行管道的防交流干扰接地、阀室的均压栅等。锌阳极电流效率受输出电流密度影响不大。
锌阳极化学成分[2]见表2-4。
表2-4 锌阳极化学成分 单位:%
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锌阳极电化学性能见表2-5。
表2-5 锌阳极电化学性能
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锌阳极消耗量计算:
式中 I——阳极电流输出,A;
t——设计寿命,a;
U——电流效率,95%;
Z——理论电容量,820 A·h/kg;
Q——阳极使用率,85%;
W——阳极质量,kg。