考慮環(huán)境因素
·介質(zhì)類型
·海水環(huán)境:在海水中,通常選擇鋁 - 鋅 - 銦系鋁合金犧牲陽(yáng)極,如 Al - Zn - In - Sn 合金。這類陽(yáng)極在海水中具有良好的電化學(xué)性能,電位穩(wěn)定,電流效率高,能有效防止海水對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕。
·淡水環(huán)境:對(duì)于淡水環(huán)境,可選用鋁 - 鋅 - 汞系鋁合金犧牲陽(yáng)極。不過(guò),由于汞的毒性,在一些對(duì)環(huán)保要求較高的淡水環(huán)境中,也會(huì)使用無(wú)汞的鋁 - 鋅 - 銦系陽(yáng)極,并通過(guò)優(yōu)化合金成分和制造工藝來(lái)滿足淡水環(huán)境的防腐要求。
·土壤環(huán)境:在土壤中,要考慮土壤的電阻率、含水量、酸堿度等因素。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)土壤電阻率較低(小于 20Ω?m)時(shí),可選用鋁 - 鋅 - 銦系陽(yáng)極;當(dāng)土壤電阻率較高(大于 50Ω?m)時(shí),可能需要選擇鎂合金犧牲陽(yáng)極或采用外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng),但如果對(duì)鋁陽(yáng)極進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)和處理,如增加陽(yáng)極的表面積、采用的填包料等,鋁陽(yáng)極也能在一定程度上適用于較高電阻率的土壤環(huán)境。
·溫度條件
·低溫環(huán)境:在低溫環(huán)境下(如低于 0℃),陽(yáng)極的電化學(xué)活性會(huì)降低,因此需要選擇在低溫下仍能保持較好性能的鋁合金犧牲陽(yáng)極。一些添加了特殊元素(如少量的鎳、鈷等)的鋁合金陽(yáng)極,可改善其在低溫下的性能,提高陽(yáng)極的活化性能和電流輸出能力。
·高溫環(huán)境:當(dāng)環(huán)境溫度較高(如高于 60℃)時(shí),陽(yáng)極的腐蝕速率可能會(huì)加快,電位也可能發(fā)生變化。此時(shí),需要選擇耐高溫的鋁合金犧牲陽(yáng)極,如通過(guò)優(yōu)化合金成分和熱處理工藝,提高陽(yáng)極的耐高溫性能,確保在高溫環(huán)境下仍能提供有效的保護(hù)。
二、考慮被保護(hù)結(jié)構(gòu)物因素
·結(jié)構(gòu)類型
·船舶:對(duì)于船舶的船底和壓載艙等部位,通常采用塊狀或帶狀的鋁合金犧牲陽(yáng)極。塊狀陽(yáng)極一般安裝在船底的易腐蝕部位,如船首、船尾、龍骨等;帶狀陽(yáng)極則常用于壓載艙的艙壁和艙底,以提供均勻的保護(hù)。
·管道:對(duì)于埋地管道,可根據(jù)管道的直徑、長(zhǎng)度和土壤環(huán)境等因素選擇不同規(guī)格和形狀的鋁合金犧牲陽(yáng)極。一般采用棒狀或鐲式陽(yáng)極,棒狀陽(yáng)極適用于土壤腐蝕性較強(qiáng)的地段,鐲式陽(yáng)極則便于安裝在管道的特定部位,如彎頭、三通等。
·儲(chǔ)罐:對(duì)于大型儲(chǔ)罐,如原油儲(chǔ)罐、水罐等,通常在儲(chǔ)罐的內(nèi)壁底部和罐壁下部安裝鋁合金犧牲陽(yáng)極,以防止儲(chǔ)罐底板和罐壁的腐蝕??筛鶕?jù)儲(chǔ)罐的大小和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),選擇合適數(shù)量和尺寸的塊狀陽(yáng)極,均勻分布在儲(chǔ)罐底部和罐壁周圍。
·保護(hù)面積
·被保護(hù)結(jié)構(gòu)物的面積越大,需要的保護(hù)電流就越大,應(yīng)選擇尺寸較大、重量較重、能提供較大電流輸出的鋁合金犧牲陽(yáng)極。同時(shí),要根據(jù)保護(hù)面積合理計(jì)算陽(yáng)極的數(shù)量和分布,確保電流均勻分布在被保護(hù)結(jié)構(gòu)物表面,避免出現(xiàn)局部保護(hù)不足的情況。
三、考慮陽(yáng)極性能參數(shù)
·電位:鋁合金犧牲陽(yáng)極的電位應(yīng)足夠負(fù),以確保能夠?yàn)楸槐Wo(hù)金屬提供有效的陰極保護(hù)。一般來(lái)說(shuō),在海水中,鋁合金犧牲陽(yáng)極的開(kāi)路電位應(yīng)在 - 1.10V(相對(duì)于飽和硫酸銅參比電極,CSE)以下;在淡水中,電位應(yīng)在 - 1.0V(CSE)以下。
·電流效率:電流效率是衡量鋁合金犧牲陽(yáng)極性能的重要指標(biāo),它表示陽(yáng)極實(shí)際輸出的有效電流與理論電流的比值。電流效率越高,陽(yáng)極的利用率就越高,消耗速度就越慢,能夠在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)提供穩(wěn)定的保護(hù)電流。一般要求鋁合金犧牲陽(yáng)極的電流效率在 80% 以上。
·消耗率:消耗率是指陽(yáng)極在單位時(shí)間內(nèi)的質(zhì)量損失。選擇消耗率較低的鋁合金犧牲陽(yáng)極,可以減少陽(yáng)極的更換次數(shù),降低維護(hù)成本。不同成分和制造工藝的鋁合金犧牲陽(yáng)極,其消耗率有所不同,應(yīng)根據(jù)具體環(huán)境和使用要求進(jìn)行選擇。