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了解牺牲阳极阴极保护知识

牺牲阳极是由高度活跃的金属材料构成的,用于防止较不活跃的金属表面腐蚀,比如钢铁。它的自然电位比被保护的金属更负,从而取代它所保护的金属腐蚀,这就是为什么它被称为“牺牲”阳极的缘故。



什么是阴极保护?



当金属表面与电解液接触时,会发生一种称为腐蚀的电化学反应。腐蚀是将金属还原为矿石的这一自然状态的过程,在这个过程中,金属发生反应,结构变弱。最常见的就是生锈,在我们的生活中随处可见。从管道到建筑再到船舶,腐蚀无处不在,不可避免。虽然我们无法完全杜绝腐蚀,但是应该采取措施减缓腐蚀,确保这些金属能够使用更长的时间,常用的方法就是所谓的阴极保护技术。



牺牲阳极阴极保护法是阴极保护的两种形式之一,另一种形式的阴极保护是外加电流阴极保护法。



海水中的金属腐蚀可以解释牺牲阳极阴极保护的原理。铁金属与电解质接触,在正常情况下,铁金属会与电解质发生反应,开始腐蚀,结构变弱。锌作为牺牲阳极可以防止铁的“腐蚀”。根据标准还原电势表,锌的标准还原电位约为-0.76V,铁的标准还原电位约为-0.44V。这种还原电位的差异意味着锌的氧化速度要比铁快得多。事实上,锌在铁开始反应之前就已经完全氧化了。



牺牲阳极用什么材料?



用于牺牲阳极的材料要么是相对纯的活性金属,如锌或镁,要么是专门开发用于牺牲阳极的镁合金或铝合金。如果牺牲阳极被埋入地下,需要用一种特殊的回填材料包裹在阳极周围,以确保阳极能产生所需的电流。



牺牲阳极是通过引入另一个具有更负的电位和阳极性更强的金属来工作的,电流将从新引入的阳极流出,受保护的金属变成阴极,形成原电池。阳极表面发生氧化反应,阴极表面发生还原反应。



牺牲阳极是如何安装的?



牺牲阳极通常配有引线或扁钢,以方便其连接到被保护的结构。引线可以通过焊接或机械连接到结构上,这些连接结构应具有较低的电阻,并应进行绝缘,以防止电阻增加或由于腐蚀造成损坏。



在为活性较低的金属提供电子作阴极保护的过程中,活性较强的金属会腐蚀。牺牲阳极活性较高,所以牺牲阳极会首先腐蚀,活性高的金属(阳极)来保护活性较低的金属(阴极)。腐蚀的程度取决于用作阳极的金属,但与提供的电流成正比。



牺牲阳极用途



牺牲阳极用于保护船体、热水器、管道、配电系统、地上储罐、地下储罐和炼油厂,牺牲阳极阴极保护系统中的阳极必须定期检查并在消耗完毕前进行更换。



常见问题



一、使用牺牲阳极的目的是什么?



牺牲阳极用于保护金属结构免受腐蚀。



二、牺牲阳极是如何工作的?



牺牲阳极的工作方式是比它所保护的金属氧化得更快,在其他金属与电解质反应之前就被完全消耗掉。



三、哪些不同的金属可以用作牺牲阳极?



三种可用作牺牲阳极的金属是锌、铝和镁。


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