镁合金牺牲阳极

时间:2024-03-28 12:00:39编辑:coo君

镁阳极是干什么的啊?

  镁阳极适用于电阻率较高的土壤和淡水中金属构件的保护。

镁是电化学阴极保护工程中常用的一种牺牲阳极材料,具有较高的化学活性,它的电极电位较负,驱动电压高。同时,镁表面难以形成有效的保护膜。因此,在水介质中,镁表面的微观腐蚀电池驱动力大,保护膜易于溶解,镁的自腐蚀很强烈,在阴极上发生析氢反应2H++2e— H2。镁基牺牲阳极有纯镁、Mg-Mn系合金和Mg-AI-Zn-Mn系合金等三类,其共同的特点是密度小、理论电容量大、电位负、极化率低,对钢铁的驱动电压很大(>0.6V),适用于电阻率较高的土壤和淡水中金属构件的保护。

牺牲阳极种类
纯镁牺牲阳极

  镁为活泼金属,其电化学性能受杂质和合金元素的影响很大。当其含有少量杂质,特别是含有析氢过电位较低的杂质时,会使镁的自溶倾向增大,电流效率降低。镁中的一些杂质元素,如Fe, Co, Mn是以单质的形式固溶于镁基体中的,而另一些杂质,如Al, Zn, Ni, Cu等元素则易与镁形成金属间化合物,无论哪类杂质元素,它们相对于镁固溶体都呈现出强烈的阴极性,能增大析氢的有效面积,进一步增大镁的腐蚀速度。尽可能降低纯镁阳极中杂质元素的含量是必要的。杂质元素的质量分数(%)应控在:Zn<0.03. Mn<0.01. Fe<0.02, Ni<0.001 } Cu<0.001. Si<0.01.但这给纯镁阳极的生产带来了困难。一般采用合金化方法,向工业镁中加入一定量的合金元素如Mn, Al, Zn等,就可消除杂质元素的不良影响,获得性能优良的镁合金牺牲阳极材料。一般的纯镁阳极由于电流效率很低(仅为30%左右),使用寿命短,故己很少使用

Mg-Mn牺牲阳极
  锰在镁中的溶解度为3.4%,如果熔炼方法控制适当,可得到含有少量Mn晶体的Mg-Mn单相固溶体组织。锰是控制镁中杂质的一种很有效的净化元素,可消除杂质的不良影响,降低镁的自腐蚀速度。在镁合金熔炼过程中,锰与铁能生成比较大的Fe-Mn化合物而沉积于溶体底部,而残留在合金中的铁则溶解于锰中或被锰所包围,不产生阴极杂质的有害作用。但Mn在镁合金中有偏析现象,过量的Mn反而会造成合金耐蚀性及塑性的下降。国内外生产的Mg-Mn系合金阳极的锰含量一般为0.5%-1.3%,所允许的杂质铁和铜的含量分别小于0.03%和0.02%,比纯镁阳极中允许的杂质量高出十多倍。锰的另外一个作用是使Mg-Mn阳极在腐蚀溶解时,在镁合金表面形成比氢氧化镁膜更具保护作用的水化二氧化锰膜,使析氢作用进一步减弱。 有人将少量的钙添加到Mg-Mn合金中,研究开发出一种高性能的Mg-Mn-Ca合金牺牲阳极材料,其含0.26%Mn和0.14%Ca。与Mg-Mn合金(Mg-1.27Mn )相比,该新型合金阳极的电流效率显著提高,达到62.36% (Mg-Mn合金为50.94%),且其驱动电压也有所增大。据研究认为加入钙后使合金晶粒细化,并且在镁基体的晶界上析出了Mg2Ca阴极性化合物,从而降低了晶间腐蚀倾向,减少了晶粒的剥落,使合金的溶解变得均匀。这是Mg-Mn-Ca合金具有较优电化学性能的主要原因[1] 。

Mg-A1-Zn-Mn
根据铝和锌的含量不同,性能不同,其中性能较好和获得广泛应用的主要是Mg-6Al-3Zn-Mn合金,其表面溶解均匀,电流效率大于50%.铝是阳极中的主要合金元素,可与镁形成Mg17 A112强化相,提高合金的强度。但向工业镁中单独添加铝时,可形成大量的Mg Al, Mg2A13, Mg4 A13等金属间化合物,这些金属间化合物的存在,都会增大镁的自腐蚀速度、加速固溶体的破坏。锌可降低镁的腐蚀率,减小镁的负差异效应,提高阳极电流效率。微量的锰可抵消杂质铁、镍的不良影响。当锰的添加量为0.3%时,可使铁的允许含量达到0.02%,但同时也会降低电流效率。因此,杂质铁的含量以及相应的锰含量应尽可能低。铝、锌、锰的同时存在可进一步降低对工业镁中的杂质元素含量的要求。为了获得良好的电化学性能,Mg-AI-Zn-Mn系合金的杂质含量应严格控制。在相近的合金成分条件下,杂质少的合金的电流效率明显高于含杂质多的合金。
  阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。美国腐蚀工程师协会对阴极保护的定义是:通过施加外加的电动势把电极的腐蚀电位移向氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。牺牲阳极阴极保护就是在金属构筑物上连接或焊接电位较负的金属,如铝、锌或镁。阳极材料不断消耗,释放出的电流供给被保护金属构筑物而阴极极化,从而实现保护。外加电流阴极保护是通过外加直流电源向被保护金属通以阴极电流,使之阴极极化。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构。


镁合金牺牲阳极用于那些地方

镁阳极具有高驱动电压、低电流效率、高造价。根据形状以及电极电位(开路电位)的不同,镁阳极可用于电阻率在20欧姆·米到50欧姆·米的土壤或淡水环境。一般不应用于土壤电阻率小于10欧姆·米环境。高电位镁阳极的电位为-1.75V CSE,驱动电压0.85V;低电位镁阳极的电位为-1.55V CSE,驱动电压0.7V。使用温度可以达到100℃。当牺牲阳极剩余量为最初重量的15%,即认为阳极失效,所以,阳极的使用率一般取85%。


镁合金牺牲阳极的介绍

镁阳极具有高驱动电压、低电流效率、造价高。根据形状以及电极电位(开路电位)的不同,镁阳极可用于电阻率在15欧姆·米到150欧姆·米的土壤或淡水环境。一般不应用于土壤电阻率小于10欧姆·米环境。高电位镁阳极的电位为-1.75V CSE,驱动电压0.85V;低电位镁阳极的电位为-1.55V CSE,驱动电压0.7V。使用温度可以达到100℃。当牺牲阳极剩余量为最初重量的15%,即认为阳极失效,所以,阳极的使用率一般取85%。

镁合金牺牲阳极的使用范围

镁合金牺牲阳极阴极保护方法中,镁阳极可用于电阻率在20欧.米到100欧.米的土壤或淡水环境。镁牺牲阳极一般可以在电阻率20欧姆/米~50欧姆/米的土壤或者淡水环境中,电阻率小于10欧姆/米的环境中一般不会使用镁牺牲阳极。100℃的是镁牺牲阳极使用时可以达到的温度,镁牺牲阳极的使用率为百分之八十五,所以当阳极的重量剩到百分之十五的时候,就可以认定该阳极已经失效。镁牺牲阳极的电阻率正常情况下是50%,但是受到各种情况的约束可能会更低一些。在咸水或者盐水的影响下,使用镁牺牲阳极时,温度最好不要超过30摄氏度,在淡水环境中,温度也不应该超过45摄氏度来使用镁牺牲阳极,所以镁牺牲阳极不适宜在海水中使用,在海水中其腐蚀速度太快,寿命很短。

镁合金牺牲阳极有哪些应用

镁合金牺牲阳极简称:镁阳极,又称镁合金阳极、镁牺牲阳极。用于阴极保护系统,是防止电化学腐蚀的重要设备与材料。因为镁合金阳极的电位高,经常用于埋地构筑物的阴极保护,比如埋地石油输油管道、天然气、煤气输气管线等。

镁阳极分类:1.高电位镁合金牺牲阳极2.镯式镁合金牺牲阳极3.镁合金牺牲阳极套装组合件4.带状镁合金牺牲阳极5.国标镁合金牺牲阳极6.普通镁合金牺牲阳极7.埋地管线用镁合金牺牲阳极8.天然气管道用镁合金牺牲阳极9.储罐外壁用镁合金牺牲阳极10.镁合金棒11.镁合金板12.镁合金型材.13带状镁合金牺牲阳极14.镁合金管

镁阳极用途:主要用于地下及淡水中的输油、输气,供排水管线、地下电缆、化工、通讯、港湾、船舶、水库闸门等工程的防腐保护。例如石油燃气管道,储罐,热水交换器,冷凝器等.


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