鋅合金犧牲陽極在使用過程中,自身腐蝕速度受哪些因素影響?
環境因素
溫度:一般來說,溫度升高會加快化學反應速率和離子遷移速度,從而加速鋅陽極的腐蝕過程。在電化學腐蝕過程中,溫度升高會使電極反應的活化能降低,導致反應速率加快。同時,溫度升高還會使電解質溶液的電導率增加,離子遷移速度加快,這也有助于加快電化學腐蝕的速率。不過,鋅陽極一般用于溫度低于 49℃的環境,溫度高于 49℃時,可能發生晶間腐蝕,高于 54℃時,鋅陽極的電極電位變正,與鋼鐵的極性發生逆轉,鋼鐵會變成陽極受到腐蝕。
濕度:當環境濕度較高時,在鋅陽極表面容易形成一層薄薄的水膜,這層水膜起到了電解質溶液的作用,能夠加速鋅陽極的電化學腐蝕過程。如果鋅合金犧牲陽極處于潮濕的工業大氣中,其腐蝕速度會比在干燥潔凈的大氣中快。
土壤類型與性質:不同類型的土壤,如黏土、砂土、壤土等,其顆粒大小、孔隙度、透氣性等物理性質存在差異,會影響土壤中水分和氧氣的含量以及傳輸速度,進而影響帶狀鋅陽極的腐蝕速率。例如,透氣性好的砂土中,氧氣容易到達陽極表面,可能加速腐蝕。
介質的酸堿度:介質的 pH 值對腐蝕速度有很大影響。如果腐蝕電池中的陰極過程是借助于氫的去極化作用而進行時,則 pH 值的減小會使氫電極電位變得更正,使 H⁺更易于放電而導致金屬腐蝕速度加快。對于有保護膜的金屬,如果 pH 值改變,影響到金屬表面膜的溶解或保護膜的生成,也能促使腐蝕加速或減慢。
陽極本身因素
合金成分:在鋅陽極合金中,常見的添加元素有鋁、鎘、鎂等,這些元素的加入可以改變鋅陽極的組織結構、電化學性能和腐蝕行為,從而影響其使用壽命。例如,鋁能在鋅合金表面形成一層致密的氧化鋁保護膜,減緩鋅合金的腐蝕速度;鎘能夠降低鋅合金的腐蝕電位,提高陽極的驅動電壓,使犧牲陽極更**地為被保護金屬提供陰極保護電流,同時改善鋅合金的腐蝕均勻性,減少局部腐蝕的發生。但如果合金成分中的雜質元素如鉛、鎘、錫等超過標準時,會導致晶間腐蝕,進而引起鋅合金的老化現象,加速腐蝕。
制造工藝:制造工藝的差異會導致鋅陽極的組織結構、表面質量和物理性能存在差異,進而影響其電化學性能和腐蝕行為,最終對其使用壽命產生影響。例如,熔煉鑄造過程中,如果溫度、時間控制不當,可能導致合金成分不均勻,影響陽極的性能。
陰極保護系統設計與安裝因素
陽極布置與數量:在陰極保護系統中,帶狀鋅陽極的布置方式和數量對其使用壽命有著重要影響。合理的陽極布置可以使保護電流均勻地分布在被保護金屬表面,從而提高陰極保護效果,減少局部腐蝕的發生,延長鋅陽極的使用壽命。如果陽極布置不合理,可能導致局部電流密度過大,加速陽極腐蝕。
連接方式與質量:帶狀鋅陽極與被保護金屬之間的連接方式和質量直接影響著陰極保護系統的性能和鋅陽極的使用壽命。常見的連接方式有焊接、螺栓連接、鉚接以及使用專用的連接器等。連接不良會導致接觸電阻增大,影響電流傳輸,可能使陽極局部電流密度增大,加速腐蝕。 |
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