第六章牺牲阳极保护第一部分概述第二部分镁合金阳极第三部分钝锌与锌合金阳极第四部分铝合金阳极第五部分各种牺牲阳极材料性能比较6-1牺牲阳极保护法：采用比钢船体或海洋钢结构的电极电位更负的金属或合金作为阳极，并与船体等结构连接在一起，在海水中依靠阳极的不断熔解所产生的直流电流来保护这些金属结构免受腐蚀。牺牲阳极的金属材料必须满足如下要求：牺牲阳极材料的电极电位较负，即驱动电位要大。单位质量的牺牲阳极能发生比较多的电流量，即电容量要高。牺牲阳极本身不易钝化，表面不生成高电阻的硬壳，溶解均匀。牺牲阳极的自蚀量要小，电流效率要高。生产加工容易，价格便宜。目前常用牺牲阳极材料主要有镁合金、锌及其合金、铝合金。我国目前应用的多是锌和钨合金。有效保护时间内，船体腐蚀速度接近于零。有表面涂层而未加牺牲阳极保护的船体水下部分的腐蚀速度逐渐增大，平均经过20—30个月达到最大值采用涂料涂层和栖性阳极保护相配合的方法，可以在牺牲阳极有效保护期内完全消除腐蚀。在没有牺牲阳极保护时，船体底部、舷侧和首层两端的腐蚀速度差异很大，而加装牺牲阳极保护时，则保护效果与船体部位无关，各部位腐蚀速度都相等(等于零)。经过30—40个月腐蚀速度达到最大值，相应的涂层破损为50—70%牺牲阳极保护与涂层关系牺牲阳极保护提高了涂层的完好程度。没有使用牺牲阳极时，涂层的完好程度力50—65%，而采用锌、铝、镁等阴极保护时、涂层完好程度可分别提高到60%、80%、95%。牺牲阳极保护与涂层关系提高涂层的完好程度，可延长牺牲阳极的使用寿命和减少牺牲阳极的消耗量。随着船舶使用时间的增长，涂层的完好程度下降，牺牲阳极材料消耗量增加。第二节镁合金牺牲阳极一、简介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-1.75VCSE，驱动电压0.85V；低电位镁阳极的电位为-1.55VCSE，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%。镁阳极的电流效率约50%，受环境影响还可能更低。当土壤或水中含盐量较低时，电流输出小影响系数法，因而，其自身腐蚀相对较大。当土壤电阻率高时，阳极输出电流小，阳极表面容易发生钝化，进一步加大接地电阻，使阳极输出电流进一步减小。此时，阳极的开路电位或在通电点处测量管道电位，可能没有明显变化。温度升高时，自身腐蚀加剧，效率降低，所以，在咸水或盐水中，使用温度不宜超过32；在淡水中，不宜超过45，在海水中，其寿命很短，不宜采用。二、化学镁合金阳极化学成分三、镁合金阳极电化学性能四、镁合金阳极消耗量计算方法阳极重量(Kg)五、镁合金阳极应用1、主要性能：极高的电化学性能、阳极消耗均匀、寿命长、单位质量发电量大，是理想的牺牲阳极材料，适用于土壤、淡水介质中金属构筑物的阴极保2、使用范围：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。六、镁合金阳极规格第二节锌合金牺牲阳极一、简介锌牺牲阳极多用于土壤电阻率小于20欧姆米的土壤环境中或海水环境。电极电位为-1.10VCSE，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。阳极重量(Kg)五、锌合金阳极应用1、主要性能极高的电化学性能、单位重量的阳极材料发电量大，约为锌阳极的3倍，镁阳极的2倍。在海水及含氯离子的其他介质中，性能良好，发出电流的自调节能力强。2、适用范围铝合金牺牲阳极适用于海水介质中的船舶、机械设备、海洋工程和海港设施以及海泥中管道、电缆等设施金属防腐蚀的阴极保护。第三节铝合金牺牲阳极一、简介锌牺牲阳极多用于土壤电阻率小于20欧姆米的土壤环境中或海水环境。电极电位为-1.10VCSE，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。极高的电化学性能、单位重量的阳极材料发电量大，约为锌阳极的3倍，镁阳极的2倍。在海水及含氯离子的其他介质中，性能良好，发出电流的自调节能力强。铝合金牺牲阳极适用于海水介质中的船舶、机械设备、海洋工程和海港设施以及海泥中管道、电缆等设施金属防腐蚀的阴极保护。第五节各种牺牲阳极材料性能比较总之，在应用牺牲阳极保护中，使用锌合金阳极的同时，应大力推广铝合金阳极在海洋工程结构的保护中应用。第六节船舶牺牲阳极保护设计船舶采用牺牲阳极保护，阳极安装过多容易造成过保护，安装过少则保护不足，船体仍然受腐蚀。因此，必须安装适量的阳极，设计的任务是确定合理的保护参数牺牲阳极保护，选用牺牲阳极材料、使用寿命及规格尺寸，计算阳极需要数量，正确布置和安装阳极。1.结构达到保护状态所需保护电流；2.牺牲阳极材料种类和所需总重量计算；3.阳极几何形状、尺寸、重量和数量选取；4.牺牲阳极使用寿命估算；5.牺牲部位的保护；6.牺牲阳极的布置与安装；7.阳极附加阻力估算。第七节保护效果的检查评定船舶采用阴极保护，经过长期使用不应受到腐蚀，在理想条件下达到完全保护，因而无重量损失，是否完全达到这种保护效果，需进行各种检测加以评定。1.坞内检查；2.挂片检查；3.电位测量；第八节船体电位测量方法和测量仪表在实船船体电位测试中，采用便携式铜/硫酸铜、银/氯化银、饱和甘汞电极作为参比电极，测量仪表为对消式电位计或晶体管电位计。一.船体电位测量方法二.船体电位测量仪表对消式电位差计1、工作原理2、使用操作方法