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PCCP水务管道阴极保护用预包装锌阳极的原理
河南华云-杨素素
PCCP水务管道阴极保护采用牺牲阳极法,通过使用预包装锌阳极来达到防腐的目的。
阴极保护是一种通过外加电流的方式,使金属结构处于一种电化学状态下,从而减缓或遏制金属的腐蚀现象。在PCCP管道中,阴极保护技术通过在管道表面施加一定的电流,使管道成为阴极,从而降低管道的腐蚀速度,延长管道的使用寿命。
锌阳极化学成分
化学元素
Al
Cd
杂质、不大于
Fe
Cu
Pb
Si
Zn
含量%
0.3-0.6
0.05-0.12
0.005
0.005
0.006
0.125
余量
预包装锌阳极是这种阴极保护系统的一个关键组成部分。其原理是,锌阳极具有较高的电负性,因此在电化学反应中更容易被氧化。当锌阳极与PCCP管道连接并处于同一电解质环境中时,锌阳极会主动发生腐蚀,释放出电子。这些电子通过导线流向管道,使管道表面产生负电位,从而成为阴极。由于管道成为阴极,它不再参与腐蚀反应,而是受到保护。而腐蚀反应则转移到锌阳极上,实现了对管道的保护。因此,锌阳极的消耗实际上是对管道的一种牺牲保护,这也是其被称为“牺牲阳极”的原因。
锌阳极电化学性能
性能指标
开路电位?-V(SCE)
工作电位?-V(SCE)
实际电容量A·h/kg
电流效率?%
溶解状况
海水中
-1.09~-1.05
-1.05~-1.00
≥780
≥95
腐蚀产物容易脱落,表面溶解均匀
土壤中
≤-1.05
≤-1.03
≥530
≥65
注1:参比电极——饱和甘汞电极?注2:介质——海水介质采用人造海水;土壤介质采用潮湿土壤,且阳极周围添加填充料。
此外,预包装的设计可以确保锌阳极在需要的时候能够提供足够的电流,同时防止阳极过早消耗。这种设计还考虑到了安装和使用的便利性,以及在不同环境条件下的稳定性。
PCCP水务管道阴极保护用预包装锌阳极的原理是通过电化学作用,利用锌阳极的牺牲保护,使管道成为阴极,从而减缓或遏制管道的腐蚀现象,延长其使用寿命。也为我国的水利发展贡献了很大的力量。
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