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(huán)境因素
溫度:一般來說,溫度升高會(huì)加快化學(xué)反應(yīng)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(xué)腐蝕過程中,溫度升高會(huì)使電極反應(yīng)的活化能降低,導(dǎo)致反應(yīng)速率加快。同時(shí),溫度升高還會(huì)使電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率增加,離子遷移速度加快,這也有助于加快電化學(xué)腐蝕的速率。不過,鋅陽極一般用于溫度低于 49℃的環(huán)境,溫度高于 49℃時(shí),可能發(fā)生晶間腐蝕,高于 54℃時(shí),鋅陽極的電極電位變正,與鋼鐵的極性發(fā)生逆轉(zhuǎn),鋼鐵會(huì)變成陽極受到腐蝕。
濕度:當(dāng)環(huán)境濕度較高時(shí),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(zhì)溶液的作用,能夠加速鋅陽極的電化學(xué)腐蝕過程。如果鋅合金犧牲陽極處于潮濕的工業(yè)大氣中,其腐蝕速度會(huì)比在干燥潔凈的大氣中快。
土壤類型與性質(zhì):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(zhì)存在差異,會(huì)影響土壤中水分和氧氣的含量以及傳輸速度,進(jìn)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(dá)陽極表面,可能加速腐蝕。
介質(zhì)的酸堿度:介質(zhì)的 pH 值對(duì)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(jìn)行時(shí),則 pH 值的減小會(huì)使氫電極電位變得更正,使 H⁺更易于放電而導(dǎo)致金屬腐蝕速度加快。對(duì)于有保護(hù)膜的金屬,如果 pH 值改變,影響到金屬表面膜的溶解或保護(hù)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(jié)構(gòu)、電化學(xué)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(hù)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(qū)動(dòng)電壓,使?fàn)奚枠O更**地為被保護(hù)金屬提供陰極保護(hù)電流,同時(shí)改善鋅合金的腐蝕均勻性,減少局部腐蝕的發(fā)生。但如果合金成分中的雜質(zhì)元素如鉛、鎘、錫等超過標(biāo)準(zhǔn)時(shí),會(huì)導(dǎo)致晶間腐蝕,進(jìn)而引起鋅合金的老化現(xiàn)象,加速腐蝕。
制造工藝:制造工藝的差異會(huì)導(dǎo)致鋅陽極的組織結(jié)構(gòu)、表面質(zhì)量和物理性能存在差異,進(jìn)而影響其電化學(xué)性能和腐蝕行為,最終對(duì)其使用壽命產(chǎn)生影響。例如,熔煉鑄造過程中,如果溫度、時(shí)間控制不當(dāng),可能導(dǎo)致合金成分不均勻,影響陽極的性能。
陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝因素
陽極布置與數(shù)量:在陰極保護(hù)系統(tǒng)中,帶狀鋅陽極的布置方式和數(shù)量對(duì)其使用壽命有著重要影響。合理的陽極布置可以使保護(hù)電流均勻地分布在被保護(hù)金屬表面,從而提高陰極保護(hù)效果,減少局部腐蝕的發(fā)生,延長鋅陽極的使用壽命。如果陽極布置不合理,可能導(dǎo)致局部電流密度過大,加速陽極腐蝕。
連接方式與質(zhì)量:帶狀鋅陽極與被保護(hù)金屬之間的連接方式和質(zhì)量直接影響著陰極保護(hù)系統(tǒng)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(huì)導(dǎo)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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