在被保護的金屬管線上連接一種電位更負的金屬或合金一起埋在土壤中,這個電位更負的金屬或合金 叫作犧牲陽極。因其在提供保護的同時,本身也會被消耗掉,因此得名犧牲陽極。
哪種材料可以 用作犧牲陽極?需具有以下特征:①電極電位要負,對被保護結(jié)構(gòu)驅(qū)動電壓要大;②自身電流輸出穩(wěn)定,電流效率高;③材料的電容量要大;④自腐蝕要小且溶解均勻,腐蝕產(chǎn)物容易脫落;⑤材料價格低廉,來源廣泛,加工容易。
常用的犧牲陽極材料有:鎂、鋁、鋅。
鎂陽極的有效電壓大,單位面積發(fā)生的電流大,能用于電阻率比較高的土壤或淡水中。但 比其他材料的價格略高,且其自身腐蝕較大,電流效率低,當陽極輸出電流小的時候,因其腐蝕較大的原因,實際電容量會更低。鎂陽極適用于土壤電阻率30-50Ω?m的環(huán)境,不易在電阻率大于100 Ω?m的環(huán)境??梢杂脕頊p小雜散電流的影響或?qū)艿肋M行具備保護。由于鎂陽極和鋼鐵碰撞容易產(chǎn)生電火花,所以在防爆區(qū)域安裝鎂陽極時要格外注意。
鋁陽極是合金型陽極,有效電量大,是目前最經(jīng)濟的犧牲陽極材料。但是在污染海水和高電阻率的環(huán)境下會影響其發(fā)揮作用。使用鋁陽極的環(huán)境要含有一定量的氯離子,不能應用在淡水或土壤環(huán)境中,鋼鐵的存在會降低鋁陽極的電容量,并使陽極電位變正,因此在生產(chǎn)過程中,要添加一定量的硅元素予以消除。
鋅陽極自身腐蝕小,陽極壽命長,除高溫淡水外,在很多環(huán)境下都能發(fā)揮作用,油罐內(nèi)部也可使用。缺點是有效電壓低,發(fā)生的電量少。鋅陽極和鋼鐵之間的電位差約為0.25V,電位差較小,所以一般適用于土壤電阻率小于15 Ω?m的土壤或海水中。在使用時要放在填料中,當環(huán)境中有大量氯離子時,即使溫度再高,鋅陽極發(fā)生了鈍化,在加入填料后也會恢復。
犧牲陽極是最早應用的陰極保護方法。不需要外部電源,也不需要每天進行管理,不會干擾臨時的設備和裝置,僅消耗少量的有色金屬就能使被保護的構(gòu)筑物得到安全的陰極保護。犧牲陽極在使用配合填料一起使用,填料可以吸收、保持土壤中的水分,降低接地電阻,提供陽極的使用效率,保證陽極表面消耗均勻。