高硅鑄鐵陽極是一種含有高比例硅的鑄鐵材料,在陰極保護系統(tǒng)中應用廣泛,以下是關于它的詳細介紹:
·材料與結(jié)構
·主要成分:高硅鑄鐵陽極主要由含高比例硅的鑄鐵制成,通常硅含量在 14.5% 左右。
·結(jié)構形式:分為實心棒狀高硅鑄鐵陽極、空心管狀高硅鑄鐵陽極和組轉(zhuǎn)型高硅鑄鐵陽極三種。·性能特點
·耐腐蝕性強:高硅鑄鐵陽極中 14%-17% 的硅含量使其表面能形成一層致密的 SiO?鈍化膜,能有效抵抗土壤、原油、化工廢液等介質(zhì)的腐蝕,避免陽極因快速損耗而失效,在多種惡劣的電解質(zhì)環(huán)境中具有出色的耐腐蝕性。
·導電性能良好:允許電流密度為 5-80A/m2,且消耗率小于 0.5kg/a?A,能夠在陰極保護系統(tǒng)中有效傳遞電流,保障陰極保護系統(tǒng)的正常運行6。
·穩(wěn)定性高:極化電位穩(wěn)定,工作時極化電位波動小,能提供持續(xù)、穩(wěn)定的保護電流,可使電流均勻覆蓋被保護結(jié)構,避免 “保護盲區(qū)”。
·機械強度高:抗拉強度達 150-250MPa,硬度 HB180-280,可抵抗土壤沉降、機械振動或意外沖擊,確保在復雜工況下保持結(jié)構完整性,避免因陽極斷裂導致保護失效。
·性價比高:價格相對較低,使用壽命長,在 1A 保護電流下,10kg 陽極可使用 20 年以上,全周期成本低,對于長期運行的系統(tǒng)來說非常有利。
·工作原理:基于電化學腐蝕原理,在電解質(zhì)環(huán)境(如土壤、海水等)中,高硅鑄鐵陽極通過外部電源或自身的電化學反應釋放電子,自身發(fā)生氧化反應,為與之相連的被保護金屬結(jié)構提供足夠的陰極保護電流,使被保護金屬始終處于陰極狀態(tài),電極電位負移至免蝕區(qū),從而抑制金屬的腐蝕反應。
·應用場景
·埋地管道:廣泛應用于長距離埋地輸油、輸氣管道的陰極保護,防止管道因土壤腐蝕而穿孔泄漏。
·地下儲罐:對于儲存石油、化工原料等的地下儲罐,高硅鑄鐵陽極可有效延長其使用壽命,保障儲存。
·海水環(huán)境中的金屬設施:如碼頭鋼樁、海水管道、海上鉆井平臺等,高硅鑄鐵陽極能在海水中穩(wěn)定工作,為其提供有效的防腐蝕保護。
·水處理設施:如水處理廠的管道和儲罐,也常用高硅鑄鐵陽極來防止腐蝕。
·安裝方式
·淺埋陽極:可直接埋設在地下較淺的位置,施工相對簡單,適用于一些土壤條件較好、對保護要求不是特別高的區(qū)域。
·深井陽極:將高硅鑄鐵陽極安裝在深度通常為 15 米或 20 米以下的豎直井中,能使陰極保護電流分布更均勻,減少對其他埋地金屬結(jié)構的腐蝕干擾,但安裝施工相對復雜,成本也相對較高。