高硅铸铁阳极是一种含有高比例硅的铸铁材料,在阴极保护系统中应用广泛,以下是关于它的详细介绍:
·材料与结构
·主要成分:高硅铸铁阳极主要由含高比例硅的铸铁制成,通常硅含量在 14.5% 左右。
·结构形式:分为实心棒状高硅铸铁阳极、空心管状高硅铸铁阳极和组转型高硅铸铁阳极三种。·性能特点
·耐腐蚀性强:高硅铸铁阳极中 14%-17% 的硅含量使其表面能形成一层致密的 SiO₂钝化膜,能有效抵抗土壤、原油、化工废液等介质的腐蚀,避免阳极因快速损耗而失效,在多种恶劣的电解质环境中具有出色的耐腐蚀性。
·导电性能良好:允许电流密度为 5-80A/m²,且消耗率小于 0.5kg/a・A,能够在阴极保护系统中有效传递电流,保障阴极保护系统的正常运行6。
·稳定性高:极化电位稳定,工作时极化电位波动小,能提供持续、稳定的保护电流,可使电流均匀覆盖被保护结构,避免 “保护盲区”。
·机械强度高:抗拉强度达 150-250MPa,硬度 HB180-280,可抵抗土壤沉降、机械振动或意外冲击,确保在复杂工况下保持结构完整性,避免因阳极断裂导致保护失效。
·性价比高:价格相对较低,使用寿命长,在 1A 保护电流下,10kg 阳极可使用 20 年以上,全周期成本低,对于长期运行的系统来说非常有利。
·工作原理:基于电化学腐蚀原理,在电解质环境(如土壤、海水等)中,高硅铸铁阳极通过外部电源或自身的电化学反应释放电子,自身发生氧化反应,为与之相连的被保护金属结构提供足够的阴极保护电流,使被保护金属始终处于阴极状态,电极电位负移至免蚀区,从而抑制金属的腐蚀反应。
·应用场景
·埋地管道:广泛应用于长距离埋地输油、输气管道的阴极保护,防止管道因土壤腐蚀而穿孔泄漏。
·地下储罐:对于储存石油、化工原料等的地下储罐,高硅铸铁阳极可有效延长其使用寿命,保障储存安全。
·海水环境中的金属设施:如码头钢桩、海水管道、海上钻井平台等,高硅铸铁阳极能在海水中稳定工作,为其提供有效的防腐蚀保护。
·水处理设施:如水处理厂的管道和储罐,也常用高硅铸铁阳极来防止腐蚀。
·安装方式
·浅埋阳极:可直接埋设在地下较浅的位置,施工相对简单,适用于一些土壤条件较好、对保护要求不是特别高的区域。
·深井阳极:将高硅铸铁阳极安装在深度通常为 15 米或 20 米以下的竖直井中,能使阴极保护电流分布更均匀,减少对其他埋地金属结构的腐蚀干扰,但安装施工相对复杂,成本也相对较高。