牺牲阳极材料的比较和分析

钢管采用牺牲阳极保护的施工钢管采用牺牲阳极保护的施工对于长距离地下钢管或特殊要求的部位采用阴极保护措施．阴极保护分为“外加电源保护”和“牺牲阳极保护”。

由于“牺牲阳极保护”不损害邻近的管线，运行后不需电源，管理较前者方便而被广泛采用。

被保护钢管的绝缘层质量是阴极保护的前提，凡有接地的部位均应有良好的绝缘。

当按照上述要求完成钢管绝缘层施工后应对绝缘层作电阻测定，要求不小于5000欧／厘米。

对于因施工吊装或撞击损坏绝缘层的部位应及时修补，直至电阻测定合格为止。

牺牲阳极保护系统是由阳极、填包料、检查片、绝缘法兰和连接导线组成。

现场安装参见图6一114。

各种配件的制造和安装要求如下：(1)牺牲阳极及填包料的制作和安装(见图6－115)1)阳极的选择和制作牺牲阳极又称之为保护器，选用镁、铅、锌等金属材料。

较多的选用镁阳极，使用于电阻大的土壤中效果更佳。

镁阳极板的长细比为8：1。

它加工困难，性脆，搬运时容易折断，表面易产生氧化膜。

制作前应进行切片测定电流，输出电流应达到40毫安。

安装前先用铁砂布将表面打光放入氧氧化钠溶液中浸洗，再用清水洗净后立即投入填包料以防氧化。

2)填包料的配制度阳极的安装填料选用硫酸镁(MgSO4)、硫酸钙(CaSO4)和膨润上调匀使用，配比为25：25：50。

当经过表面清洁处理的镁阳极投放主填料包后，按照上述配比先将膨润土与硫酸镁干拌均匀，再将硫酸钙和清水加入调拌均匀后立即放入填料包内直至密实为止，先后时间应控制在3～5分钟，否则将造成干结。

装入填包料的阳极安装位置应与被保护的钢管保持60～70厘米的净距，深度应在冻土层阱下，最好与被保护的钢管深度相同。

填包料的周围应加20厘米的细粒土壤，并使士湿润．以减少电阻(经测定湿土比干土的电位高0.25伏)。

在土壤电阻率较高、地下水位较低的地区应在回填土中掺些盐(每支阳极填包料以掺入30公盐为宜)。

回填土时要分层浇水湿润。

完成敷设后分别测定每支阳极的接地电阻，再将各阳极用导线汇接起来测定总的阳极接地电阻，电阻不大于l欧。

牺牲阳极由电位较负的金属材料制成，当它与被保护的管道连接时，自身发生优先离解，从而抑制了管道的腐蚀，故称为牺牲阳极。

牺牲阳极应有足够负的稳定电位，以保持足够大的驱动电压：同时有较大的理论发生电量，还要有商而稳定的电流效率。

实用的牺牲阳极材料
有镁基、锌基、铝基合金三大类。

镁阳极的特点是比重小、电位负，但电流效率低。

作为商品的有纯镁、Mg-Mn合金和Mg-Al-Zn-Mn合金。

镁合金适合于土壤电阻率较高的场合。

锌阳极的特点是比重大，单位重量的发生电量小，但它的电流效率较高。

目前应用的有钝锌和Zn-Al-Cd合金（ZAC三元锌）。

纯铝不用作牺牲阳极，因铝容易钝化。

铝合金阳极的理论发生电量大，在含氯离子的环境中、阳极性能好，单位发生电量价格便宜。

铝合金GalvalumⅡ(AI-42n-0.04Hg)和GalvalumⅢ(Al-32n-0.0151n-O.1S1)适用于海泥中。

受此启发，人们正在研究用适当的填包料，使铝合金可用于一般土壤中。

各种牺牲阳极均可按照儒要选择使用。

它们制成各种形状和大小。

大部分牺牲阳极为铸造状态，截面有梯形、圆形、矩形等。

新近已有挤压成型的带状镁阳极。

铸造镁合金极常用的规格有8kg、llkg和14kg。

牺牲阳极中部埋置有钢芯，它是在浇铸阳极时埋入的，有一端或两端露出。

其目的是引导阳极电流，同时便于固定阳极，并起到增大阳极机械强度的作用。

往往在牺牲阳极周围填充电阻率比土壤低的物质，称为填充料。

其中，石膏（即硫酸钙），使阳极腐蚀均匀；保持土壤水分；添加硫酸钠是为了降低土壤的电阻率。

河南汇龙合金材料有限公司编制刘珍技术部储罐内壁牺牲阳极阴极保护设计目前，防腐涂层与阴极保护系统相结合的防腐方法已在储罐防护中得到了广泛应用。

然而，在一些储罐进行大修时发现，罐内底板虽然采用了牺牲阳极阴极保护，但罐内底板仍然产生了严重的腐蚀，究其原因主要是因为牺牲阳极设计重量不足、罐底周边牺牲阳极安装量不足等。

储罐内壁阴极保护设计过程中，保护电流的需求量取决于储罐内保护面积的大小和内涂层质量的优劣。

为最大程度的降低保护电流的需求，罐内金属表面均应涂有有效的防腐涂层，包括耐蚀合金的内表面。

对于原油储罐内阴极保护系统设计，只有罐内沉积水区域内金属表面(带或不带涂层)接触水相时才应予以考虑。

进行储罐内壁阴极保护设计之前，应收集设计时所需的必要数据，包括：①在正常操作情况下的电解质特性：S、CO)，电阻率、pH值、温度(平成分(溶解气体、O、H2均和变化)、压力、水位(最小、最大和平均水位)，工作时的最大流速;②阴极保护系统的设计寿命;③罐内涂层类型、涂层厚度等④根据电解质的资料，选择裸钢的保护电流密度。

河南汇龙合金材料有限公司编制刘珍技术部储罐内阴极保护系统设计过程中，牺牲阳极材料的选择至关重要，具体设计中应当考虑以下2个主要方面：①与电解液(成分、温度)的兼容性;②可用的空间和在有限区域内的电流分布。

活化铝铟合金阳极、锌合金阳极、镁阳极应根据不同的条件和设备选用。

根据挪威船级社规范DNVRP IM01-2005，铝的效率将随温度的变化而改变。

当储罐服役温度超过5O℃时，必须选用铝基合金牺牲阳极。

若为饮用水，应使用镁合金牺牲阳极。

如果电解液为污水且S、可适用铝合金。

但硫化氢溶解量每增加20m g/I，含有H2铝合金的工作效率将减少。

对于容积较小的容器，应采用小梯形或扁平截面的镶装式阳极。

对于容积较大的储罐，阳极类型可以是镶装式或底部截面为梯形或半圆柱，或者采用带有梯形或圆柱截面的悬挂型阳极。

当采用镶装式阳极时，其面对罐或容器表面的阳极表面应涂以适当的涂层。

油气管道阴极保护系统常见问题及解决方法摘要：社会的日益发展进步加速了各行各业对能源的需求，而管道作为运输石油天然气的主要途径得到了快速发展。

深埋地下的钢质管道由于受到微生物以及土壤等因素的腐蚀，对人们的生命及财产安全产生了严重的威胁。

管道外加阴极保护和外防腐层作为钢质管道的主要防腐措施，目前，研究阴极保护故障问题的问题仍然比较少。

鉴于此，本文就油气管道阴极保护系统常见问题及解决方法展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：油气管道；阴极保护；杂散电流；牺牲阳极1、阴极保护常见故障及排除方法1.1、牺牲阳极故障分析由于牺牲阳极保护无需外部电源，而且安装维护费用低、对外界的干扰比较小，具有不占用其他建筑物以及无需征地的优点，经常将其用在管线建设过程中以及输气场内管线的临时保护。

阳极材料自身的性能直接决定着牺牲阳极的保护效果，目前，经常用到的牺牲阳极的材料有锌合金、铝合金以及镁合金这三类。

牺牲阳极的常见故障如下：（1）阳极的输出电流逐渐减小，无法满足保护点位要求。

导致这种现象存在的主要原因是环境污染对阳极产生了影响、阳极消耗大、阳极周围土壤干燥以及阳极/阴极连接线断开等。

（2）随着阳极输出电流的不断增加，保护物电位级化无法满足标准要求。

出现这种现象的主要原因是被保护体和相邻的金属物由于绝缘装置失效、环境改变以及绝缘层老化而导致土的充气量增加，水的含氧量也随之加大。

（3）阳极体受到了严重的腐蚀，但是，阳极已经无法正常运作[1]。

出现这种问题的主要原因是阳极成分不合理，在工作环境中出现了钝化现象；阳极局部受到了严重腐蚀；因阳极合金化不均匀而产生了局部腐蚀现象。

就以某天然气输气站的不同牺牲阳极测试数据进行分析，具体内容如表1所示。

表1某天然气输气站内牺牲阳极测试数据管道编号管道通电电位(CSE)/V管道断电电位(CSE)/V阳极开路电位(CSE)/V阳极输出电流/mA阳极类型投运时间/a1-0.79-0.64-0.1224.42锌合金102-0.73-0.65-1.1015.91锌合金103-0.941-0.838-1.1239.27锌合金104-0.946-0.835-1.11731.30锌合金105-1.15-0.959-1.59992.69锌合金56-0.975-0.957-1.605329.20锌合金5从表中内容可以得知，1、2、3、4号管道通电(或断电)电位比保护点位低，阳极保护水平相对较差；5号和6号管道点位合格。

牺牲法兰原理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：牺牲法兰原理，即sacrificial anode principle，是一种防止金属结构物腐蚀的方法。

在这种原理下，一种更容易腐蚀的金属被用作牺牲阳极，从而保护主要金属结构物。

本文将详细介绍牺牲法兰原理的原理、应用和优缺点。

一、原理牺牲法兰原理基于电化学腐蚀的原理。

在金属结构物表面湿氧环境中，会发生氧化还原反应，导致金属结构物发生腐蚀。

而当有两种金属通过电连接时，会形成一个电化学电池，其中一个金属将起到阳极的作用，被电化学溶解；另一个金属则成为阴极，受到保护。

牺牲法兰原理的实现就是利用这种电化学电池的原理。

一种更容易腐蚀的金属被设定为牺牲阳极，接触主体结构物，而主体结构物则成为保护物质。

当腐蚀环境中存在氧化性物质时，这种牺牲阳极将被优先腐蚀，从而保护主体结构物。

二、应用牺牲法兰原理在工业领域得到了广泛应用，特别是在防腐方面。

常见的应用场景包括船舶、海底管道、油罐、桥梁、建筑等金属结构物。

在这些领域，金属结构都会面临严峻的腐蚀挑战，而牺牲法兰原理可以有效延长金属结构的使用寿命。

船舶是应用牺牲法兰原理较为典型的领域之一。

船舶经常在海水环境中航行，海水中的氯离子会加速金属结构物的腐蚀。

通过在船体下方安装牺牲阳极，船体可以获得保护，延长使用寿命。

三、优缺点1.简单易行：只需要安装适当的牺牲阳极，就可以实现对金属结构的防腐作用，操作简单方便。

2.经济实惠：相比其他防腐措施，牺牲法兰原理的成本较低，且使用寿命长，具有较高的性价比。

3.全面防护：通过在金属结构物表面形成均匀的防护层，可以实现全面保护，避免局部腐蚀。

牺牲法兰原理也存在一些缺点：1.效果受环境影响：牺牲阳极的效果受环境因素的影响较大，如温度、湿度、氧气含量等。

2.维护成本高：牺牲阳极需要定期更换和维护，可能会增加一定的维护成本。

3.可能存在失效风险：如果牺牲阳极失效或未能及时更换，金属结构物仍可能遭受腐蚀。

燃气管道的防腐阴极保护法介绍及工艺要求一、牺牲阳极保护牺牲阳极系统适用于敷设在电阻率较低的土壤里、水中、沼泽或湿地环境中的小口径管道或距离较短并带有优质防腐层的大口径管道。

选用牺牲阳极时，应考虑的使用因素包括无可利用电源的地方；电气设备不便实施维护保养的地方；临时性保护；强制电流系统保护的补充；永久冻土层内管道周围土壤融化带；保温管道的保温层下方等。

（一）牺牲阳极的应用条件牺牲阳极的应用条件包括土壤电阻率或阳极填包料电阻率足够低,所选阳极类型和规格应能连续提供最大电流需要量，阳极材料的总质量能够满足阳极提供所需电流的设计寿命。

牺牲阳极上应标记材料类型（如商标）、阳极质量（不包括阳极填料）、炉号等。

（二）牺牲阳极施工基本要求根据现场施工条件，牺牲阳极施工应选择经济合理的施工方式。

立式阳极宜采用钻孔法施工；卧式宜采用开挖沟槽施工。

按设计要求在埋设点挖好阳极坑和电缆沟，检查袋装阳极电缆接头的导电性能，合格后袋装阳极就位，放入阳极坑内。

阳极连接电缆，埋设深度不应小于O.7m,四周垫有5〜IOCrn 的细砂，砂的上部应覆盖水泥护板或红砖。

确认各焊点、连接点绝缘防腐合格后，回填土壤。

在回填土将阳极布袋埋住后，向阳极坑内灌水，使阳极填料饱和吸满水后，将回填土夯实，恢复地貌。

牺牲阳极保护参数投产测试必须是在阳极埋入地下、填包料浇水IOd后进行。

为便于测量，在相邻两组阳极的管段中间，根据需要适当设置电位测试桩。

电位测试桩桩间距以不大于500m为宜。

牺牲阳极投入运行后，应定期进行监测，至少每个月测试一次保护参数，牺牲阳极阴极保护系统检测每年不少于两次。

至少每半年测量一次管道保护电位和阳极输出电流，并根据测量结果进行保护电流的调节（一般以每年调节一次为宜）。

对镁阳极保护系统，每年至少应维护一次。

（三）牺牲阳极布置牺牲阳极常见的有棒状阳极和带状阳极，具体布置如下。

1.棒状阳极棒状牺牲阳极可采取单支或多支成组两种方式，同组阳极宜选用同一炉号或开路电位相近的阳极。

为什么是牺牲阳极的阴极保护法而不是牺牲负极的正极保护法？原电池中也有阴阳极。

阳极（anode electrode）：发生氧化反应的电极。

阴极（cathode electrode）：发生还原反应的电极。

正极（positive electrode）：电势较高的电极。

阴极（negative electrode）：电势较低的电极。

原电池的阳极为负极，阴极为正极；电解池的阳极为正极，阴极为负极。

只要有氧化还原的反应发生就会有阴阳极。

发生氧化作用的极称为阳极，在原电池中，阳极是负极；在电解池中阳极是正极。

这里的防护原理跟原电池的反应原理一样，负极上起的是氧化反应，通常叫做牺牲阳极。

正极·负极是就原电池而言的。

在原电池反应中，负极材料失去电子，材料消耗；正极材料（或电解质溶液中的某离子）得到电子，材料不消耗。

阴极·阳极是就电解池而言的。

电解池的最大特点就是有一个外接电源。

接通电路后，由于外接电源正极缺少电子，阳极材料（或电解质溶液中的某些离子）会失去电子，而阴极材料会得到电子。

无论是原电池还是电解池，都有牺牲一极保护另一极的作用。

但是，电解池的牺牲阳极的阴极保护法比原电池的牺牲负极的正极保护法效果好数倍。

故工业上用牺牲阳极的阴极保护法而不用牺牲负极的正极保护法。

锌阳极无机材料
锌阳极是一种牺牲阳极阴极保护材料，主要材质是金属锌。

这种阳极符合ASTM-B418标准，具有很好的机械性能。

当腐蚀电池体系正在作用时，接入另一电极丝，该电极的电位较负，这个时候原腐蚀电池就与这个电极就组成了一个新的宏观电池。

从电化学原理来说，负的电极就是这个新电池的阳极，所谓的阴极便是原腐蚀电池。

从电解质向被保护体从阳极体提供一个阴极电流，这时被保护体就会进行阴极保护，就会完成阴极保护。

锌带阳极柔韧性好、安装简便、灵活，电流分布均匀，电流效率高。

适用范围广，可穿越狭窄局部场合及困难环境，应用更灵活。

单位重量对地电阻小，电流大。

锌带阳极可用于淡水、海水环境中，也能够用于埋地结构。

如需了解更多关于“锌阳极”和“无机材料”的信息，建议查阅相关书籍或咨询化学专家获取帮助。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。