搞外加电流阴极保护的,对高硅铸铁阳极都不陌生。阳极地床里一埋就是几十支,一用就是二三十年。很多人知道它“耐用”,但要说清楚它为什么耐用,未必答得上来。
今天不聊复杂的,就把这种材料是怎么回事说清楚。
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高硅铸铁阳极
耐腐蚀的秘诀:一层自己长出来的保护膜
高硅铸铁,听名字就知道,含硅量特别高的铸铁——14%到16%。这个硅含量很关键。
阳极在通电工作的时候,表面的硅会和氧发生反应,生成一层二氧化硅膜。这层膜非常致密,把阳极基体和外面的土壤隔开了。阳极自己不被快速消耗,就是因为有这层膜在“挡着”。
普通钢铁为什么容易锈?因为铁锈是疏松的,保护不了内部。而二氧化硅膜是致密的、稳定的,一旦形成就牢牢扒在阳极表面。这就是高硅铸铁阳极消耗率能做到0.1到0.5公斤每安培·年的原因——算下来,正常工作条件下能撑二十到三十年。
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高硅铸铁深井阳极
阳极本身的消耗是无法避免的
这里要说清楚一个概念:高硅铸铁阳极不是“不消耗”,而是“消耗得慢”。
外加电流系统里,电流从阳极地床进入土壤,再流到管道上。阳极承担的是电流出口的角色。通电过程中,阳极表面会发生电化学反应,材料会一点点损耗。只是因为有保护膜的存在,这个过程被大大减缓了。等阳极消耗到接地电阻明显上升、输出电流能力下降的时候,就需要更换或者补充阳极。这个周期通常在二十年以上。
选的时候别光看价格
市面上的高硅铸铁阳极,价格能差不少。差的在哪里?主要在两处。
一是原料和铸造。含硅量够不够、杂质多不多、铸造有没有气孔裂纹,这些直接决定保护膜的质量和阳极的寿命。低价产品往往原料不纯、铸件内部有缺陷,埋下去以后从缺陷处提前腐蚀。
二是电缆接头。阳极要接电缆,这个连接点是最脆弱的地方。好的产品在工厂就把电缆接好了,密封处理到位。便宜的产品出厂是裸端,现场焊接,质量和密封都打折扣。接头出问题,阳极本身再好也白搭。
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牺牲阳极
和牺牲阳极别搞混了
刚接触的人容易把高硅铸铁阳极和牺牲阳极搞混。其实它俩完全是两回事。
高硅铸铁阳极自己不怎么消耗,它只是电流的出口,必须配合恒电位仪用。牺牲阳极(镁、锌、铝)是靠消耗自己来保护管道的,不需要电源。一个属于外加电流系统,一个属于牺牲阳极系统,应用场景不同,不能替换。
结语
高硅铸铁阳极之所以能在强制电流系统里用二三十年,核心就是表面那层二氧化硅膜。选的时候把材料成分和制造质量看住了,别在接头这种小环节上省,阳极地床的寿命就有保障。
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