铝-锌-铟系铝合金牺牲阳极因其优异的电化学活性和耐腐蚀性,广泛应用于以下领域:
应用场景:
1.海洋工程:
1.海上石油平台与风电塔架:在深海高盐度环境中,阳极通过持续释放电流,抑制钢结构腐蚀,延长设备寿命(如渤海油田平台使用后寿命超20年)。
2.海底管道与码头钢桩:阳极重量轻、电流分布均匀,适合长距离管道保护,同时耐海水冲刷,适应潮汐变化。
2.船舶与压载水舱
1.船体、舵板及螺旋桨:铝合金密度小(约为锌的1/3),可减轻船体重量,提高燃油效率。保护船体、压载舱、舵板、螺旋桨等部位免受海水腐蚀。铝合金阳极密度小,可减轻船体重量,提高燃油效率。远洋货轮通过安装此类阳极,将船体维护周期延长至5年。
2.压载水舱:防止海水腐蚀,阳极可定制为复杂形状以适应曲面结构。
3.埋地管道与储罐
1.石油/天然气管道:分段安装阳极,实现全线阴极保护(如西气东输管道)。
2.储油罐底部与外壁:阳极埋设于罐底环形空间,提供均匀保护电流,防止土壤及介质腐蚀。
4.淡水与化工环境
1.饮用水储罐与水库闸门:在淡水环境中稳定工作,无重金属污染风险。
2.化工换热设备:耐高温(如HT-AI系列耐150℃),适合高温介质环境。
5.特殊环境
1.高电阻率土壤或杂散电流区域:电流效率高(可达90%以上),适合密集管网区域保护。适用于高温(如HT-AI系列可耐150℃)、高电阻率土壤或杂散电流干扰强的区域,保护地热能开发中的井下套管及高温输送管道。
二、技术规范
铝-锌-铟系铝合金牺牲阳极需符合国家标准《铝-锌-铟系合金牺牲阳极》(GB/T 4948-2002),主要技术要求如下:
1.化学成分
1.阳极按材料成分分为多种类型(如铝-锌-铟-镉、铝-锌-铟-锡合金),各元素含量需符合标准范围。例如,锌含量一般控制在5%左右,以确保合金活化性能。
2.电化学性能
1.实际电容量:根据不同合金类型设定最低标准。例如,铝-锌-铟-镁-钛阳极的实际电容量要求≥2550 Ah/kg。
2.电位与电流效率:开路电位通常为-1.10~-1.18 V(SCE),工作电位为-1.05~-1.12 V(SCE),电流效率>85%。
3.机械性能与耐蚀性
1.抗拉强度、屈服强度、伸长率:需通过机械性能检测,确保合金强度与韧性。
2.耐蚀性能:通过盐雾试验、水温腐蚀试验等方法评估,确保在恶劣环境中稳定工作。
4.安装与维护要求
1.埋设深度:阳极顶部距地面不少于1米,北方地区需埋设在冻土层以下。
2.连接方式:可通过检测站或直接连接至被保护结构,电缆敷设需留裕量以防止沉降破坏。
3.检测与更换:定期检查阳极输出电流及消耗情况,剩余重量不足1/3时需更换。
5.检测方法
1.化学成分分析:依据《铝-锌-铟系合金牺牲阳极化学分析方法》(GB/T 4949)。
2.电化学性能测试:引用GB/T 17848-1999标准进行试验。
三、总结
铝-锌-铟系铝合金牺牲阳极凭借其高效防腐性能、广泛适用性及严格的技术规范,成为海洋工程、船舶、埋地管道等领域的核心防腐材料。通过合理选型、规范安装及定期维护,可显著延长金属结构使用寿命,降低全生命周期成本。