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犧牲陽極陰極保護(hù)的裝置概述
通過在與被保護(hù)的金屬構(gòu)筑物相接觸的電解質(zhì)中埋入或浸入一種比被保護(hù)金屬電位更負(fù)的電極,然后進(jìn)行連接,就可實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)。典型的排布方式可參見本手冊正文部分。在給定電解質(zhì)中從單支陽極上獲得的電流受到相對較低的可利用驅(qū)動(dòng)電位,及陽極的形狀及尺寸的限制。如果構(gòu)筑物沒有很好地涂敷,這種保護(hù)方法一般只限于保護(hù)面積較小的金屬,只有在電解質(zhì)電阻率很低的情況下例外,比如在海水中,裸露的金屬經(jīng)常采用犧牲陽極保護(hù)??梢匝刂槐Wo(hù)構(gòu)筑物長度或在其整個(gè)表面上布置一定數(shù)量的陽極。
陽極可以埋設(shè)或浸沒在與被保護(hù)金屬表面有一定距離的位置,用絕緣導(dǎo)線與之相連,也可直接固定在金屬表面上。如果陽極距構(gòu)筑物一定距離,電流分布得更加均勻,可以使電流得到更有效的利用。當(dāng)電解質(zhì)的電阻率高時(shí),或者構(gòu)筑物沒有涂敷時(shí),陽極與構(gòu)筑物之間必須有足夠的距離,這一點(diǎn)尤為重要。如果電解質(zhì)電阻率低,陽極直接固定在金屬上也是符合規(guī)定的,在某些情況下這樣做可能更方便。
犧牲陽極陰極保護(hù)的設(shè)計(jì)
如果電解質(zhì)電阻率高(絕大多數(shù)土壤就是這樣),陽極 好是制成棒狀或細(xì)長的塊狀;如果周圍電解質(zhì)的電阻率特別高,則制成擠壓條或擠壓帶的形狀。對于電阻率較低的電解質(zhì),要有足夠的材料來提供充分的使用期限,要求使用相對粗一些的棒狀或塊狀陽極,乃至球形的陽極。埋地陽極可以用比土壤電阻更低一些的回填料填包以降低電阻。輸出電流還取決于驅(qū)動(dòng)電位,即陽極材料本身。犧牲陽極應(yīng)含有電負(fù)性小的材料制成的嵌入物(比如鋼),以保持陽極在使用壽命期限內(nèi)的電連續(xù)性和機(jī)械強(qiáng)度。對嵌入物應(yīng)進(jìn)行整形和預(yù)處理,以使其機(jī)械性能符合犧牲陽極本體金屬材料的要求。
直接或間接固定在被保護(hù)構(gòu)筑物上的犧牲陽極通常的制造方法是在鋼芯或鋼質(zhì)嵌入物周圍鑄造而成;用擠壓法生產(chǎn)的陽極可能有、也可能沒有鋼芯。鋼芯在鑄造前都進(jìn)行過處理,以保證與陽極合金電接觸狀態(tài) 佳。
嵌入物可以設(shè)計(jì)成伸出陽極本體,以便通過焊接或螺栓連接的方式將陽極固定在被保護(hù)構(gòu)筑物上。前一種方法可能會使電連接更加可靠,但可能會使更換陽極的工作變得更加困難。替代方法之一是可以采用絕緣電纜與鋼質(zhì)嵌入物相連。連接方法在預(yù)計(jì)的安裝和使用條件下應(yīng)有足夠的強(qiáng)度,應(yīng)設(shè)計(jì)成在連接失效前可以使陽極材料幾乎全部耗盡。但是,可以肯定的是所有的陽極材料并不能全部消耗盡,常見的做法是在設(shè)計(jì)中取一個(gè)利用系數(shù)。
用于斷開和測量電流的連接盒是很有用的。這種連接和與被保護(hù)的構(gòu)筑物的連接都應(yīng)牢固可靠,并且電阻低。