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文檔簡介

鋁合金犧牲陽極:卓越品質,為金屬防腐保駕護航一、核心選擇依據:環境與介質特性分析1.

介質類型與腐蝕性評估電解質環境海水/含氯離子環境:石油化工中常見于海上平臺、沿海儲罐、含鹽水輸送管道等場景。需選擇在高氯離子濃度下電位穩定、電流效率高的陽極,如Al-Zn-In系合金(如Al-Zn-In-Sn-Mg),其在海水中電位可達-1.05V(vs.SCE),電流效率超85%,抗點蝕能力強。土壤/埋地環境:需考慮土壤電阻率(ρ):低電阻率(ρ<20Ω?m):可選常規Al-Zn-In系陽極;中高電阻率(ρ≥20Ω?m):需搭配鎂合金陽極或采用“鋁合金陽極+填包料”(如石膏、膨潤土)降低接地電阻,增強電流輸出。化工介質(酸、堿、鹽溶液):如含硫酸鹽、硫化物的工況,需陽極具備抗化學腐蝕能力。例如,在含硫化物的原油儲罐中,可選用添加稀土元素(如Ce、La)的鋁合金陽極,提升抗硫化物應力腐蝕性能。溫度影響常溫(≤60℃):常規Al-Zn-In系陽極適用;高溫(>60℃,如煉油管道、反應釜):需選擇耐高溫陽極,如添加Mn、Ti的Al-Mn-Ti系合金,其在80-120℃下仍能保持電位穩定,避免因溫度升高導致陽極自腐蝕加劇。2.

保護對象結構與工況保護面積與電流需求根據保護對象(如儲罐、管道)的表面積、材質(碳鋼/不銹鋼)及腐蝕速率,計算所需保護電流密度(如儲罐內壁一般需10-20mA/m2),進而確定陽極數量與規格。例如,直徑10m的儲罐底部,若保護電流密度為15mA/m2,總電流需求約11.8A,需配置3-4支重量50kg的Al-Zn-In陽極(單支輸出電流約3-4A)。安裝空間與便利性儲罐內壁、狹小管道區域:選用輕量化、小型化陽極(如支架式、鐲式陽極),便于焊接或螺栓固定;海底管道、埋地長輸管道:采用帶狀或棒狀陽極,可沿管道軸向布置,減少安裝工程量。二、陽極材料性能關鍵指標1.

電化學性能開路電位:需足夠負(vs.SCE),通常要求≤-1.0V,以提供足夠驅動電壓克服介質電阻,如Al-Zn-In系陽極電位可達-1.05~-1.1V,適用于多數石油化工場景。電流效率:單位重量陽極輸出的有效電流占理論值的比例,需≥80%。例如,純鋁陽極電流效率僅50%,而Al-Zn-In系可提升至85%以上,減少材料消耗。自腐蝕速率:在介質中自身腐蝕的速度,需≤1.5kg/(m2?a),避免陽極未達設計壽命即失效。2.

物理與化學穩定性抗點蝕能力:石油化工介質中氯離子易引發點蝕,陽極需通過成分優化(如控制Fe、Si雜質含量<0.1%,添加In、Sn細化晶粒)提升耐點蝕性能。耐沖刷與磨損:在流動介質(如管道內油品輸送)中,陽極需具備足夠硬度(HB≥30),可選擇Al-Mg-Si系合金增強耐磨性。三、典型石油化工場景選型案例1.

原油儲罐內壁保護環境特點:含原油、水、H?S、Cl?,底部積水區腐蝕嚴重。選型方案:材料:高純度Al-Zn-In-Sn-Mg合金(Al-6Zn-0.03In-0.02Sn-0.1Mg),雜質Fe<0.05%,Si<0.05%;規格:支架式陽極,重量30-50kg,安裝于罐底及罐壁下部1m處,間距5-8m;優勢:電位穩定,在含Cl?和H?S的電解質中電流效率超85%,自腐蝕速率<1.2kg/(m2?a),設計壽命10-15年。2.

海底輸油管道防護環境特點:海水(高Cl?、高電阻率)、微生物腐蝕(SRB)。選型方案:材料:Al-Zn-In系合金添加稀土元素(如0.5%Ce),提升抗微生物腐蝕能力;形式:鐲式陽極(包裹管道外壁)或分布式帶狀陽極,每公里管道配置8-10支100kg陽極;輔助措施:搭配犧牲陽極填包料(如石膏粉+膨潤土),降低海水電阻,提升電流輸出。3.

高溫化工反應釜保護環境特點:介質溫度80-120℃,含酸/堿腐蝕性物質。選型方案:材料:Al-Mn-Ti系合金(Al-1.5Mn-0.5Ti),在120℃下電位維持-0.95V(vs.SCE),抗氧化腐蝕;安裝:焊接式陽極塊,布置于反應釜底部及拐角處,避免高溫介質沖刷;監測:搭配電位傳感器,實時監控陽極極化狀態,防止高溫下電位衰減。四、選型流程與優化建議數據收集:明確介質成分(Cl?、SO?2?、pH值)、溫度、流速、保護對象材質及表面積。初步選型:根據介質類型初選陽極體系(Al-Zn-In系、Al-Mn-Ti系等),參考行業標準(如NACERP0176)計算保護電流。實驗室驗證:通過鹽霧試驗、電化學阻抗譜(EIS)測試陽極在模擬介質中的電位、電流效率及耐蝕性。動態調整:結合

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