預(yù)包裝鎂合金犧牲陽極是用于金屬結(jié)構(gòu)陰極保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,核心是鎂合金陽極體,并通過配套包裝材料實(shí)現(xiàn)電連接、電流調(diào)節(jié)和環(huán)境適配功能。其組成可拆解為核心功能層、輔助結(jié)構(gòu)層和防護(hù)包裝層三大模塊:
一、核心功能層:鎂合金陽極體
鎂合金陽極體是實(shí)現(xiàn)“犧牲陽極保護(hù)”的關(guān)鍵,通過自身優(yōu)先腐蝕為被保護(hù)金屬提供陰極電流,其成分需嚴(yán)格符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),典型成分及作用如下:
鎂(Mg):90%~98%,基體金屬,提供主要的犧牲電流,通過氧化反應(yīng)釋放電子;鋁(Al):3%~6%,細(xì)化合金晶粒,提高陽極機(jī)械強(qiáng)度;降低鎂的腐蝕速率,減少“負(fù)差異效應(yīng)”;鋅(Zn):0.5%~2% ,調(diào)節(jié)陽極開路電位;改善陽極表面腐蝕均勻性,避免“點(diǎn)蝕”或“局部溶解”;錳(Mn):0.1%~0.5% ,除合金中的有害雜質(zhì);提高陽極在土壤、淡水環(huán)境中的耐蝕穩(wěn)定性;雜質(zhì)(Fe、Ni、Cu):≤0.01%(總和),嚴(yán)格控制的有害成分,過量會(huì)導(dǎo)致陽極“鈍化”或“無效腐蝕”,大幅降低保護(hù)壽命;
根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景,鎂合金陽極會(huì)分為不同型號(hào),例如:高電位鎂合金適用于土壤、淡水環(huán)境,保護(hù)鋼鐵管道;低電位鎂合金適用于海水環(huán)境,避免對(duì)鄰近敏感金屬(如銅合金)造成過保護(hù)。
二、輔助結(jié)構(gòu)層:實(shí)現(xiàn)電連接與電流調(diào)節(jié)
1. 導(dǎo)電芯棒(陽極引出極)
材質(zhì):通常為低碳鋼或鍍鋅鋼,需具備良好的導(dǎo)電性和與鎂合金的結(jié)合性;
形態(tài):多為圓鋼或扁鋼,一端與陽極體通過“鑄造一體成型”,另一端預(yù)留螺紋或焊接端,用于與被保護(hù)金屬的電纜連接;
作用:將鎂合金腐蝕產(chǎn)生的電子導(dǎo)出,傳遞到被保護(hù)金屬表面,形成陰極保護(hù)回路。
2. 填充料(活化與電流調(diào)節(jié)層)
填充料是預(yù)包裝陽極的“關(guān)鍵輔助材料”,直接影響陽極的電流輸出效率和壽命,通常為粉末狀混合材料,填充在陽極體與外包裝管之間,典型配方及作用如下:
石膏(CaSO₄・2H₂O):30%~40% ,吸收環(huán)境水分,保持填充層濕潤,為電化學(xué)反應(yīng)提供電解質(zhì)環(huán)境;調(diào)節(jié)填充料的固化速度,避免陽極初期電流過大;
膨潤土(蒙脫石):40%~50% ,具有高吸水性和膨脹性,形成致密的導(dǎo)電層,減少電流“泄漏”;固定陽極體位置,避免陽極與土壤直接接觸導(dǎo)致的局部腐蝕;
硫酸鈉(Na₂SO₄):10%~20%,強(qiáng)電解質(zhì),提高填充層的導(dǎo)電率,降低陽極與土壤的接觸電阻;活化陽極表面,確保陽極穩(wěn)定釋放電流;
微量緩蝕劑(如 Na₂CO₃):≤5% 抑制鎂合金陽極的“氫脆”或“局部過腐蝕”,延長陽極壽命 ;
3. 導(dǎo)流網(wǎng)/透氣層(可選)
部分預(yù)包裝陽極會(huì)在填充料與外包裝之間增加一層化纖編織網(wǎng),作用是:固定填充料,防止粉末流失;允許水分和離子滲透,不阻礙電化學(xué)反應(yīng);避免外包裝破損時(shí)填充料直接接觸土壤,影響電流分布。
三、防護(hù)包裝層:物理保護(hù)與環(huán)境適配
外包裝的作用是保護(hù)陽極體、填充料免受運(yùn)輸和施工損傷,同時(shí)適應(yīng)不同敷設(shè)環(huán)境,主要分為2類:
1. 內(nèi)包裝管材質(zhì):多為硬聚氯乙烯管或聚乙烯管,具備耐土壤腐蝕、抗擠壓的特性;結(jié)構(gòu):管體一端封閉,另一端預(yù)留開口;作用:固定陽極體和填充料的相對(duì)位置,防止施工時(shí)填充料壓實(shí)或陽極移位,同時(shí)隔離土壤中的雜質(zhì)對(duì)陽極的直接侵蝕。
2. 外包裝材質(zhì):通常為牛皮紙復(fù)合編織袋或塑料薄膜袋,部分產(chǎn)品會(huì)增加防水膜;標(biāo)識(shí):必須標(biāo)注陽極型號(hào)、規(guī)格、開路電位、額定電流、生產(chǎn)日期及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),確保選型和施工合規(guī);作用:保護(hù)內(nèi)包裝管在運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中免受碰撞、潮濕影響,同時(shí)提供產(chǎn)品關(guān)鍵信息。