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裴瑩瑩   1862587  9268 

3.4.4 高硅鑄鐵陽極

高硅鑄鐵是 20 世紀(jì) 50 年代末美國俄亥俄州一家 Duririon 公司開始使用的，這種材料最早用于實(shí)驗(yàn)室污水槽及一些化學(xué)藥劑泵，到 70 年代得到廣泛應(yīng)用。最初的陽極是由含硅 14.5% 的鑄鐵制成，后來發(fā)現(xiàn)，這種陽極在海水中容易發(fā)生晶間腐蝕，于是，在海水環(huán)境中使用的陽極都加入了鉻，減小了陽極消耗速度。該陽極（圖 3-4）幾乎可適用于各種環(huán)境介質(zhì)，如海水、淡水、咸水、土壤中。當(dāng)陽極通過電流時(shí)，在其表面會發(fā)生氧化，形成一層薄的 SiO2多孔保護(hù)膜，極耐酸，可阻止基體材料的腐蝕，降低陽極的溶解速率。但該膜不耐堿和鹵素離子的作用。當(dāng)土壤或水中氯離子含量大于 200×10-6時(shí)，須采用加 4.0%～4.5%Cr 的含鉻高硅鑄鐵。高硅鑄鐵陽極在干燥和含有較高硫酸鹽的環(huán)境中性能不佳，因?yàn)楸砻娴谋Ｗo(hù)膜不易形成或易受到損壞。

圖 3-4 預(yù)填包硅鐵陽極

高硅鑄鐵陽有良好的導(dǎo)電性能，高硅鑄鐵陽極的允許電流密度為 5～80A/m2，消耗率小于 0.5kg/（A·a）。除用于焦炭地床中以外，高硅鑄鐵陽極有時(shí)也可直接埋在低電阻率土壤中。高硅鑄鐵陽極的化學(xué)成分應(yīng)符合表 3-2 的規(guī)定。陽極引出線與陽極的連接位置應(yīng)在陽極中部，其接觸電阻應(yīng)小于 0.01Ω，拉脫力數(shù)值應(yīng)大于陽極自身質(zhì)量的 1.5 倍，接頭密封可靠。陽極引線長度不應(yīng)小于 1.5m，陽極表面應(yīng)無明顯缺陷。

表 3-2 高硅鑄鐵陽極的化學(xué)成分

外加電流陰極保護(hù)是防止地下金屬結(jié)構(gòu)如管道、儲罐等腐蝕的有效方法。輔助陽極是外加電流系統(tǒng)中的重要組成部分，其作用是將保護(hù)電流經(jīng)過介質(zhì)傳遞到被保護(hù)結(jié)構(gòu)物表面上。

地下結(jié)構(gòu)物外加電流陰極保護(hù)用陽極通常并不直接埋在土壤中，而是在陽極周圍填充碳質(zhì)回填料而構(gòu)成陽極地床。碳質(zhì)回填料通常包括冶金焦炭、石油煅燒焦炭和石墨顆粒等�；靥盍系淖饔檬墙档完枠O地床的接地電阻，延長陽極的使用壽命。

針對陽極的工作環(huán)境，結(jié)合實(shí)際工程的要求，理想的埋地用輔助陽極應(yīng)當(dāng)具有如下性能：

① 良好的導(dǎo)電性能，工作電流密度大，極化��；

② 在苛刻的環(huán)境中，有良好的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性，消耗率低，壽命長；

③ 力學(xué)性能好，不易損壞，便于加工制造，運(yùn)輸和安裝；

④ 綜合保護(hù)費(fèi)用低。

3.4.2 廢鋼陽極

鋼鐵陽極是指角鋼、扁鋼、槽鋼、鋼管制作的陽極或其他用作陽極的廢棄鋼鐵構(gòu)筑物，陽極的消耗率為 8～10kg/（A·a）。廢鋼鐵是早期外加電流陰極保護(hù)常用陽極材料，其來源廣泛，價(jià)格低廉。由于是溶解性陽極，表面很少析出氣體，因而地床中不存在氣阻問題。其缺點(diǎn)是消耗速率大，使用壽命較短，多用于臨時(shí)性保護(hù)或高電阻率土壤中。

3.4.3 石墨陽極

石墨是由碳素在高溫加熱后形成的晶體材料，通常用石蠟、亞麻油或樹脂進(jìn)行浸漬處理，以減少電解質(zhì)溶液的滲入，增加機(jī)械強(qiáng)度。經(jīng)浸漬處理后，石墨陽極的消耗率將明顯減小。石墨陽極在地床中的允許電流密度為 5～10A/m2，適用于較干燥的土壤環(huán)境。

陽極的性能應(yīng)符合表 3-1 的規(guī)定。陽極引出電纜與陽極在陽極（筒狀）中間做連接，接觸電阻應(yīng)小于 0.01Ω，拉脫力數(shù)值應(yīng)大于陽極自身質(zhì)量的 1.5 倍，接頭密封可靠。陽極電纜長度不應(yīng)小于 1.5m，陽極表面應(yīng)無明顯缺陷。

表 3-1 石墨陽極的主要性能

石墨陽極價(jià)格較低，并易于加工，但軟而脆，不適于易產(chǎn)生沖刷和沖擊作用的環(huán)境，在運(yùn)輸和安裝時(shí)易損壞，隨著新的陽極材料出現(xiàn)，其在地床中的應(yīng)用逐漸減少。