液化气站储罐牺牲阳极阴极保护原理
牺牲阳极阴极保护是一种电化学保护方法。在金属腐蚀的过程中,金属原子失去电子变成离子而被腐蚀。对于液化气站储罐来说,将镁合金牺牲阳极与储罐(被保护金属,通常是钢制储罐)连接在一起,放入电解质环境(如土壤或含有电解质的水溶液)中。
由于镁合金的电极电位比被保护的钢制储罐更负,在电解质溶液存在的情况下,就会形成一个原电池。镁合金作为阳极,会优先失去电子而被氧化(发生腐蚀反应),如镁合金阳极发生反应,而钢制储罐作为阴极,电子会在其表面聚集,使得储罐表面的氧化还原反应被抑制,从而阻止了储罐自身的腐蚀,实现了对储罐的保护。
镁合金牺牲阳极的特点
电极电位负:镁合金具有很负的电极电位,其标准电极电位为- 2.37V(相对于标准氢电极),这使得它能够为被保护金属提供足够的保护电流。例如,在与钢制储罐构成原电池时,能确保电流从镁合金阳极流向钢制储罐阴极,有效地抑制钢制储罐的腐蚀。
保护范围有限:镁合金牺牲阳极的保护范围相对较小。一般来说,在土壤环境中,单支镁合金牺牲阳极的有效保护半径可能在数米以内。所以对于大型液化气站储罐,需要合理布置多个阳极来确保储罐各个部位都能得到有效保护。
自腐蚀率较高:镁合金化学性质活泼,在作为牺牲阳极的过程中自身会不断消耗。其自腐蚀率与环境因素(如温度、湿度、电解质成分等)密切相关。在含有高氯离子浓度的环境中,镁合金的自腐蚀率可能会加快。
电流效率问题:镁合金牺牲阳极的电流效率不是100%。在实际应用中,由于可能发生副反应等情况,部分电流会被消耗在非保护反应上。例如,镁合金阳极在某些电解质环境下可能会发生析氢反应,消耗一部分本应用于保护储罐的电流。
镁合金牺牲阳极在液化气站储罐保护中的应用要点
阳极数量和布局:需要根据液化气站储罐的尺寸、形状、材质以及所处环境(如土壤电阻率等)来确定镁合金牺牲阳极的数量和布局。通常,在储罐底部和周边均匀分布阳极,确保保护电流均匀覆盖储罐表面。例如,对于一个直径较大的地上卧式液化气储罐,可能需要沿着储罐的圆周方向每隔一定距离(如2 - 3 米)布置一支阳极。
连接方式:镁合金牺牲阳极与储罐之间的连接必须牢固且导电良好。一般采用铜芯电缆进行连接,连接部位要做好防腐处理,如采用特殊的密封接头,防止连接处因腐蚀而导致导电不良,影响保护效果。
定期检测和更换:由于镁合金牺牲阳极在使用过程中会不断消耗,需要定期对阳极的剩余量和保护效果进行检测。可以通过测量储罐的电位等参数来判断保护是否有效。当镁合金牺牲阳极剩余量不足原尺寸的一定比例(如50% - 60%)或者保护电位超出规定范围时,就需要及时更换阳极。