在陰極保護(hù)系統(tǒng)中,陽(yáng)極的選擇對(duì)保護(hù)效果和系統(tǒng)壽命至關(guān)重要。高硅鑄鐵陽(yáng)極與普通陽(yáng)極在多個(gè)關(guān)鍵方面存在顯著差異,這些差異決定了它們的適用場(chǎng)景和性能表現(xiàn)。
成分與結(jié)構(gòu)差異
普通陽(yáng)極材料多樣,如鋅合金、鎂合金等犧牲陽(yáng)極,以活潑金屬為主體,憑借自身與被保護(hù)金屬形成的電位差驅(qū)動(dòng)電流,發(fā)生氧化反應(yīng),為被保護(hù)金屬提供電子,抑制其腐蝕。而高硅鑄鐵陽(yáng)極則以鐵為基體,硅含量高達(dá)14%-18%,還可能添加少量鉻、鉬等元素,如高硅鉻鑄鐵。硅在陽(yáng)極表面生成致密的二氧化硅(SiO?)鈍化膜,這層膜是高硅鑄鐵陽(yáng)極獨(dú)特性能的關(guān)鍵,普通陽(yáng)極不具備類似的穩(wěn)定鈍化結(jié)構(gòu)。
性能特點(diǎn)差異
耐腐蝕性
普通陽(yáng)極在多數(shù)環(huán)境下腐蝕速率較快。例如,鋅合金陽(yáng)極在海水等強(qiáng)電解質(zhì)環(huán)境中,年消耗率相對(duì)較高。鎂合金陽(yáng)極雖電位較負(fù),但自溶傾向大,電流效率低,在高鹽或酸性環(huán)境中,腐蝕加劇,使用壽命短。高硅鑄鐵陽(yáng)極憑借SiO?鈍化膜,在中性、弱酸性及氧化性環(huán)境中,能有效抵抗土壤、海水、工業(yè)廢水等介質(zhì)侵蝕,在 pH 值 4-9 的環(huán)境內(nèi)穩(wěn)定性佳。尤其在含氯離子的海水、鹽漬土中,高硅鑄鐵陽(yáng)極的抗腐蝕能力遠(yuǎn)優(yōu)于普通陽(yáng)極。
輸出電流穩(wěn)定性
普通陽(yáng)極輸出電流易受環(huán)境因素干擾。如犧牲陽(yáng)極,隨自身消耗,電位和輸出電流逐漸衰減,難以長(zhǎng)期維持穩(wěn)定的保護(hù)電位。高硅鑄鐵陽(yáng)極的SiO?鈍化膜使陽(yáng)極極化率低,即便在復(fù)雜環(huán)境,如高鹽、高濕度條件下,輸出電流波動(dòng)也很小,可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地使被保護(hù)金屬保持陰極極化狀態(tài),確保保護(hù)效果持久穩(wěn)定。
機(jī)械性能
普通陽(yáng)極中的鎂合金陽(yáng)極質(zhì)地較軟,機(jī)械強(qiáng)度有限;鋅合金陽(yáng)極機(jī)械性能一般。在安裝、使用過(guò)程中,若受外力沖擊、擠壓,易發(fā)生變形、損壞。高硅鑄鐵陽(yáng)極雖因高硅含量而材質(zhì)硬脆,運(yùn)輸、安裝時(shí)需避免碰撞,但其本身硬度高、抗壓性強(qiáng),能承受地下深埋時(shí)土壤的擠壓,以及水下安裝時(shí)水流的沖擊,適應(yīng)復(fù)雜工況。
成本與維護(hù)差異
普通陽(yáng)極(如犧牲陽(yáng)極)初始采購(gòu)成本通常較低,像鋅合金陽(yáng)極、鎂合金陽(yáng)極價(jià)格親民。但由于其壽命短,需頻繁更換,長(zhǎng)期維護(hù)成本高。高硅鑄鐵陽(yáng)極單價(jià)高于普通犧牲陽(yáng)極,不過(guò)因其使用壽命長(zhǎng)達(dá)10-30 年(依環(huán)境和電流密度而定),維護(hù)需求少,綜合全生命周期成本具有優(yōu)勢(shì)。在維護(hù)方面,普通陽(yáng)極需定期檢測(cè)電位、更換陽(yáng)極;高硅鑄鐵陽(yáng)極只需定期監(jiān)測(cè)輸出電流、陽(yáng)極電位等參數(shù),判斷鈍化膜狀態(tài)及系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性 。