高电位镁合金牺牲阳极是镁合金牺牲阳极的重要品类,核心优势在于更高的开路电位,能在低导电介质中突破离子传输限制,为金属结构提供更稳定的阴极保护电流,尤其适用于常规镁阳极“驱动力不足”的复杂防腐场景。
一、核心定义与技术原理
1. 定义
高电位镁合金牺牲阳极通过调整镁合金成分,使阳极自身的开路电位显著高于普通镁阳极(常规镁阳极开路电位约- 1.55V~-1.65V vs CSE,高电位型可达- 1.70V~-1.85V vs CSE),在电化学腐蚀中作为“活性阳极”优先溶解,释放电子通过电缆流向被保护金属(如管道、储罐),使其表面极化至 “免腐蚀电位区间”,从而阻断被保护金属的阳极溶解反应。
2. 技术原理
基于 “电化学腐蚀优先级”:高电位镁合金的标准电极电位远低于钢铁(钢铁在土壤中电位约 - 0.5V~-0.8V vs CSE),两者形成原电池时,镁合金成为 “阳极” 持续氧化(溶解),钢铁成为 “阴极” 仅接收电子而不发生腐蚀。其高电位特性可在高电阻率介质(如电阻率>100Ω・m 的干燥土壤、淡水)中形成更大的 “电位差驱动力”,克服介质离子传导阻力,确保保护电流有效到达被保护体。
二、关键成分与执行标准
1. 核心成分
高电位镁合金的成分设计以 “提升电位、降低自腐蚀” 为核心,典型成分如下(以常用的Mg-Mn 系高电位合金为例):
镁(Mg):≥99.6%,基体金属,提供主要牺牲阳极活性;
锰(Mn):0.5%~1.2%,抑制镁合金的“晶间腐蚀”,提升电流效率,稳定电位输出;
铝(Al):≤0.05% 严格控制含量(低于普通镁阳极),避免形成“局部微电池” 导致自腐蚀加剧;
铁(Fe):≤0.003%,极低杂质含量,减少“有害阴极点”,降低阳极无效消耗;
硅(Si):≤0.01% 控制非金属杂质,避免影响合金电化学均匀性;
2. 执行标准
国家标准:GB/T 17731-2015《镁合金牺牲阳极》(明确高电位型阳极的电化学性能指标);
行业标准:SY/T 0019-2021《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》(规定高电位阳极在高电阻率土壤中的应用参数);
国际标准:ASTM B843-2020(美国标准,涵盖高电位镁阳极的成分、性能测试方法)、ISO 8442-5(国际标准,明确其在淡水、土壤中的使用要求)。
