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阴极防腐-电化学保护(冷喷锌为例)

阴极防腐-电化学保护(冷喷锌为例)

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  • 发布时间:2017-09-29 00:00
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【概要描述】牺牲阳极法是依靠电位负于保护对象的金属(牺牲阳极)自身消耗来提供保护电流,保护对象直接与牺牲阳极连接,在电解质环境中构成保护电流回路。阳极保护是利用阳极极化电流使金属处于稳定的钝态,

阴极防腐-电化学保护(冷喷锌为例)

【概要描述】牺牲阳极法是依靠电位负于保护对象的金属(牺牲阳极)自身消耗来提供保护电流,保护对象直接与牺牲阳极连接,在电解质环境中构成保护电流回路。阳极保护是利用阳极极化电流使金属处于稳定的钝态,

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1. 【金属为什么要生锈?】

金属生锈是一个原电池反应,水和氧气是使其生锈的主要因素。以铁为例:
负极:Fe-2e(-)=Fe(2+);
正极:2H2O+O2+4e(-)=4OH(-);
总反应:2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
        4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3=2Fe2O3+6H2O
最后生成疏松的红色的Fe2O3就是铁锈。如果介质中含有盐,会形成原电池反应的盐桥,加速反应的进程,这就是为什么第四幅图中的铁钉锈蚀最严重,从而也可以解释为什么在海上作业的金属最容易生锈。

 

2. 【什么叫电化学保护?

由于金属氧化的实质就是一个电化学过程,即:失电子。


我们可以将电化学保护定义为:依靠外部电流的流入改变金属的电位,从而降低金属失电子能力的一种材料保护技术。电化学保护分为阴极保护和阳极保护。


阴极保护(阴极防腐)有外加电流法和牺牲阳极法。外加电流法是由外部直流电源提供保护电流,电源的负极连接保护对象,正极连接辅助阳极,通过电解质环境构成电流回路。牺牲阳极法是依靠电位负于保护对象的金属(牺牲阳极)自身消耗来提供保护电流,保护对象直接与牺牲阳极连接,在电解质环境中构成保护电流回路。阳极保护是利用阳极极化电流使金属处于稳定的钝态,其保护系统类似于外加电流阴极保护系统,只是极化电流的方向相反。只有具有活化/钝化转变的腐蚀体系才能采用阳极保护技术。

 


3.【为什么要选择电化学保护?
①机械性保护:主要是简单的隔离效果,一旦覆盖层有裂纹,空气和水分便会从缝隙侵入,从而使金属生锈。
②化学保护:提高金属表面的化学稳定性,比如将金属表面钝化等。但是此法不是对所有的金属都适用。
③电化学保护:这里主要讲的是阴极保护中的牺牲阳极法。牺牲阳极法是电化学保护法中最简便易行的一种方法。通俗地讲,就是在被保护金属表面涂覆一层更易失电子的活泼金属层,源源不断地给被保护金属输送电子,使其不生锈。


4.【阴极防腐原理运用:Metaflux冷镀锌产品
Metaflux公司初建时,就已经开始开发高品质的锌喷剂,此产品在当时的德国甚至是在全世界市场上都属首创。随着市场上同类产品不断现,Metaflux以其高品质仍旧保持在行业的领先地位。锌喷剂凭借其优秀的防腐防锈效果让其他同类产品黯然失色。也许有人会问:锌类的喷涂产品成分无外乎就是锌,最多就是采用的溶剂不同,为什么Metaflux的冷镀锌系列能够做到比其他产品效果更好呢?这里面有什么奥秘所在吗?

 

首先,Metaflux锌喷剂的干层锌含量达到96%,不仅如此,Metaflux使用的都是高品质的锌,锌纯度达98.5%-99%,且不包含任何类似于铅、铬、锌盐等有害成分。其次,Metaflux具有世界上最小的锌颗粒。由于防腐功能不仅仅基于锌涂层的锌含量和纯度,还受锌层中颗粒大小的影响。锌颗粒越小则涂层密度越高,涂层质量较高时则像一层100%的高温电镀。

 

 

左图是在同等锌颗粒含量和同等锌含量情况下锌颗粒大小的区别。

显然易见,当同等的涂覆厚度,颗粒越小的锌可以为受保护金属表面提供更致密更多层的屏障。

 

再次,市场上其他产品中运用了大量的溶剂,这也就使得产品具有速干的特性。很多客户都认为速干是其产品的一大优势所在,但他们不久就发现了其相关联的缺点:在锌层中,干的部分即在风干的过程中产生密集的裂缝和粘着的裂缝,这易使溶剂蒸发,这时的锌层已经变成易腐蚀的,也不能再提供长久的保护。Metaflux公司已经在那些必须确保质量问题的喷剂基础上运用了更少量的溶剂。以70-45为主打的所有冷镀锌系列的风干都是一个氧化的化学过程,不会开裂,有防潮的特性。最后,不仅如此,Metaflux产品中使用的粘结剂均具备导电功能,这也就形成了对阴极的保护(如果粘结剂不导电,会阻碍锌涂层对金属的电化学保护)。

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