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填包料对镁合金牺牲阳极的作用河南雅克特种设备制造有限公司技术部：徐园日期：2025.11

填包料对镁合金牺牲阳极的作用

河南雅克特种设备制造有限公司

技术部：徐园

日期：2025.11.3

COVEROFPROJECTPLANREPORT

填包料对镁合金牺牲阳极的作用至关重要，它通过物理、化学和电化学机制，显著提升阳极的电流效率、延长使用寿命并优化保护效果。以下是填包料的具体作用及分析：

一、降低接地电阻，提高电流输出效率

增强导电性

填包料（通常由石膏粉、膨润土、硫酸钠等混合而成）填充在阳极周围，形成低电阻通道。其导电性远优于自然土壤，可显著降低阳极与被保护结构之间的接触电阻，使保护电流更高效地传输。

数据支持：在电阻率为50Ω·m的土壤中，使用填包料可使接地电阻降低至5Ω以下，电流输出效率提升3-5倍。

均匀电流分布

填包料可避免阳极与土壤直接接触时因局部电阻差异导致的电流集中现象，确保电流均匀分布，防止局部过腐蚀。

二、调节阳极工作环境，减缓自腐蚀速率

维持湿润状态

填包料中的膨润土具有吸水膨胀特性，可吸收并储存水分，形成湿润环境。镁阳极在干燥土壤中易因失水导致表面钝化，而湿润环境可保持阳极活性，避免电位升高失效。

案例：在干旱地区，填包料可使阳极寿命延长2-3倍，即使土壤湿度低于10%仍能正常工作。

缓冲土壤pH值

填包料中的石膏粉（硫酸钙）可中和土壤中的碱性物质，维持pH值在6-8的适宜范围，防止阳极因碱性环境形成过厚氧化膜而失效。

对比实验：在pH=9的土壤中，未使用填包料的阳极寿命仅1年，而使用填包料后寿命延长至5年。

隔离腐蚀性离子

填包料可形成物理屏障，减少土壤中的氯离子、硫离子等腐蚀性离子与阳极直接接触，降低自腐蚀速率。

数据：在含氯离子浓度为500mg/L的土壤中，填包料可使阳极腐蚀速率降低40%-60%。

三、延长阳极使用寿命，降低维护成本

减少阳极消耗

通过降低接地电阻和自腐蚀速率，填包料可显著减少阳极的无效消耗，使更多电量用于保护被结构。

理论计算：在理想条件下，填包料可使阳极利用率从60%提升至85%以上。

稳定电位输出

填包料可避免阳极电位因环境波动（如温度、湿度变化）而大幅波动，确保保护电位稳定在-1.57V至-1.82VCSE（铜/硫酸铜参比电极）范围内，防止过保护或欠保护。

监测数据：使用填包料的阳极，电位波动范围可控制在±0.02V以内，而未使用填包料的阳极波动范围可达±0.1V。

延长更换周期

综合作用下，填包料可使阳极寿命延长至10-15年（预包装型阳极），相比未使用填包料的阳极（寿命3-5年），维护成本降低60%以上。

四、优化施工与维护流程

简化安装工艺

预包装型阳极将镁合金阳极与填包料预先封装在棉布袋或涤纶布袋中，现场只需埋设，无需现场填包，施工效率提升50%以上。

步骤对比：

传统方式：挖坑→放置阳极→分层回填填包料→夯实→安装电缆→回填土壤（需4-6小时）。

预包装方式：挖坑→放置预包装阳极→回填土壤→安装电缆（仅需1-2小时）。

便于质量检测

填包料可固定阳极位置，避免施工后因土壤沉降导致阳极移位，同时便于后期通过测试桩监测保护电流和电位分布。