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75*1500高硅铸铁阳极

（埋地管线）工作原理

Cathodicprotection

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河南星辰科技实业有限公司

75×1500高硅铸铁阳极（埋地管线）的工作原理基于电化学阴极保护技术，通

过阳极氧化反应释放电子，抑制管线金属腐蚀，具体机制如下：

一、核心工作原理

1.

电化学腐蚀抑制

当外加直流电源接通时，高硅铸铁阳极作为阳极发生氧化反应：

2.

Fe→Fe2++2e−

电子通过电缆流向埋地管线（阴极），使管线表面电位负移至免蚀区，抑制金属

原子氧化（腐蚀）。

阳极溶解产生的Fe2+在电解质（土壤孔隙水）中扩散，部分形成氢氧化铁沉淀，

不会对环境造成显著污染。

1.

二氧化硅保护膜形成

阳极表面硅元素（含量14%-18%）与氧反应生成致密二氧化硅（SiO2​）钝化

膜：

2.

Si+O2​→SiO2​

该膜层耐酸性强，可阻挡阳极基体与腐蚀介质直接接触，降低自身消耗速率（消

耗率通常＜0.5kg/A·年）。

二、结构与性能优化

1.规格与形态

1.尺寸：直径75mm×长度1500mm，表面积较大，可提供稳定电流

输出。

2.类型：实心棒状或预包装型（含焦炭填料、导气管），预包装型通

过工厂预制缩短现场施工时间，提高安装效率。

3.合金成分：以铁为基体，添加14%-18%硅，并可添加少量铬、钼

以增强钝化膜稳定性，适应高氯、高盐环境。

2.关键性能参数

1.允许电流密度：5-80A/m²，适用于不同规模管线保护需求。

2.驱动电压：相对较低，可降低阴极保护系统能耗。

3.抗拉强度：150-250MPa，硬度HB180-280，可抵抗土壤沉降、机

械振动等外力冲击。

三、应用场景与优势

1.长距离埋地管线保护

1.浅埋地床：适用于土壤电阻率较低区域，施工简单，成本较低。

2.深井阳极：将阳极安装于15-20米深竖井中，电流分布更均匀，减

少对其他埋地金属结构的干扰，适用于高土壤电阻率地区（如新疆戈壁）。

3.案例：库鄯输油管线采用浅埋地床技术结合降阻剂，将阳极地床总

接地电阻控制在1.3-1.8Ω，有效延长管线寿命。

2.环境适应性

1.耐腐蚀性：在土壤、海水、淡水等环境中稳定工作，表面钝化膜可

抵抗原油、化工废液等介质腐蚀。

2.局限性：钝化膜不耐碱（pH＞10）和卤素离子，在高硫酸盐或强

碱性环境中需采用含铬高硅铸铁以提高性能。

四、系统组成与运行

1.系统构成

1.阳极：75×1500高硅铸铁阳极，提供电子源。

2.外部电源：维持电流持续输出。

3.连接电缆：传输电子至被保护管线。

4.电解质环境：土壤孔隙水作为离子迁移介质。

2.运行机制

1.阳极氧化反应释放电子，管线阴极还原反应消耗电子：

1.有氧环境：O2​+2H2​O+4e−→4OH−

2.缺氧环境：2H2​O+2e−→H2​↑+2OH−

2.还原反应避免管线金属氧化，实现长期防腐。