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埋地管道防腐预包装镁合金牺牲阳性的优缺点

河南雅克特种设备制造有限公司

技术部：徐园

日期：2025.11.17

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预预包装镁合金牺牲阳极在埋地管道防腐中的优缺点分析如下：

一、核心优点

1.高驱动电压与强保护能力

1.镁合金牺牲阳极的标准电极电位约为-2.37V（SHE），实际应用中电位维持在-1.55V

至-1.65V（CSE），远低于钢铁（-0.85V至-1.1V）和铝合金（-1.2V至-1.4V）。

这种高负电位使其能直接为高电阻率环境（如干燥土壤、淡水）中的金属提供有

效保护，突破电阻限制，确保电流覆盖被保护体。例如，在偏远地区的输油管道

或淡水储罐中，锌阳极因活性不足难以产生足够电流，而镁阳极的高活性可确保

保护效果。

2.无需外部电源，安装简便

1.预包装镁合金牺牲阳极为预制化组件，包含镁合金阳极、电缆、填包料及包装材

料，现场施工仅需连接导线并埋设，无需铺设供电线路或安装整流器，大幅降低

施工难度和周期。其形态多样（如块状、棒状、带状），可适配不同场景：

1.热水器内胆：采用螺纹棒状阳极，直接拧入预留接口；

2.海底管道：使用捆绑式块状阳极，无需焊接固定。

2.施工周期短（单块阳极安装仅需30-60分钟），且对被保护体无损伤，无“过保护”

风险（即使阳极数量略多，也不会导致被保护体因电位过负引发“氢脆”）。

3.经济性与长期效益

1.初始成本低：镁合金原材料（镁锭）成本低于铝和锌，且合金化工艺简单（主流

AZ系合金仅需添加Al、Zn），成品价格约为稀土铝阳极的1/2-2/3。

2.全生命周期成本可控：在中短期防腐需求（5-15年）中，综合成本（材料+安装+

维护）低于外加电流法（需持续投入整流器、电缆等）。例如，在电阻率50Ω·m

的土壤中，14kg镁阳极可保护1kmDN300管道，单支阳极保护距离达500米。

3.维护简单：阳极消耗至原尺寸1/3时需更换，旧阳极可回收提炼镁，降低环境负

担。

4.环保与安全性

1.无污染：腐蚀产物为氢氧化镁（Mg(OH)₂）和氧化镁（MgO），均为无毒、可自

然降解物质，进入土壤后可调节pH值（中和酸性土壤），进入水体后不会导致

重金属污染（区别于锌阳极可能释放的Zn²⁺）。

2.符合可持续发展：材料可回收再利用，报废后熔炼为新镁锭，符合循环经济要求。

3.安全性高：无需化学药剂，避免对土壤和水体造成二次污染，适合农田、饮用水

源附近的管道保护。

5.适应性强

1.介质适应性广：适用于土壤、海水、淡水等多种介质，尤其在电阻率15-150Ω·m

的土壤中表现稳定。通过添加降阻剂（如膨润土+硫酸钠），可扩展至高电阻率土

壤（如干燥砂石）。

2.耐淡水腐蚀：在河流、湖泊等淡水环境中，镁阳极的溶解速率稳定，适合跨水域

管道保护。

3.温度适应性：工作温度≤45℃（淡水）或≤32℃（咸水），在常规环境温度下性能

稳定。

二、主要缺点

1.电流效率低，寿命较短

1.自腐蚀率高：镁合金的自腐蚀率约为50%，即使经过合金化（如AZ63阳极），

电流效率也仅提升至60%-80%（锌阳极电流效率可达90%以上，铝阳极可达

85%-95%）。这意味着1kg镁阳极中，仅0.6-0.8kg参与有效保护，其余因自腐

蚀浪费。

2.寿命较短：在相同保护需求下，镁阳极的更换周期通常为3-5年（锌阳极可达8-10

年，铝阳极可达10-15年）。长期使用时（如20年以上的管道保护），需多次更

换，累计维护成本较高。

2.保护范围有限

1.驱动电压/电流较低：镁阳极的最大输出电流密度约为100mA/m²，在管道涂层破

损严重（需高电流保护）时可能不足。例如，老旧管道涂层脱落率30%时，需补

充牺牲阳极或切换至外加电流法。

2.大范围保护需联合措施：对于长距离管道或大面积金属结构，需使用更多阳极或

联合铝合金阳极、外加电流法，以扩大保护范围。

3.环境适应性限制