镁合金牺牲阳极（D型镁阳极）防腐原理.pdfVIP

镁合金牺牲阳极

D

（型镁阳极）防腐原理

Cathodicprotection

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河南星辰科技实业有限公司

镁合金牺牲阳极（D型镁阳极）的防腐原理基于电化学牺牲保护机制，通过镁

合金的优先腐蚀释放电子，形成保护电流抑制被保护金属的氧化反应，具体原

理如下：

一、电化学基础：原电池效应

1.电位差驱动

D型镁阳极以镁合金为基体，其标准电极电位（约-1.66V至-2.37V）显著低于被

保护金属（如钢铁的-0.44V）。当两者通过导线连接并处于同一电解质环境（如

土壤、淡水、海水）时，形成原电池：

1.镁阳极（阳极）：作为活泼金属，优先失去电子发生氧化反应，生

成镁离子（Mg→Mg2++2e−）。

2.被保护金属（阴极）：电子通过外电路流向阴极，抑制其自身电子

流失，从而避免氧化反应（如Fe→Fe2++2e−），达到防腐目的。

2.电流分布特性

D型设计（如扁平或D形截面）增大了阳极与电解质的接触面积，使电流分布

更均匀，尤其适用于局部腐蚀高发区域（如焊缝、接缝），可有效抑制点蚀和缝

隙腐蚀。

二、防腐过程的关键机制

1.电子传递与腐蚀抑制

1.镁阳极释放的电子通过导线流向被保护金属，使其表面电子富集，

形成“阴极极化”效应。

2.阴极区还原反应（如氧气还原为氢氧根离子）被抑制，从而阻断金

属腐蚀的电化学路径。

2.牺牲阳极的持续消耗

1.镁阳极随腐蚀逐渐消耗，其尺寸减小直至耗尽，这一过程称为“牺

牲”。

2.阳极消耗速率取决于环境腐蚀性（如土壤电阻率、含盐量、温度）

和电流需求，需定期更换以确保保护效果。

三、D型镁阳极的性能优势

1.高电位差与强驱动能力

1.D型镁阳极的开路电位为-1.55V至-1.75V（相对于饱和硫酸铜参比

电极），比被保护金属电位低得多，可提供足够大的驱动电压，确保电流顺利流

向被保护金属，形成有效阴极保护。

2.适应复杂环境

1.土壤环境：在土壤电阻率较高的区域（如砂质土、干燥土壤），D

型镁阳极的高电位特性可提供更强的保护电流，适用于长距离埋地管道或地下储

罐的防腐。

2.淡水环境：在低电导率淡水中仍能保持较高电流输出，适应水流速

较快或生物附着较多的复杂环境，如水库闸门、淡水输水管道等。

3.海洋工程：虽在海水中腐蚀速率较快，但通过合理设计（如避免与

铝、钛等金属直接接触）和定期更换，仍可用于船舶压载水舱、码头钢桩等结构

的防腐。

3.安装与维护简便

1.D型镁阳极通常预包装填包料（如硫酸钙基混合物），可降低接地

电阻，稳定电流输出。

2.安装时只需通过导线与被保护金属连接，无需外部电源，适用于空

间受限或难以实施整体阴极保护的场景。

四、应用场景与案例

1.埋地管道防腐

1.城市燃气管道、输油管道：通过间隔一定距离安装D型镁阳极，

形成阴极保护系统，有效防止管道在土壤环境中遭受腐蚀。

2.长距离管道：高电位特性可提供更强保护电流，适用于土壤电阻率

较高的区域。

2.地下储罐与容器防腐

1.化工储罐、石油储罐罐底外壁：在储罐周边埋设D型镁阳极，形

成局部阴极保护电场，抵消土壤对金属的电化学腐蚀。

2.埋地金属容器：如污水处理池、储水罐等，通过D型镁阳极保护

其结构完整性。

3.淡水环境金属结构防腐

1.水电站钢闸门、水库输水管道：