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镯式镁阳极的应用场景和优劣势分别是什么

河南雅克特种设备制造有限公司

技术部：徐园

日期：2025.11.24

COVEROFPROJECTPLANREPORT

镯式镁阳极的应用场景、优势与劣势分析

一、核心应用场景

1.埋地金属管道防腐

1.典型场景：石油、天然气、给排水等长输管道工程，尤其适用于土壤电阻率较高

的区域（如干燥砂质土、岩石层）。

2.作用机制：通过间隔安装镯式镁阳极，形成阴极保护系统。镁阳极的高驱动电位

（-1.5V至-1.8V）可穿透高电阻率土壤，为管道提供稳定电流，抑制腐蚀反应（如

Fe²⁺+2e⁻→Fe）。

3.案例：沙漠地区输油管道通过安装镯式镁阳极，显著延长使用寿命，降低维护成

本。

2.储罐底板保护

1.典型场景：储存石油、化工原料等介质的大型储罐，其底板长期处于潮湿土壤或

电解液环境中，易发生腐蚀穿孔。

2.作用机制：将镯式镁阳极安装在储罐底板下方，通过电化学腐蚀保护底板金属，

防止穿孔风险，保障储罐安全运行。

3.海洋设施防腐

1.典型场景：船体、海上平台钢桩等长期接触海水的金属结构。

2.作用机制：镁阳极通过自身腐蚀释放电子，降低船体钢板电位，减少海水侵蚀。

搭配涂层使用可延长服役寿命超20年。

4.淡水环境设施保护

1.典型场景：水库闸门、淡水输水管道、热交换器等。

2.作用机制：利用淡水作为电解质，镁阳极维持足够负的电位，抑制金属腐蚀。

5.化工设施与特殊介质环境

1.典型场景：接触强酸/强碱介质的化工储罐内壁、家用热水器内胆等。

2.作用机制：通过提供持续保护电流，抵消腐蚀性介质对金属的侵蚀。需选择特定

成分镁合金（如添加锰、锌提升耐蚀性）并配合涂层防护。

二、核心优势

1.高驱动电位与适应性

1.电位范围：-1.55V至-1.85V（相对饱和硫酸铜参比电极），驱动电压达0.6-0.85V，

适用于高电阻率环境（如土壤电阻率100Ω·m）。

2.对比优势：相比铝合金阳极（电位约-1.05V），镁阳极在土壤中保护效果更显著。

2.安装简便与成本低

1.结构特点：镯式设计可直接套在管道上，通过螺栓或铁脚连接，无需复杂焊接或

大型设备。

2.成本优势：无需外部电源，适合偏远地区或小型设施，建设和运行成本低于外加

电流阴极保护技术。

3.保护均匀与寿命匹配

1.电流分布：与管道紧密贴合，形成均匀电流场，避免局部过保护或欠保护。

2.寿命设计：设计使用率通常取85%（剩余重量达初始15%时失效），寿命与被保

护金属需求匹配，减少更换频率。

4.环保与安全性

1.腐蚀产物：无毒无害，符合可持续发展要求。

2.安全限制：在交流牵引系统附近应用时，阳极体交流感应持续电压不超过20V，

确保安全。

三、核心劣势

1.温度与电阻率限制

1.温度限制：淡水环境使用温度≤45℃，咸水/盐水环境≤32℃；海水中腐蚀速度过

快，寿命较短，不推荐使用。

2.电阻率限制：禁止在电阻率10Ω·m的土壤中使用，否则因电流输出不足导致保

护失效。

2.电流效率与容量限制

1.电流效率：约50%-55%（受环境影响可能更低），单位质量发电量为1.30A·h/g，

理论电容量2200A·h/kg。

2.对比劣势：相比铝合金阳极（单位重量发电量约2倍锌阳极），镁阳极电流效率

较低，需更大重量满足需求。

3.高温晶间腐蚀风险

1.适用条件：在高温（49℃）土壤或淡水环境中，镁阳极可能发生晶间腐蚀，缩

短使用寿命。

4.填包料维护需求

1.填包料要求：需填充硫酸钙基化学填包料（75%硫酸钙、20%膨润土、5%硫酸钠）

以降低接地电阻。

2.维护成本：填包料需定期检查与更换，增加维护复杂度。