原油外輸管線埋地管道防腐鋅合金犧牲陽極

原油外輸管線 埋地管道防腐鋅合金犧牲陽極

鋅合金的主要添加元素有鋁,銅和鎂等.鋅合金按加工工藝可分為形變與鑄造鋅合金兩類.鑄造鋅合金流動性和耐腐蝕性較好,適用于壓鑄儀表,汽車零件外殼等。

合金中個元素的作用

合金成分中，有效合金元素：鋁、銅、鎂；有害雜質元素：鉛、鎘、錫、鐵。

（1）鋁

作用：① 改善合金的鑄造性能，增加合金的流動性，細化晶粒，引起

固溶強化，提高機械性能。

② 降低鋅對鐵的反應能力，減少對鐵質材料，如鵝頸、模具、坩堝的侵蝕。

鋁含量控制在3.8 ~ 4.3%。主要考慮到所要求的強度及流動性，流動性好是獲得一個完整、尺寸精確、表面光滑的鑄件必需的條件。

鋁對流動性和機械性能的影響見圖3。流動性在鋁含量5 %時達到值；在3 %時降到小值。鋁對沖擊強度的影響見圖3中虛線。沖擊強度在含鋁量3.5 %達到大值；6 %時降到小值。含鋁量超過4.3 %，合金變脆。含鋁量低于規(guī)定范圍，導致薄壁件充型困難，有鑄后冷卻破裂的可能。鋁在鋅合金中不利的影響是產生Fe2Al3浮渣，造成其含量下降。

極高的電化學性能、單位重量的陽極材料發(fā)電量大，約為鋅陽極的3倍，鎂陽極的2倍。在海水及含氯離子的其他介質中，性能良好，發(fā)出電流的自調節(jié)能力強。

鋅的密度為7.14g/cm3，開路電位：－1.03V，土壤中電流效率大于65%△E=0.2V

通常應用在小于500ΩNaN電阻率的水中。在小于15Ω.m土壤電阻率的土壤中也可用鋅陽極。

高純鋅通常用來制造擠壓的帶狀陽極或作為固定參比電極、接地電池用。

鋅也可做成鐲式陽極，主要應用在水下和海底管道上，一種是作成塊狀然后焊接在鋼支架上形成一個圓形，還有直接做成半環(huán)狀，直接扣在管道上。

>尺寸：25.4×28.5mm 15.8×22.2mm 12.7×14.2mm 8.7×11.9mm ф3.9mm

鋅帶不加填包料的鋅接地電池

特殊用途：鋅接地極，參比電極，接地電池，防交流干擾(《陰極保護工程手冊》78頁)

鋁的密度為2.7g/cm3，開路電位：－1.05V左右，電流效率大于70% ，△E=0.25V

通常應用在小于150ΩNaN電阻率的水中，鋁陽極通常不在土壤中使用。

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1.  鋅合金犧牲陽極自溶性小，電流效率高,陽極發(fā)生電流的自調節(jié)機能好。

2.  注2：介質——海水介質采用人造海水；泥土介質采用濕潤泥土，且陽極附近添加填充料。

應用于對機械強度要求不高的鑄件，如玩具、燈具、裝飾品、部分電器件。
Zamak 5: 良好的流動性和好的機械性能。
應用于對機械強度有一定要求的鑄件，如汽車配件、機電配件、機械零件、電器元件。
Zamak 2: 用于對機械性能有特殊要求、對硬度要求高、耐磨性好、尺寸精度要求一般的機械零件。
ZA8: 具有良好的沖擊強度和尺寸穩(wěn)定性，但流動性較差。
應用于壓鑄尺寸小、精度和機械強度要求很高的工件，如電器件。
Superloy: 流動性，應用于壓鑄薄壁、大尺寸、精度高、形狀復雜的工件，如電器元件及其盒體。
不同的鋅合金有不同的物理和機械特性，這樣為壓鑄件設計提供了選擇的空間。
鋅合金按制造工藝又可分為鑄造鋅合金和變形鋅合金兩類。鑄造合金的產量遠大于變形合金。下表中列出幾種重要鋅合金的成分、性能和用途。
鑄造鋅合金 依鑄造方法不同又分為壓力鑄造鋅合金（在外加壓力作用下凝固）和重力鑄造鋅合金（僅在重力作用下凝固）。
壓力鑄造鋅合金 這種合金從1940年在汽車工業(yè)中應用以后,產量劇增，在鋅的消耗總量中，約有25%用來生產這種合金。先進適用技
術在不斷采用，發(fā)展較快。對應相關人才也在增多，收錄齊全的有鋼鐵英才網。常用的合金系為Zn-Al-Cu-Mg系。 某些雜質明顯影
響壓鑄鋅合金的性能。因此對鐵、鉛、鎘、錫等雜質的含量限制極嚴,其上限分別為0.005%、0.004%、0.003%、0.02%，所以壓鑄鋅合
金應選用純度大于99.99%的高純鋅作原料。

重力鑄造鋅合金 可在砂型、石膏模或硬模中鑄造。這種鋅合金不僅具有一般壓鑄鋅合金的特性，而且強度高，鑄造性能好，冷卻速
度對力學性能無明顯影響，殘、廢料可循環(huán)使用，澆口簡單，對過熱和重熔不，收縮率小，氣孔少，能電鍍，可用常規(guī)方法精整
變形鋅合金工業(yè)上應用的變形鋅合金除了傳統品種外，出現了Zn-1Cu-0.1Ti和 Zn-22Al合金。前一種合金經軋制后,由于有TiZn15金
屬間化合物彌散質點沿軋向排列成行，可阻礙晶界移動。

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選擇
選擇哪一種鋅合金，主要從三個方面來考慮
1. 壓鑄件本身的用途，需要滿足的使用性能要求。包括：
（1） 力學性能，抗拉強度，是材料斷裂時的大抗力；
伸長率，是材料脆性和塑性的衡量指標；
硬度，是材料表面對硬物壓入或摩擦所引起的塑性變形的抗力。
（2） 工作環(huán)境狀態(tài)：工作溫度、濕度、工件接觸的介質和氣密性要求。
（3） 精度要求：能夠達到的精度及尺寸穩(wěn)定性。
2.工藝性能好：（1）鑄造工藝；
（2）機械加工工藝性；
（3）表面處理工藝性。
3. 3. 經濟性好：原材料的成本與對生產裝備的要求（包括熔煉設備、壓鑄機、模具等），以及生產成本。wz758881