一、阳极自身性能因素
材质与纯度
锌的纯度及合金成分直接影响阳极的电化学性能。纯锌阳极若含有铁、铅等杂质,会形成微电池效应,加速自身腐蚀(自溶),降低电流效率,缩短寿命。
优质带状锌阳极通常通过合金化(如添加少量铝、镉等元素)优化成分,减少杂质含量,降低自腐蚀速率,从而延长使用寿命。例如,符合 GB/T 4950-2021 标准的锌阳极,对杂质含量有严格限制,可保证电流效率≥95%。
规格与质量
阳极的截面积、长度等规格决定了总质量(即阳极的 “牺牲量”)。在相同电流输出下,更大截面积或更长的带状阳极,可提供的电量更多,使用寿命更长。
生产工艺(如轧制、焊接等)若存在缺陷(如裂纹、夹杂),会导致局部腐蚀加速,缩短整体寿命。
二、环境因素
电解质环境
电阻率:土壤、海水等电解质的电阻率越高(如干燥土壤、高盐度以外的水体),阳极与被保护金属之间的回路电阻越大,输出电流越小,理论上寿命更长;反之,低电阻率环境(如湿润土壤、海水)会使电流输出增大,加速阳极消耗,缩短寿命。
pH 值:酸性环境(pH<6)中,锌的腐蚀速率加快,可能导致阳极过度消耗;强碱性环境(pH>12)则可能形成钝化膜,抑制阳极溶解,反而延长寿命,但需注意钝化可能导致电流输出不足,影响保护效果。
温度:高温环境会加速电化学反应,使阳极溶解速率提高,寿命缩短;低温则会减缓反应,延长寿命,但可能降低电流输出效率。
污染物:土壤或水体中的硫化物、氯离子、重金属离子等污染物,可能与锌发生化学反应,引发局部腐蚀(如点蚀),加速阳极失效。
环境稳定性
若环境频繁变化(如干湿交替、温度剧烈波动),会导致阳极表面的腐蚀产物层反复形成和破坏,增加自腐蚀速率,缩短寿命。
三、设计与安装因素
电流需求匹配
若阳极设计的输出电流与被保护金属的实际需求不匹配(如电流过大),会导致阳极过度消耗,寿命缩短;反之,电流过小则无法达到保护效果,但阳极寿命可能延长(无实际意义)。
安装方式
阳极与被保护金属的连接是否牢固(如焊接质量、导线接触电阻)会影响电流分布:接触不良会导致局部电流集中,加速阳极局部消耗。
阳极的埋设深度、与被保护体的距离:若距离过近,可能导致电流分布不均,局部阳极消耗过快;埋深不足可能受地表环境(如温度、湿度)影响更大,加速腐蚀。
回填材料:在土壤中安装时,若回填材料(如焦炭、膨润土)选择不当,会影响电解质导电性或 pH 值,改变阳极的腐蚀环境,进而影响寿命。例如,焦炭可降低接地电阻,使电流输出更稳定,延长寿命;若回填土中含腐蚀性物质,则会加速阳极失效。