1、AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 1 -AS 2239-2003澳大利亚标准 TM用于阴极保护的牺牲阳极AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 2 -前 言本标准由澳大利亚/新西兰联合标准 MT-014 金属腐蚀委员会的澳洲成员起草、用于代替 AS 2239-1993“用于阴极保护的牺牲阳极” 。在咨询了两国标准持有者后，澳大利亚标准和新西兰标准部门决定将其发展为澳洲标准而不是澳大利亚/新西兰标准。本标准的目的是对澳大利亚境内用于阴极保护系统的常规阳极合金做出具体规定。如在 AS 2832 系列标准中规定的这些内容一样。本修订标准包括了对阳极的新的技术要求和化学成分限制。术语“标准性
2、”和“资料性”用来定义附录的采用， “标准性”附录是标准的一个完整部分，而“资料性”附录则仅用于提供信息和参考。AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 3 -目 次1范围及总则 .11.1 范围 11.2 参考文献 11.3 定义 11.4 标识 31.5 免缺陷条款 41.6 标记 41.7 测试结果的数值修整 52阳极及阳极芯技术要求 .52.1 本章范围 52.2 阳极 52.3 阳极芯 53性能要求 113.1 本章范围 .113.2 机械测试 .113.3 电阻 .113.4 铝阳极在海水中的消耗速率 .123.5 铝阳极在海水中的闭路电位 .124镁和锌牺牲阳极用回填料 124.
3、1 总则 .124.2 回填料的组成 .134.3 特性及应用 .134.4 袋装阳极 .14附录 A 采购指南 .15附录 B 牺牲阳极应用指南 16附录 C 牺牲阳极的阳极芯与阳极体间电阻的测定方法 .24附录 D 浸没于海水中的铝合金牺牲阳极消耗速率的测定方法 .27附录 E 浸没于海水中的铝合金牺牲阳极闭路电位的测定方法 .30AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 1 -1范围及总则1.1 范围本标准规定了阴极保护中用于防止金属腐蚀的牺牲阳极的要求。标准还规定了镁、锌、铝牺牲阳极金属合金的适当配比、常用牺牲阳极的形状及设计特征。本标准还包括了埋地镁和锌牺牲阳极用回填料的组分及性能的
4、详细内容。注：附录 A 中的采购指南包含有买方查询或定购牺牲阳极时可能用到的参考建议或意见。1.2 参考文献本标准参考了下列文献：AS 标准1042 直接显示的电器测量仪器及其辅助仪器1152 实验筛技术要求1627 金属表面表面准备及预处理1627.9 第 9 部分：钢体表面涂装的图示表面处理标准2706 数值极限值的取整和解释2832 金属的阴极保护2832.4 第 4 部分：内表面AS/NZS 标准1125 绝缘电缆和柔性电缆中的导电材料3008 电气装置电缆的选择3008.1.1 1.1：0.6/1KV 及以下交流电压的电缆 典型的澳大利亚电气安装条件ASTM 标准D1141 海水替代
5、物制备的标准做法MIL-A 18801K 腐蚀控制用锌阳极块状和棒状1.3 定义根据本标准需要，作如下定义：1.3.1 阳极（通用）Anode（In general）AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 2 -放于电解质中对结构施加阴极保护的电极。1.3.2 阳极回填料 Anode Backfill 埋地阳极周围并与其紧密接触的材料，该材料可以保持或改善阳极的性能。1.3.3 阳极消耗速率 Anode consumption rate 在一定时间内，给定输出电流条件下，阳极合金块的消耗速率，通常表述为Kg/A.year。1.3.4 阳极芯 Anode core镶入阳极或与阳极一起铸造或挤压
6、的可为阳极提供机械强度和连接的金属物（通常为钢） 。1.3.5 阴极 Cathode被施加阴极保护的结构。1.3.6 阴极保护 Cathodic protection使金属成为原电池或电解电池中的阴极，从而减少或防止金属腐蚀的方法。1.3.7 闭路电位 Closed circuit potential当有电流通过时，与结构相连的阳极的电位，通常采用参比电极在特定的环境中测得。1.3.8 铜硫酸铜参比电极 Copper/copper sulfate (Cu/CuSO4)reference electrode由铜和饱和硫酸铜溶液组成的参比电极。1.3.9 电容量 Current capacity给
7、定质量的合金阳极所能提供的全部电流，通常表述为 A.year/Kg，它是阳极消耗速率的倒数。1.3.10 电流密度（在阳极上的）Current density (at anode)阳极输出电流除以阳极表面积。1.3.11 电流密度（在阴极上的）Current density (at cathode)流入阴极的电流除以阴极表面积。1.3.12 电流密度（在涂覆阴极上）Current density (at coated cathode)流入阴极的总电流除以结构的总表面积。1.3.13 驱动电位 Driving potential 阳极与被保护结构间的开路电位差。1.3.14 电解质 Electr
8、olyteAS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 3 -液体或含液体组分的混合物如土壤，在电解质中电流可通过带电离子的传递而流动。1.3.15 电池反应 Galvanic action自发的电化学电池反应，在该电池反应中，异种金属电偶对中的阳极性金属发生腐蚀。1.3.16 牺牲阳极 Galvanic anode一种电极，用于通过电池反应来保护结构。1.3.17 阳极总质量 Gross anode mass未包装阳极的总质量，包括阳极芯，电缆以及连接物。1.3.18 袋装阳极总质量 Gross anode packaged mass袋装后阳极的总质量，包括阳极芯，电缆、连接物以及回填料的质量。
9、1.3.19 阳极净质量 Net anode mass阳极合金的实际质量。1.3.20 开路电位 Open circuit potential 阳极未与被保护结构相连接时的电位，通常采用参比电极在特定的环境中测得。1.3.21 袋装阳极 Packaged anode与回填料一起装在棉布袋或其他允许使用的包装物中的镁或锌阳极，这些回填料可为阳极提供均匀的、低电阻率环境。1.3.22 参比电极 Reference electrode给定温度下，在一种或多种电解质溶液中有稳定电位的电极，用来测定其它电极的电位。1.3.23 电阻率 Resistivity单位长度上单位横截面积的电阻。 （ohm.m）
10、1.3.24 Ag/AgCl 参比电极 Silver/silver chloride reference electrode由涂覆了氯化银的银和含氯离子的电解质组成的电极。1.3.25 测试阳极 Test anode预制的阳极测试片，通过机械方法从测试样品取得。1.3.26 采样 Test sample根据选样程序，从一批次交货产品中选择的一部分材料或一组物品。1.3.27 试块 Test specimen为了进行特定测试，从试样中选择的一部分材料或单个物品。AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 4 -1.4 标识1.4.1 阳极阳极标识应包含以下几个部分：（a）表明合金净重的数字前缀（b
11、）表明合金材料的字母，如：(i) A.铝(ii) M镁(iii) Z锌（c）合金的系列号例如：10Z1 表示一根重 10kg 锌合金阳极，合金系列中的第 1 个合金。1.4.2 回填料阳极周围回填料的标识应与其组成相一致，例如：（a）B1钙基膨润土/石膏份（b）B2 钠基膨润土/ 石膏份（c）B3 a 或 b 项，再加上硫酸钠1.5 免缺陷条款阳极应由原生金属合金制成，不能采用再生金属或边角料生产阳极。阳极加工过程中不合格阳极产生的边角料除外。阳极的缺陷不应影响其在使用过程中的性能或功能，阳极应不存在可能导致电接触断开、金属表面成片剥落或其它不良影响的夹杂物或缺陷。注：诸如夹杂物、分层、表面裂
12、纹等缺陷不能被完全量化。任何这类缺陷的存在、 、尺寸及数量都应考虑。买方/管理部门/鉴定部门（如果适用）与厂商应对此做相应的规定。这些可以通过预备样品或采用测试方法得到。如果阳极产品存在缺陷并且缺陷又是可以接受的，厂商应能证明该产品适于采用。1.6 标记应在每支阳极或每组阳极上可靠且永久性标记或在固定于阳极的标签上标记下列信息：（a）厂商或供货商的名字或注册标识AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 5 -（b）合金阳极的型号（c）阳极的额定净重，假如是袋装阳极，则说明袋装阳极的总重量。注：总质量也包括与阳极相连的电缆的质量。（d）如适用，应标明“安装阳极前除去塑料袋”（e）回填料的组成注：
13、生产厂商在其产品、包装或与该产品有关的推销材料上做出的符合本澳大利亚标准的声明，应确保该生命经得起验证。1.7 测试结果的数值修整为了使评定工作符合本标准，应按照澳大利亚标准 AS2706 所述修整方法进行给定限制值的解释。也就是说观察或计算值应修整到与给定限制值相同的数量级，然后再与给定限制值相比较。2阳极及阳极芯技术要求2.1 本章范围本章规定了阳极、阳极芯、阳极芯电缆以及电缆连接的要求，描述了镁阳极、锌阳极以及铝阳极的类型和形状，并对如何选择阳极及将其用于阴极保护提出了指导方针。2.2 阳极2.2.1 阳极的成分阳极的化学成分应符合表 2.1、2.2 及表 2.3 中适用项目的限定值。2
14、.2.2 阳极质量和尺寸牺牲阳极可有不同的形状和质量。注：附录 B 描述了典型的阳极形状，并列出了阳极的质量和常规尺寸。2.3 阳极芯2.3.1 阳极芯的布置对铸造阳极，阳极芯外包覆的阳极材料应不小于 10mm 厚，阳极芯置于中心位置的棒状阳极除外。AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 6 -除非有特别的说明，阳极芯应设计在阳极的中心位置，阳极芯应在阳极中心线 10%的范围内，以确保阳极芯周围的阳极尽可能均匀的消耗。阳极芯的位置应能使提供阴极保护的阳极材料的质量尽可能大。注：有关阳极芯尺寸的资料见附录 B。2.3.2 材料及其加工买方和厂家需要对有关阳极芯材料的加工要求进协商。阳极芯应进行
15、打磨或作其它的处理以确保其满足 3.2、3.3、3.4 的要求。所有的嵌入材料应无锈、轧制氧化皮、油及其它污染物。下列材料和光洁度要求用于阳极芯加工：（a） 挤压镁阳极冷拔钢丝（b） 铸造镁阳极洁净的轧制或喷砂处理达到澳大利亚标准 AS 1627.9 的2、2.5、3 级要求的钢棒或扁钢。镀锌钢不能用作镁合金阳极的阳极芯。（c） 挤压或铸造锌阳极镀锌钢丝、轧制光洁度的钢棒或扁钢、喷砂处理的钢棒或扁钢；电镀锌钢和热镀锌钢。注：铝制阳极芯可用于铸造锌阳极，此处锌阳极将为铝芯提供保护。（d） 挤压铝阳极冷拔钢丝。（e） 铸造铝阳极洁净的轧制或喷砂处理达到澳大利亚标准 AS 1627.9 的2、2.5
16、、3 级要求的钢棒或扁钢。镀锌钢不能用作铝合金阳极的钢芯。2.3.3 阳极与阳极芯的结合在制造阳极之前，阳极芯应完全干燥。对于喷砂处理的钢芯，铸造工作应在喷砂处理后的 48h 内进行。如果铸造开始时阳极芯上发现有任何可见的浮锈，则应对其重新清理。用做阳极芯的钢丝应无油、脂。如果阳极芯上有脂或油，则阳极材料中可能产生气泡，导致阳极和阳极芯不能密切结合。2.3.4 埋地阳极的电缆连接方法对于埋地阳极，采用一定长度的符合 AS/NZS 3008.1.1 标准要求 7/1.04 绝缘铜芯电缆或其它适当的绝缘铜芯电缆与阳极芯连接。连接的方法应能提供 3.2 所要求的机械强度，典型的连接方法如下：（a）
17、镁阳极：对镁阳极，典型的连接方法见图 2.1、2.2、2.3、2.4。连接后，采用AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 7 -内衬玛蹄脂/胶粘剂的聚乙烯热收缩套对连接部位提供机械保护。为此目的，波纹状的连接可采用环氧树脂进行密封。（b） 其它阳极：典型的连接方法见图 2.2、2.3、2.4。连接后，采用内衬玛蹄脂/胶粘剂的聚乙烯热收缩套对连接部位提供机械保护。为此目的，波纹状的连接可采用环氧树脂进行密封。注：1 净重量超过 25kg 的阳极应采用连接电缆以外的其它方法悬挂。2 悬挂于水中的阳极，其电缆连接应做特殊设计，此部分内容不属本标准内容。罐及其它容器的电缆连接方法见标准 AS 283
18、2.4。2.3.5 绝缘电缆的颜色除非买方有特别要求，阳极绝缘电缆的颜色应该为红色。表 2.1 镁合金阳极的化学成分限制化学组分（%）铸造或挤压高电位阳极 挤压低电位阳极 铸造低电位阳极型号 M1 型号 M2 型号 M3组分最小 最大 最小 最大 最小 最大铝 0.01 2.5 3.5 5.3 6.7锌 0.02 0.7 1.3 2.5 3.5锰 0.50 1.3* 0.20 1.5 0.25 0.40硅 0.05 0.05 0.05铜 0.02 0.006 0.05铁 0.03 0.003 0.03镍 0.001 0.001 0.003钙 0.04 0.04 0.04其它杂质单项 0.05
19、合计 0.30 0.30 0.30镁 余量 余量 余量*在 0.500.80%范围内，锰的百分比至少应为 0.5+（60% 铝） 。注：1 合金 M1 是高电位阳极，主要用于高电阻率的土壤环境及水中。2 合金 M2 和 M3 是低电位阳极材料，主要用于中等电阻率的土壤环境及水中。合金 M2 还用于水温为 85的热水环境中。3 为了降低合金 M2 的用于生活用水储存加热器时的自腐蚀，研究发现有必要将合金中铁的含量控制在 0.003%以下，同时锰的含量控制在 0.200.60% 。AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 8 -4 镁阳极不适于海水中的长期保护。AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳
20、极- 9 -表 2.2 锌合金阳极的化学成分限制化学组分（%）组分Z1*最小 Z1*最大 Z1*最小 Z1*最大镉 0.025 0.07 0.003铝 0.1 0.50 0.005硅 0.005 0.003铜 0.005 0.003铁 0.005 0.0014铅 0.006 0.003其它杂质单项 0.005 0.005合计 0.02 0.02锌 余量 余量 余量 余量*对应于 MIL-A-18001 合金组分注：这些牺牲阳极的典型应用见 B3.2。表 2.3 铝合金阳极的化学成分限制化学组分（%）型号 A1 型号 A2 型号 A5 型号 A6组分最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大
21、锌 2.1 2.7 3.0 5.0 4.0 5.0 2.0 6.0铟 0.017 0.025 0.02 0.05 0.01 0.02镉 0.008 0.012 0.005 0.005 0.005硅 0.20 0.20 0.25 0.08 0.12铁 0.12 0.12 0.25 0.12镁 0.6 2.2 0.02钛 0.02 0.05 0.02铜 0.006 0.006 0.006锡 0.05 0.25 0.02其它杂质单项 0.02 0.02 0.02合计 0.05 0.05 0.15 0.05铝 余量 余量 余量 余量注：1 合金 A1、A2 以及 A6 在澳大利亚一般用于海水中。2 合
22、金 A5 一般用于 85以下的饮用水系统。3 为抑制铝合金的自钝化，铝合金中一般添加有铟、铊、镉或汞等有毒成分，因此其不能用于生活用水储存加热器。AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 10 -他 我 图 2.1 埋地镁阳极电缆连接方法单位以 mm 计图 2.2 埋地牺牲阳极的电缆连接方法绝缘铜芯电缆低熔点沥青或规定材料 镀锌钢芯镀锌或镀铬螺母、螺栓及星形垫圈铜镀锡接线片在穿过孔前电缆打结镁阳极金属内衬玛蹄脂/胶粘剂的聚乙烯热收缩套铜焊钢芯绝缘铜芯电缆焊入铜套管中以防止电缆在高温的铜焊时变脆铜套管与阳极芯通过最小 20mm.的铜焊连接（两侧）铜套管通过铜焊与钢芯连接在一起，铜芯电缆焊接在铜套
23、管上阳极金属min.AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 11 -图 2.3 埋地用挤压镁阳极的电缆连接方法内衬玛蹄脂/胶粘剂聚乙烯热收缩套包覆机械连接接头和电缆低熔点的聚酯或环氧混合物或要求的填充材料6 2 的绝缘铜芯电缆焊接入镀锡铜套管内，最小焊接长度 20mm热收缩套包覆电缆长度最小 50mm长度为 45mm的镀锡套管阳极芯与阳极芯铜焊接AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 12 -图 2.4 采用缠绕或铜焊的电缆连接方法3性能要求3.1 本章范围本章规定了铝、镁、锌牺牲阳极的机械性能、电性能、电缆连接强度、消耗速率要求以及铝阳极在海水中的闭路电位要求。3.2 机械测试将一个相当
24、于 100Kg 或五倍于阳极金属质量的单轴方向的力，两者取大，施加于包含阳极芯的阳极上时，阳极芯或其它嵌入金属应不发生移动。在有阳极电缆的情况下， 100Kg 的单轴向负载应不会导致连接电缆或连接点的损坏。3.3 电阻当采用附录 C 中的试验方法测定阳极与阳极芯或阳极与阳极电缆末端（如果适用）间电缆与阳极采用缠绕或铜焊连接绝缘铜芯电缆密封材料阳极阳极芯AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 13 -的电阻时， ，在阳极的寿命期内该电阻值不应大于 0.01。3.4 铝阳极在海水中的消耗速率当采用附录 D 中的试验方法进行测试时，铝阳极在海水中的常规消耗速率是3.5Kg/A.year。注：附录
25、D 中的试验仅仅适用于铝阳极。镁阳极在土壤中，锌阳极在土壤和海水中的常规消耗速率见附录 B 中的表 B1。3.5 铝阳极在海水中的闭路电位当采用附录 E 中的试验方法测试时，相对于 Ag/AgCl/海水参比电极，阳极的闭路电位应至少为1.05V。注：附录 E 中的试验方法仅适用于铝阳极。4镁和锌牺牲阳极用回填料4.1 总则将回填料填装于阳极周围是出于以下几个方面的原因：（a）在阳极周围形成一个均匀的外部环境，从而保证阳极腐蚀均匀并连续有效的工作。（b）降低阳极与周围土壤间的电阻及改善导电性。（c）维持潮湿的环境。碳质回填料不能用于牺牲阳极。最常用的回填料是以下材料的混合物：（i） 适宜的、可以
26、滞留水分的粘土；注：钠基和钙基膨润土、以及小范围内的高岭土是比较适合作为回填料的粘土。这些粘土的物理性质如吸湿膨胀、干燥收缩、导电系数以及保持水份的能力等差别很大。（ii） 可以提高物理性能和导电性能的农用生石膏。加入生石膏是为了改善粘土的特性。为具有有效的润湿和加工特性，应对生石膏的粒径进行分级， （参考澳大利亚标准 AS 1152） 。生石膏和膨润土的粒径分布应符合表 4.1 中的规定。AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 14 -表 4.1 生石膏和膨润土的粒径分布筛眼尺寸（m） 分布，通过1000 100600 90150 7045 30注：回填料混合物应该是分级而且不应都是细小的
27、，以便于回填料的润湿。4.2 回填料的组成镁和锌阳极周围的回填料应满足 1.4.2 的要求。一般应为下列常规组成之一：(a) B1 型(i) 钙基膨润土.50%质量(ii) 生石膏.50%质量(b) B2 型 (i) 钠基膨润土.60%质量(ii) 生石膏.40%质量(c) B3 型与 B1 组分类似，附加硫酸钠(通常为 5%)。注：1 回填料 B1 为常规应用。2 对于长期有地下水的地方，推荐采用回填料 B2。3 在安装要求改善水的渗透性时，推荐采用回填料 B3。施工完成后的阳极对地电阻可能比最后的工作值要低。硫酸钠及其它导电物质不应用于长期有地下水的地方，因为这些材料容易浸析。4.3 特性
28、及应用阳极安装完毕后，回填料应密实充填于阳极周围并在必要时，完成全部开挖回填之前通过浇水润湿。 。4.2 所述回填料性能的明显差异见表 4.2。AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 15 -表 4.2 回填料的一般特性特性 型号 B1*（钙基膨润土和生石灰） 型号 B2*（钠基膨润土和生石灰）润湿后的膨胀度由干变湿时膨胀很小（约 25%） ，湿变干燥时发生较小收缩并产生一些小的少量气孔和裂纹。由干变湿时膨胀很大（约 600%） ，湿变干时产生较大收缩并形成大量的气孔和裂纹。润湿后的电阻率 相对较高，一般为 36.m 相对较低，一般为 14.m（润湿后）保水性 好 中等*回填料 B3 的特性
29、与 B1 近似，但电阻率比 B1 小。4.4 袋装阳极阳极应装在布袋或其它买方认可的多孔包装中，布袋的直径应至少比阳极对角线大50mm，回填料应密实填充于阳极周围以避免阳极的移动，填料对阳极的包覆应达到以下要求：（a）边角处填料厚度至少应为 25mm；（b）阳极的上部、底部及侧面填充料的厚度至少应为 50mm。阳极的类型和重量应能通过布袋上的标签或标志进行识别。AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 16 -附录 A 采购指南(资料性附录)A1 总则澳大利亚标准旨在对相关产品的技术要求，但并不包括合同所需的全部条款。本附录包含的建议和推荐意见可供买方在咨询或订购产品时参考。A2 买方应提供的
30、资料买方在咨询或订购产品时，应参考本附录的说明、建议和推荐意见提供以下信息：（a）阳极的型号（见 1.4.1） 。（b）合金的净重，规定误差在 0-5%以内注：买方可能要求合金净重的误差在 05%以内（c）阳极的形状和尺寸（典型阳极的形状见附录 B）（d）阳极芯的要求，包括：（i） 阳极芯的尺寸（见表 B2、B4 和 B5）（ii） 阳极芯的光洁度（见 2.3.2，2.3.3）（iii ） 包覆阳极芯的最小阳极厚度（见 2.3.1）（e）特殊电缆连接要求（见 2.3.4）（f）回填要求，包括：（i） 阳极周围是否要求回填料（见 4.2）（ii） 是否要求选择回填料组分（见 4.2）（g）是否需
31、要测试证明（h）买方是否有在供货商厂房检查阳极的意图（i）附加包装和标识要求注：对填充回填料的阳极，所有物质通常都填装于袋内（见 4.4） 。如果买方有特殊要求或要限制袋装阳极的重量，则应做出规定。（j）参考本标准，即澳大利亚标准 AS 2239。AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 17 -附录 B 牺牲阳极应用指南（资料性附录）B1 范围本附录描述了镁、锌以及铝阳极的类型和形状，并对阴极保护中如何选择和应用这些阳极提供了指南。B2 阳极的选择特定情况下的牺牲阳极选择是一个复杂的过程，要求对下列因素全面考虑：（a） 应用环境；（b） 阳极组成；（c） 阳极消耗速率；（d） 阳极质量及形状
32、；（e） 考虑特殊，包括次生毒害影响。虽然阳极选择信息通常来自在阴极保护领域有经验的或经过培训的人员，但在表 B1中也列出了阳极合金的详细性能，在 B3、B4 给出了其特征及应用细节。表 B1 牺牲阳极合金的典型特性开路电位（Ea）参比电极阳极合金类 型Cu/CuSO4 Ag/AgCl海水中典型的阳极腐蚀速 率Kg /A. year土壤中典型的阳极腐蚀速 率Kg /A. year热的饮用水中典型的阳极腐蚀速率Kg /A. year锌 1.1V 1.01V1.15V12 12 不采用镁高电位低电位1.7V1.5V1.65V1.45V不采用不采用7766铝 1.05V1.1V（见注 2）1.00V
33、1.05V3.5 不采用 6注:1、 镁阳极不适宜用于海水中的长期保护。2、 不推荐将 Cu/CuSO4 参比电极长期用于海水。B3 阳极的特性及应用B3.1 镁阳极镁阳极有高的负驱动电位，比较适合用于保护高电阻率环境如土壤和淡水中的钢结构。AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 18 -镁阳极广泛用于埋地管道的保护，同时也因为其腐蚀产物无毒，在冷、热饮用水场所及冷凝器中也有采用。 （见表 2.1 注释）为提高镁阳极在高电阻率土壤中的有效性，通常将镁阳极装入一个有混合填充料的布袋中，从而为其提供一个均匀的低电阻率环境。B3.2 锌阳极锌阳极的驱动电位比镁阳极的驱动电位低，但足以保护低电阻率环
34、境如某些土壤和沙中的钢结构。锌阳极也可用于涂装良好以及保护电流需求很小的结构。因为锌低的自腐蚀速率，使得它们具有较长的寿命。锌阳极也可用于海上设施如轮船船体、海上结构、海底管线、钢质及铝质设备的腐蚀保护。值得注意的是，在温度超过 50时，硬的非盐水将导致锌阳极/金属电偶对的逆转，也就是钢相对于锌变成阳极性，并且以比安装锌阳极以前更快的速度腐蚀。B3.3 铝阳极铝阳极的驱动电位与锌阳极相似，但因为铝阳极的表面通常会形成钝化膜并且在无氯化物环境会产生极化，所以铝阳极主要限于海水环境应用，如轮船船身、海上结构以及海底管线。A5 型铝阳极 (见表 2.3)用于热的饮用水。B4 典型的阳极质量、尺寸及形
35、状B4.1 概要阳极的类型有以下两种：（a） 铸造阳极 铸造阳极通常为图 B1B8 所示型式。这些阳极典型的质量和尺寸见表 B2、B4 和 B5。（b） 挤压阳极 挤压阳极通常为长不超过 3m 的棒状，内含直径 35mm 的低碳钢芯，也有其它外形的阳极，这些阳极的典型质量和尺寸见表 B3。注：表 B2 中的合金净重是阳极的净质量，阳极总重量将依电缆长度等因素而增加。B4.2 镁阳极镁阳极可以铸造也可挤压成型。B4.3 锌阳极锌阳极通常为铸造成型，但也可挤压成锌带。铸造锌阳极的主要类型见图 B1B8。这些阳极的典型质量和尺寸见表 B4。B4.4 铝阳极AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 1
36、9 -铝阳极既可铸造也可挤压，铸造铝阳极的主要类型见图 B1B8。铸造铝阳极的典型质量和尺寸见表 B5，也可以制得其它外形的铝阳极。有些工业用铝阳极可能大到横截面为 350mm350mm、长为 3m、重量达 1 吨的程度（见图 B1） 。这些阳极通常都有直径为 12mm25mm 的棒状钢芯或直径为 50mm150mm 的钢管芯。表 B2 铸造镁阳极的典型质量和尺寸名义尺寸(mm) 阳极芯尺寸(mm)阳极型号 合金净重Kg 横截面* 长度 直径 厚度 宽度 长度5M15M25M35 80 450 35 1325 2507M17M27M37 80 520 35 1325 25010M110M210
37、M310 65 1500 12 35 180010M110M210M310 100 515 35 1325 25020M120M220M320 135 680 35 1325 250* 平均横截面尺寸通过公式1/2(宽深)计算得出。注：阳极形状见图 B1。表 3 挤压镁阳极的典型质量和尺寸阳极型号 合金净重Kg阳极尺寸(mm)阳极芯尺寸(mm) 长度(mm)（a）圆柱状阳极（见图 B1）3M13M2 3 65 35 5105M15M2 5 65 35 8507M17M2 7 65 35 119010M110M2 10 65 35 170020M120M2 20 65 35 340020M1 2
38、0 89 35 1785AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 20 -20M2阳极型号 合金净重Kg阳极芯尺寸(mm)高度(mm)宽度(mm)长度(mm)（b）钟形阳极（见图 B1）3M13M2 3 35 95 89 2405M15M2 5 35 95 89 4007M17M2 7 35 95 89 56010M110M2 10 35 95 89 80020M120M2 20 35 95 89 160020M120M2 20 35 114 120 101125M125M2 25 35 114 120 1264表 4 铸造锌阳极的典型质量和尺寸名义尺寸（mm）阳极芯尺寸（mm）阳极型 号合金
39、净重Kg形状深 宽 长 直径 厚度 宽 长1Z11Z2 1 见图 B3 25 25 200 1.5 _ _ 6002Z12Z2 2 见图 B4 25 75 150 _ 36 25 2502Z12Z2 2 见图 B5 25 100 100 _ _ _ 292Z12Z2 2 见图 B2 47 75 150 _ 3 25 2504Z14Z2 4 见图 B5 25 150 150 _ _ _ 2910Z110Z2 10 见图 B6 30 150 300 _ 36 25 40010Z110Z2 10 见图 B6 30 150 350 _ 36 2530 45012Z112Z2 12 见图 B6 50 1
40、50 300 _ 36 25 40013Z113Z2 13 见图 B1 35 35 1500 7 _ _ _16Z1 16 见图 B7 45 115 520 _ 6 40 650AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 21 -16Z220Z120Z2 20 见图 B7 60 115 520 _ 6 40 65030Z130Z2 30 见图 B7 60 130 560 _ 6 40 70040Z140Z2 40 见图 B1 65 65 1500 12 _ _ _60Z160Z2 60 见图 B1 75 75 1500 16 _ _ _110Z1110Z2 110 见图 B1 100 100 1
41、500 20 _ _ _表 5 铸造铝阳极的典型质量和尺寸名义尺寸（mm） 阳极芯尺寸（mm）阳极型号合金净重Kg形状 深 宽 长 直径 厚度 宽 长1/2A11/2A2 0.4 见图 B1 25 25 200 1.5 _ _ 6001A11A2 1 见图 B2 25 75 150 _ 3 25 2501A11A2 1 见图 B2 25 100 150 _ 3 25 2501A11A2 1 见图 B5 25 150 150 _ _ _ 293A13A2 3 见图 B4 30 150 300 _ 36 25 40010A110A2 10 见图 B1 50 50 1500 12 _ _ _15A1
42、15A2 15 见图 B2 65 65 1500 12 _ _ _42A142A2 42 见图 B1 100 100 1500 20 _ _ _AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 22 -（a ）典型铸造阳极形状（i）圆形 （ii）钟形 （iii）截锥形 （iv ）方形（v）带状 （vi）菱形（b）典型的挤压阳极剖面图 B1 典型的镁、锌或铝铸造阳极和挤压阳极样式图例： d：厚度；b：宽度；t：长度图 B2 锌或铝阳极样式（水滴状）阳极芯阳极芯 阳极芯阳极芯 阳极芯阳极芯阳极芯AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 23 -图 B3 锌或铝铸造阳极样式图 B4 锌或铝铸造阳极样式注：管
43、芯突出两面各 2mm。图 B5 内含低碳钢管芯的锌或铝铸造阳极样式图 B6 可供选择的锌或铝铸造阳极样式钢丝阳极芯阳极芯管芯管状阳极芯细节图AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 24 -注：采用纵向阳极芯带的的情况下，可随意选择横向带状阳极芯图 B7 可任选阳极芯位置的锌或铝铸造阳极样式图 B8 镯式阳极阳极芯可选阳极芯AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 25 -附录 C 牺牲阳极的阳极芯与阳极体间电阻的测定方法（资料性附录）C1 概要本附录规定了阴极保护中牺牲阳极的阳极芯与阳极体间电阻的测定方法。C2 原理当一已知电流流过阳极金属和阳极芯时，可测量两者之间的电压。然后用测得的电压除
44、以已知电流值即可计算得到阳极/芯电阻。C3 测量仪器测量需要用到下列仪器：（a） 一个容量为 5A、能够实现电流从 05A 平滑调节的直流电源。该电源产生的负载电压应足够在不小于 1 的电阻上通过 5A 的电流。（b） 至少能读取 5A 直流电流的安培表，在满刻度测量时最大误差为1，满足澳大利亚标准 AS 1042 的 1 级要求。该安培表可与直流电源构成一个整体（见（a） ） 。（c） 能读取 50mV 直流电压、最大测量误差为1并满足澳大利亚标准 AS 1042 1 级要求的毫伏表。（d） 用于将（a） 、 （b）及（c）与阳极及阳极芯相连接的适当的测试导线、接线端子或夹子。连线系统的质量
45、应确保每个连接点的连接电阻小于 0.05。C4 测试回路根据适用性，测试回路见图 C1（a ）或（b） 。将毫伏表与阳极和阳极芯（或阳极导线）连接的导线与电源引出线相对独立，要求所有的连接点都适当连接以使连接电阻最小。假如跨过阳极金属连接毫伏表，并且电缆的远端与阳极芯相连相连，阳极/芯的电阻为所测总电阻减去阳极电缆的电阻。总的电阻等于测得的电压除以已知电流。注：7/1.04PVC 铜芯电缆的名义电阻为 3/1000m。C5 测试步骤测试步骤如下：（a） 在连接电源之前，设置可变电流控制装置，以保证回路闭合时通过的电流最小；AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 26 -（b） 连接电源，调整
46、电流控制装置，直到安培表显示的电流值大约为 5A；（c） 读取毫伏表的电压值；（d） 计算总的电阻值（R） ,，计算公式如下：.C5.1）安 培 表 读 数 （ ）毫 伏 表 读 数 （ AV（e） 将安培表、电源以及伏特表的连接导线反向连接，重复上述（a）（d）步骤。注：第二次测得的电阻值 R 应与最初的测试结果一样。（f） 从总的电阻值减去阳极电缆电阻值计算得出阳极与阳极芯间的电阻值。C6 测试报告测试报告应包含以下信息：（a） 测试试验室的名称（b） 测试用试验装置的型号（c） 测试用牺牲阳极的型号（d） 测试日期（e） 阳极与阳极芯之间电阻测试计算结果（f） 参考的本试验方法，也就是 AS 2239,附录 C。AS 2239 用于阴极保护的牺牲阳极- 27 -（a ）无连接电缆的阳极（b）有连接电缆的阳极图 C1 阳极与阳极芯间电阻测量回路示意图阳极阳极芯电源电缆终端加套的电缆接头电源阳极
