一、外觀檢查法通過直接觀察陽極的物理形態(tài)變化,初步判斷消耗程度:
1.尺寸測量
1.定期測量陽極的直徑、長度(如棒狀、帶狀陽極)或厚度(如板狀陽極),與初始尺寸對比。若尺寸縮減超過設(shè)計值的 30%~50%,通常提示消耗已較為嚴(yán)重。
2.案例:某管道用鎂陽極初始直徑為 110mm,使用 1 年后測量直徑降至 70mm,可能需考慮更換。
2.表面形態(tài)觀察
1.正常消耗:表面呈現(xiàn)均勻腐蝕,形成疏松的白色腐蝕產(chǎn)物(氫氧化鎂),無明顯局部深坑或斷裂。
2.異常消耗:若出現(xiàn)局部穿孔、棱角消失、斷裂或大量黑色沉積物(可能因雜質(zhì)引發(fā)微電池腐蝕),說明消耗不均勻或存在加速腐蝕因素。
3.涂層與包裝檢查
1.預(yù)包裝陽極的填包料若出現(xiàn)破裂、流失,或陽極外露金屬部分增多,可能導(dǎo)致消耗加速。
二、電化學(xué)性能測試通過測量陽極的電位、輸出電流等電化學(xué)參數(shù),評估其活性及消耗狀態(tài):
1.開路電位測量
1.使用萬用表或電位計,測量陽極相對于參比電極(如飽和硫酸銅電極,CSE)的開路電位。
2.正常范圍:鎂合金陽極的標(biāo)準(zhǔn)電位為 - 1.5V(CSE)左右,若電位正向偏移(如>-1.3V),說明陽極活性降低,可能已消耗過半。
2.工作電位與輸出電流監(jiān)測
1.連接陽極與被保護(hù)金屬后,測量陽極的工作電位(應(yīng)維持在 - 1.5V~-1.2V CSE),并通過電流表或回路電阻計算輸出電流。
2.若輸出電流持續(xù)低于設(shè)計值的 50%(如初始設(shè)計電流為 1A,現(xiàn)降至 0.5A 以下),且電位正向偏移,提示陽極消耗嚴(yán)重。
3.接地電阻測試
1.用接地電阻儀測量陽極與土壤的接觸電阻,若電阻顯著升高(如超過初始值的 2 倍),可能因陽極尺寸縮小或填包料失效導(dǎo)致。
三、重量損失計算法適用于可取出的陽極(如儲罐內(nèi)壁、海水中的陽極),通過稱重直接計算消耗率:
1.定期拆卸稱重
1.按周期(如每年 1 次)取出陽極,清除表面腐蝕產(chǎn)物后稱重,與初始重量對比。
2.消耗速率公式:消耗速率年初始重量當(dāng)前重量使用時間
3.鎂陽極的理論消耗率約為 1100~1300g/(A?年),若實測速率遠(yuǎn)高于此值,可能存在異常腐蝕(如雜散電流干擾)。
2.剩余重量估算
1.若無法拆卸,可通過初始重量、設(shè)計電流和使用時間估算剩余重量:剩余重量初始重量設(shè)計電流使用時間年年
2.當(dāng)剩余重量不足初始值的 30% 時,建議更換。
四、環(huán)境與系統(tǒng)參數(shù)分析結(jié)合服役環(huán)境和保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù),間接判斷陽極消耗情況:
1.被保護(hù)體電位監(jiān)測
1.若被保護(hù)金屬的保護(hù)電位(如管道電位)逐漸偏離 - 0.85V(CSE)的標(biāo)準(zhǔn)值,且增大陽極數(shù)量仍無法恢復(fù),可能是陽極消耗導(dǎo)致輸出電流不足。
2.環(huán)境因素排查
1.檢查土壤電阻率、氯離子濃度、溫度等是否發(fā)生變化(如土壤含水率升高導(dǎo)致電阻率下降,可能加速陽極消耗)。
3.雜散電流檢測
1.用雜散電流檢測儀測量陽極附近的直流電流,若存在異常電流(如>10mA),可能導(dǎo)致陽極異常加速消耗。
五、無損檢測技術(shù)對于不便拆卸的陽極,可采用無損手段評估內(nèi)部消耗:
1.超聲檢測(UT)
1.通過超聲波探傷儀測量陽極內(nèi)部的腐蝕坑深度、厚度變化,適用于較大尺寸的陽極(如直徑>50mm)。
2.射線檢測(RT)
1.利用 X 射線或 γ 射線拍攝陽極內(nèi)部結(jié)構(gòu),觀察是否存在孔洞、裂紋等消耗跡象,精度較高但成本也高。
六、維護(hù)與更換建議·定期巡檢周期:土壤中建議每 6~12 個月檢查一次,海水中每 3~6 個月檢查一次。
·更換閾值:當(dāng)陽極剩余重量<初始值的 20%,或輸出電流<設(shè)計值的 30% 時,需及時更換。
異常消耗處理:若發(fā)現(xiàn)消耗速度異常(如 1 年內(nèi)消耗超過 50%),需排查是否存在填包料失效、雜散電流、涂層破損等問題,并針對性解決。