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在陰極保護(hù)系統(tǒng)中,高硅鑄鐵陽極作為關(guān)鍵部件,其質(zhì)量與性能直接關(guān)乎金屬結(jié)構(gòu)的防護(hù)效果與使用壽命。為確保高硅鑄鐵陽極穩(wěn)定、高效地發(fā)揮作用,行業(yè)制定了一系列嚴(yán)格、全面的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),涵蓋材料成分、性能指標(biāo)、制造工藝、檢驗(yàn)流程等多個維度,從源頭把控產(chǎn)品質(zhì)量,規(guī)范市場應(yīng)用。
一、材料成分標(biāo)準(zhǔn):奠定性能基礎(chǔ)
高硅鑄鐵陽極以鐵為基體,硅元素是其核心成分,含量通常需嚴(yán)格控制在 14%-18% 區(qū)間。以國家標(biāo)準(zhǔn) GB 8491-87《高硅耐蝕鑄鐵件》為例,對各元素占比有著明確界定:碳(C)含量一般可偏上限,多在 1.0%-1.4%,適量碳有助于降低高硅鑄鐵的硬度,改善鑄造工藝性能;錳(Mn)含量不宜偏高,通常小于 0.5%,因錳含量過高會對陽極耐蝕性及力學(xué)性能產(chǎn)生不良影響 。此外,為進(jìn)一步提升陽極性能,部分高硅鑄鐵陽極還會添加少量鉻(Cr)、鉬(Mo)等合金元素。如高硅鉻鑄鐵(STSi15Cr4RE),鉻含量需控制在 4.0%-5.0%,在提升耐蝕性能的同時,確保陽極具備合適的強(qiáng)度與韌性,滿足陰極保護(hù)復(fù)雜工況需求。
二、性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn):保障保護(hù)效果
1. 耐腐蝕性標(biāo)準(zhǔn)
在中性、弱酸性及氧化性環(huán)境(pH 值 4-9)中,高硅鑄鐵陽極憑借表面致密的二氧化硅(SiO?)鈍化膜,展現(xiàn)出卓越的抗腐蝕能力。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,其在海水、鹽漬土等含氯離子強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中的年消耗率應(yīng)低至 0.5-1.5kg/A?年。例如,在 SY/T 0036-2000《管道外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中,對高硅鑄鐵陽極應(yīng)用于管道陰極保護(hù)時的耐蝕性提出明確要求,確保陽極在長期運(yùn)行中,穩(wěn)定輸出電流,持續(xù)為被保護(hù)金屬提供陰極極化電流,抵御腐蝕介質(zhì)侵蝕。
2. 輸出電流穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)
輸出電流穩(wěn)定性是衡量高硅鑄鐵陽極性能的關(guān)鍵指標(biāo)。由于 SiO?鈍化膜使陽極極化率低,即便在高鹽、高濕度等復(fù)雜環(huán)境下,其輸出電流波動也應(yīng)控制在極小范圍。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,在規(guī)定的工作電流密度范圍內(nèi),陽極輸出電流應(yīng)保持相對穩(wěn)定,波動系數(shù)通常不得超過 ±5%,從而確保被保護(hù)金屬始終處于穩(wěn)定的陰極極化狀態(tài),維持良好的保護(hù)效果,避免因電流波動導(dǎo)致保護(hù)不足或過保護(hù)問題。
3. 機(jī)械性能標(biāo)準(zhǔn)
盡管高硅鑄鐵陽極材質(zhì)硬脆,但仍需具備一定機(jī)械強(qiáng)度,以適應(yīng)安裝與使用過程中的外力作用。一般而言,高硅鑄鐵陽極的抗彎強(qiáng)度需達(dá)到 150-240MPa,可承受地下深埋時土壤的擠壓,以及水下安裝時水流的沖擊。在運(yùn)輸、安裝過程中,雖要避免劇烈碰撞,但合理的機(jī)械性能指標(biāo)保障了陽極在復(fù)雜工況下的結(jié)構(gòu)完整性,使其能持續(xù)穩(wěn)定工作。
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