犧牲陽極用作接地極
對于大型結構物,為了防靜電、防雷擊通常都使用銅做接地極。而犧牲陽極不僅可以用作陰極保護,還可以起到接地極的作用,并已在許多工程結構物上代替了銅制接地極。
以帶有鋼護套的埋地電纜為例。為了電力電纜的安全和防止發(fā)生故障時產生的過高的接觸電壓,電力電纜的鋼護套應有可靠地接地系統(tǒng),過去一般采用銅接地極。鋼護套與銅在土壤中相連接時,會產生鐵-銅電偶電池。其中鐵的電位比銅負的多,將成為電池的陽極而遭受加速的電偶腐蝕,從而可能使鋼護套在土壤或水中腐蝕,因此鋼護套往往也施加了陰極保護。這時,鋼護套上安裝的銅制接地極將會使鋼護套上的陰極保護電流排入土壤而導致大量流失。這種情況下,若用鋅接地極代替銅接地極,就可以避免兩種不利狀況。鋅接地極的電位比鋼護套更負的多,不僅不會產生鋼的電偶腐蝕,而且還給鋼護套提供陰極保護電流,也不會向土壤排放陰極保護電流,而且還是良好的低電阻接地體。
從電廠、變電站輸出的高壓、超高壓輸電線路、變壓器、輸電鐵塔、開關控制場所以及鋼制儲罐等大型、重要結構處都有接地設施,這些接地極均可以使用鎂鋅接地極。鋅接地極既可用于防靜電、防雷擊,又可以起到陰極保護防腐工程。
犧牲陽極用作參比電極
鋅和鋅合金電極是一種固定的參比電極,可直接放置在被保護物附近的環(huán)境介質中,已檢測結構物的陰極保護電位。在這種情況下,金屬鋅剛開始浸在不含其自身離子的電解質中;鋅在與環(huán)境介質接觸的初始階段迅速溶解,在電極表面附近的一層溶液中逐漸產生了一定濃度的Zn2+,于是金屬鋅就與這種濃度的Zn
建立起平衡。由此建立起穩(wěn)定電位的行為是和金屬電極的平衡電位(可逆電位)一樣的。
作為參比電極的鋅,必須是高純金屬(純度應達到99.995%Zn以上),Fe含量性不大于0.0014%。為了改善電極的電化學性能,在鋅中加入了1.4%-1.7%Al、0.10%-0.16%Si,制成Zn-Al-Si合金,這種合金點為穩(wěn)定,極化小。在NaCl溶液中,Zn-Al-Si電極的電位在-0.773~-0.803V(SHE)之間。
鋅和鋅合金電極具有足夠負的電極電位和高的交換電流密度,使用高內阻電壓表測量時他們的極化率小,適宜用作參比電極使用。廣泛用于海水、半咸水以及土壤中作參比電極檢測陰極保護電位。
犧牲陽極用作接地電池
對于埋地鋼質管道,在交流干擾影響范圍內及雷電多發(fā)地區(qū),為了防止強電沖擊引起絕緣系統(tǒng)和管道破壞,需要在絕緣裝置或電力接地體與管道之間裝設由犧牲陽極組成的接地電池。它是由兩支或四支犧牲陽極組成,中間用絕緣墊隔開,成雙的捆綁在一起,裝在填滿導電性填包料的布袋內,接地電池可由鎂陽極或鋅陽極構成。被隔開的犧牲陽極各引出一根導線連接到絕緣裝置兩側。一旦遭遇強電攻擊,強大的電流將通過低電阻的填料從接地電池的一側傳至另一側,而不損壞絕緣裝置和被保護結構物。
犧牲陽極用作接地排流和安全防范
輸油、輸氣的埋地管道往往與高電壓電路平行敷設,此時管道上常會由于電磁感應而產生可能危及管道和人身安全的次生電壓,這是一種交流干擾。為了減輕和消除這種干擾危險,一般可采用接地排流技術。當采用犧牲陽極對交流干擾進行接地排流時,可產生排流和陰極保護雙重功能。