铝基牺牲阳极材料污损失效概述

刘锦昆，张天遂，王俊强，张斐，李广芳，刘宏芳

（1.中石化石油工程设计有限公司，山东 东营 257026；2.华中科技大学 a.能量转换与存储材料化学教育部重点实验室 b.材料化学与服役实效湖北省重点实验室 c.化学与化工学院，武汉 430074；3.中国特种设备检测研究院，北京 100029）

随着我国海洋强国战略的不断推进，当前已有众多已经建成和正在建设的海上平台、海底管道、港口码头、跨海大桥等大型海洋基础设施。牺牲阳极是这些海洋基础设施经常采用的阴极保护方法[1-3]。目前我国牺牲阳极具有庞大的市场需求，据统计，一座海上平台的牺牲阳极需求量将近300 t，跨海大桥所用阳极的质量多达数千吨[4]。此外，我国还是牺牲阳极出口大国，平均每年阳极出口量近万吨，获得产值巨大。当前发展成熟的牺牲阳极主要有纯镁及镁合金阳极、纯锌及锌合金阳极、铝合金阳极和铁合金阳极。相比于镁、锌和铁基阳极，铝基牺牲阳极由于其低密度、大电容量、长寿命、原料易得且制造工艺简单等优势，广泛应用于海洋环境下船舶和构筑物的阴极保护系统[5]。

然而，铝合金牺牲阳极在实际应用中时常会出现阴极保护失效的情况[6]。这种阴极保护失效是由于铝阳极电流效率大幅降低，从而不能有效保护碳钢基体的现象。对牺牲阳极系统而言，失效主要体现为两个方面：阳极严重的自腐蚀和阳极溶解抑制[7-9]。这两者都会降低铝阳极保护电流效率，其中自腐蚀还会显著缩短阳极的使用寿命[10]。……