高硅铸铁几乎适用于各种环境介质,如海水、淡水、咸水、土壤等。当阳极电流通过时,在其表面会发生氧化,形成一层薄的SiO2多孔保护膜,极耐酸,可阻止基体材料的腐蚀,降低阳极的溶解速率.但该膜不耐碱和卤素离子的作用.当土壤或水中氯离子含量大于200×10-4 %时,须采用加4.0 %~4.5 % Cr的含铬高硅铸铁.高硅铸铁阳极在干燥和含有较高硫酸盐的环境中性能不佳,因为表面的保护膜不易形成或易受到损坏。
高硅铸铁阳极具有良好的导电性能,高硅铸铁阳极的允许电流密度为5~80 A/m2,消耗率小于0.5 kg/A.a。除用于焦碳地床中以外,高硅铸铁阳极有时也可直接埋在低电阻率土壤中。
高硅铸铁硬度很高,耐磨蚀和冲刷作用,但不易机械加工,只能铸造成型,另外脆性大,搬运和安装时易损坏.为提高阳极利用率,减少“尖端效应”,可采用中间连接的圆筒形阳极。
外加电流阴极保护系统中的深井高硅铸铁阳极,适用于金属设施或金属构筑物的防腐蚀保护,尤其适用于油田金属套管及管网的防腐蚀保护。
金属设备及构筑物受周围腐蚀介质的化学或电化学作用,导致金属设备及构筑物的腐蚀破坏,轻则形成液体或气体的跑、昌、滴、漏,影响正常生产运行,污染环境,重则发生爆炸失火,使人身安全难以保证,设备被毁。已有的一些阴极的或阳极的防腐保护装置,有的防腐效果较差,有的适用范围较小,尤其是对油田油气、水井套管及管网的防腐保护,目前还没有一种理想的阳极装置。一些工业发达国家对油田金属套管及管网的保护多采用深井阳极,但这种深井阳极的主件是用钛镀铂或锂一钛材料制成的,这种阳极材料,不仅短缺难买,而且价格昂贵,造价极高。而深井高硅铸铁阳极,这种阳极结构合理,施工简单,便于管理,具有足够的防腐效果。
深井高硅铸铁阳极的主件是高硅铸铁体,组成高硅铸铁体的各种元素成分及其按重量计算的百分比含量是,硅13.1-15.4%,锰0.62-0.80%,碳0.91-1.90%,铬3.95-4.90%,磷0.90-1.50%,硫0.07-0.10%,稀土0.003-0.2%,余量为铁。该阳极有一个主件的保护套,保护套内设置阳极主件高硅铸铁体,高硅铸铁体与导电电缆的接头连接(呈导电连接)。
为了便于在被保护的金属设施附近设置这种深井阳极,使施工和安装简单易行,保护套可采用圆柱形金属钢管,高硅铸铁体的形状可以是圆柱形,在实际使用中,每一套这种置于井内的深井式保护装置可配用一节以上,高硅铸铁阳极各阳极之间相互连接,联合组装,每一套保护装置可配有一个锥形钢管前导头,在现场安装施工时,该前导头置于深井的下端。
这种阳极的电缆接头,可密封在高硅铸铁体内。高硅铸铁体的上部有空洞,电缆线的暴露导电体的一端即电缆的接头,插在该空洞内,通过金属铅或锡往空洞内部的浇铸,电缆的接头与铸铁体相连接(呈导电连接),并且被固定。也就是说,空调的下部填充铅或锡。在锡或铅的上方填充有导电胶,导电胶上方填充有防水胶。
为了提高这种电缆接头密封连接的可靠和紧固程度,在高硅铸铁体的上端即空洞的上端设置石棉板,石棉板上加固玻璃钢板,电缆线可从石棉板和玻璃钢板上的孔引出。高硅铸铁体可采用部分的空心结构,如采用圆柱形管状结构,这样将会提高阳极的利用率。
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