带状镁阳极 镁带的使用过程和生产流程

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河南汇龙合金材料有限公司技术部 刘珍2023-2-110 供 业 主 订 货A 供 审 查版 次 说 明 编 制 校 对 审 核 审 定 日 期

带 状 镁 阳 极 由 纯 镁 或 镁 锰 合 金 冷 轧 压 制 而 成 ， 开 路 电 位 (参 比 电极 Cu/CuSO4)为 -1.7V， 单 位 长 度 质 量 为 0.37kg/m， 宜 在 电 阻 率 ≥ 100Ω · m的 环 境 中 使 用 。 镁 带 在 电 阻 率 为 50Ω · m 的 土 壤 中 输 出 电 流 为10mA/m， 在 电 阻 率 为 150Ω · m 的 淡 水 中 输 出 电 流 为 3mA/m。 同 等 质量 带 状 镁 阳 极 比 锭 状 镁 阳 极 表 面 积 大 很 多 ， 如 11kg 镁 锭 表 面 积 为0.27m2， 而 11 kg镁 带 长 度 为 30m， 表 面 积 为 1.9m2是 前 者 的 7倍 。阳 极 输 出 电 流 与 表 面 积 成 正 比 ， 与 电 阻 率 成 反 比 。 阳 极 质 量 决 定 阳 极寿 命 。 设 计 上 应 考 虑 当 地 土 壤 电 阻 率 ， 在 穿 越 段 或 套 管 内 管 道 上 缠 绕镁 带 要 考 虑 它 的 使 用 寿 命 应 该 与 管 道 寿 命 相 当 。 如 果 设 计 寿 命 为 20

年 ， 而 当 地 土 壤 电 阻 率 较 低 ， 就 不 宜 采 用 镁 带 ， 而 应 采 用 锭 状 镁 阳 极 。常 规 设 计 穿 越 段 或 套 管 内 管 道 通 常 采 用 镁 带 缠 绕 安 装 方 法 。 绍 兴 天 然气 利 用 工 程 中 采 用 的 带 状 镁 阳 极 断 面 尺 寸 为 (19± 0.5)mm× (9.5±0.5)mm， 每 根 钢 管 缠 绕 2 条 带 状 镁 阳 极 ， 缠 绕 方 式 为 对 称 分 布 于 管 道两 侧 ， 每 隔 1～ 2m设 一 处 捆 绑 带 ， 其 材 料 为 尼 龙 带 。 电 缆 与 镁 阳 极 采用 灌 锡 焊 。 绝 缘 层 采 用 复 合 绝 缘 结 构 ， 从 内 向 外 为 环 氧 树 脂 、 电 工 胶布 、 塑 料 胶 布 、 热 缩 套 、 防 腐 胶 布 ， 各 层 胶 布 缠 绕 时 搭 接 。 电 缆 与 管道 采 用 双 点 铝 热 焊 连 接 ， 电 缆 蛇 行 并 留 有 余 量 ， 两 焊 点 间 距 ＞ 10cm，涂 层 破 口 尺 寸 为 3cm× 3cm， 补 口 尺 寸 大 于 5cm× 5cm。 但 在 实 际 施 工

中 这 种 镁 带 缠 绕 安 装 方 法 操 作 起 来 有 困 难 ， 尤 其 是 穿 越 段 管 道 回 拖时 ， 缠 绕 的 镁 带 会 增 加 回 拖 阻 力 ， 且 镁 带 容 易 脱 落 和 断 裂 。 因 此 ， 对于 穿 越 段 管 道 ， 建 议 不 采 用 镁 带 ， 而 是 在 出 、 入 土 点 两 处 增 设 锭 状 镁阳 极 ， 并 设 置 测 试 桩 ， 定 时 检 测 阳 极 消 耗 量 。 对 套 管 内 管 道 ， 建 议 镁

带 的 安 装 方 法 不 采 用 缠 绕 ， 而 是 在 不 减 少 镁 带 量 的 前 提 下 和 管 道 平 行安 装 ， 这 样 便 于 管 道 进 入 套 管 内 而 不 损 伤 镁 带 。镁 的 应 用 领 域无 论 是 在 国 内 还 是 在 国 外 ， 镁 的 应 用 主 要 集 中 在 铝 合 金 生 产 、压 铸 生 产 、 炼 钢 脱 硫 三 大 领 域 ， 还 用 在 稀 土 合 金 、 金 属 还 原 及 其 他 领域 。 由 于 镁 的 密 度 小 ， 比 强 度 高 ， 并 能 与 铝 、 铜 、 锌 等 金 属 构 成高 强 度 合 金 ， 因 此 ， 镁 是 重 要 的 合 金 元 素 。 世 界 上 镁 的 最 大 消 费 领 域是 作 铝 合 金 添 加 元 素 。 2002 年 世 界 主 要 地 区 原 镁 消 费 中 ， 共 用 了

14.56万 吨 镁 生 产 铝 合 金 ， 占 原 镁 消 费 总 量 的 40%； 我 国 2003 年 共 用2.1 万 吨 镁 作 为 铝 合 金 添 加 元 素 ， 占 消 费 总 量 的 41%。 一 般 来 说 ， 镁与 原 铝 的 消 费 比 率 约 为 0.4%。2002 年 世 界 主 要 地 区 原 镁 消 费 中 ， 压 铸 占 35%。 在 镁 压 铸 生产 行 业 中 ， 北 美 、 拉 美 、 西 欧 用 量 最 多 ， 因 为 汽 车 制 造 业 促 进 了 市 场对 镁 需 求 量 的 增 长 。 有 关 统 计 数 字 表 明 ， 在 过 去 10 年 里 ， 镁 合 金 压铸 件 在 汽 车 上 的 使 用 量 上 升 了 15%左 右 ， 而 且 这 种 发 展 趋 势 还 会 继续 。 欧 美 、 俄 罗 斯 等 地 区 和 国 家 的 不 少 钢 厂 都 采 用 镁 脱 硫 。 2002

年 世 界 主 要 地 区 原 镁 消 费 中 ， 5.73 万 吨 用 于 炼 钢 脱 硫 ， 占 总 量 的15.70%。 我 国 2003 年 钢 铁 脱 硫 用 镁 8000 吨 ， 占 总 消 费 量 的 15.62%。使 用 镁 粒 的 脱 硫 效 果 比 碳 化 钙 好 ， 虽 然 镁 的 价 格 比 碳 化 钙 高 ， 但 其 用量 仅 为 碳 化 钙 的 1/6— 1/7， 镁 脱 硫 总 费 用 较 碳 化 钙 经 济 。 一 般 来 说 ，

吨 钢 消 耗 镁 粒 0.4— 0.5公 斤 ， 脱 硫 后 含 硫 量 0.001— 0.005%。使 用 镁 牺 牲 阳 极 进 行 阴 极 保 护 ， 是 一 种 有 效 的 防 止 金 属 腐 蚀的 方 法 ， 镁 牺 牲 阳 极 具 有 以 下 特 点 ： 防 腐 性 能 好 、 不 需 外 加 直 流 电 源 、安 装 后 自 动 运 行 、 不 需 维 护 、 占 地 面 积 少 、 工 程 费 用 低 、 与 外 界 环 境不 发 生 任 何 干 扰 。 镁 牺 牲 阳 极 广 泛 用 于 石 油 管 道 、 天 燃 气 、 煤 气 管 道和 储 罐 ； 港 口 、 船 舶 、 海 底 管 线 、 钻 井 平 台 ； 机 场 、 停 车 场 、 桥 梁 、发 电 厂 、 市 政 建 设 、 水 处 理 厂 、 石 化 工 厂 、 冶 炼 厂 、 加 油 站 的 腐 蚀 防护 以 及 热 水 器 、 换 热 器 、 蒸 发 器 、 锅 炉 等 设 备 。

在 人 体 细 胞 内 ， 镁 是 第 二 重 要 的 阳 离 子 ， 它 能 激 活 体 内 多 种酶 抑 制 神 经 异 常 兴 奋 性 ， 维 持 核 酸 结 构 的 稳 定 性 ， 参 与 体 内 蛋 白 质 的合 成 、 肌 肉 收 缩 及 体 温 调 节 。 近 代 研 究 证 实 ， 动 脉 硬 化 、 心 脑 血 管 病 、高 血 压 、 糖 尿 病 、 白 内 障 、 妇 女 痛 经 、 骨 质 疏 松 、 抑 郁 症 均 与 缺 镁 有关 。 镁 在 医 药 领 域 的 应 用 越 来 越 受 重 视 。镁 合 金 的 应 用 领 域镁 合 金 作 为 目 前 密 度 最 小 的 金 属 结 构 材 料 之 一 ,广 泛 应 用 于航 空 航 天 工 业 、 军 工 领 域 、 交 通 领 域 （ 包 括 汽 车 工 业 、 飞 机 工 业 、 摩

托 车 工 业 、 自 行 车 工 业 等 ） 、 3C领 域 等 。镁 合 金 的 特 点 可 满 足 于 航 空 航 天 等 高 科 技 领 域 对 轻 质 材 料 吸 噪 、 减震 、 防 辐 射 的 要 求 ， 可 大 大 改 善 飞 行 器 的 气 体 动 力 学 性 能 和 明 显 减 轻

结 构 重 量 。 从 20世 纪 40年 代 开 始 ， 镁 合 金 首 先 在 航 空 航 天 部 门 得 到了 优 先 应 用 。在 国 外 ， B-36重 型 轰 炸 机 每 架 用 4086kg镁 合 金 簿 板 ； 喷 气 式 歼 击 机“ 洛 克 希 德 F-80” 的 机 翼 用 镁 板 ， 使 结 构 零 件 的 数 量 从 47758 个 减少 到 16050 个 ； “ 德 热 来 奈 ” 飞 船 的 起 动 火 箭 “ 大 力 神 ” 曾 使 用 了600kg的 变 形 镁 合 金 ； “ 季 斯 卡 维 列 尔 ” 卫 星 中 使 用 了 675kg的 变 形镁 合 金 ； 直 径 约 1 米 的 “ 维 热 尔 ” 火 箭 壳 体 是 用 镁 合 金 挤 压 管 材 制 造的 。 我 国 的 歼 击 机 、 轰 炸 机 、 直 升 机 、 运 输 机 、 民 用 机 、 机 载 雷

达 、 地 空 导 弹 、 运 载 火 箭 、 人 造 卫 星 、 飞 船 上 均 选 用 了 镁 合 金 构 件 ：一 个 型 号 的 飞 机 最 多 选 用 了 300-400 项 镁 合 金 构 件 ； 一 个 零 件 的 重 量最 重 近 300kg； 一 个 构 件 的 最 大 尺 寸 达 2m多 。在 军 工 方 面 需 要 镁 合 金 板 材 以 提 高 结 构 件 强 度 ,减 轻 装 备 重 量 ,提 高 武 器 命 中 率 。 目 前 国 内 需 要 的 板 带 材 不 得 不 从 国 外 进 口 。