镁合金牺牲阳极（支架阳极）工作原理.pdf

2025

镁合金牺牲阳极

支架阳极工作原理

河南星辰科技实业有限公司

技术部：张萍萍

支架式镁合金牺牲阳极是一种基于电化学腐蚀原理设计的防腐设备，通过镁

合金阳极与支架的结合，为金属结构提供高效、稳定的阴极保护。以下从电化学

原理、结构设计、技术优势及应用场景四个维度展开说明：

一、电化学保护原理

原电池效应

在电解质环境（如土壤、海水）中，镁的电极电位（-1.7V至-1.8VCSE）比被保

护金属（如钢铁，-0.44V）更负，形成原电池。镁阳极作为阳极优先发生氧化反

应（Mg→Mg²⁺+2e⁻），释放电子；被保护金属作为阴极，表面电子富集，电位

降低至腐蚀电位以下，从而抑制腐蚀。

保护电流路径

电子通过导线从镁阳极流向被保护金属，形成保护电流。电流大小与镁阳极的溶

解速率、电解质电阻及阴阳极间距相关。支架设计优化了阳极位置，确保电流均

匀分布。

二、结构设计

支架功能

固定与支撑：支架将镁阳极固定在被保护金属表面或附近，确保其与电解质

充分接触。

电流分布优化：通过调整支架形状和阳极位置，促进保护电流均匀覆盖被保

护金属。

材料选择

镁阳极材料：高纯度镁合金（如镁-锰合金、镁-铝合金），杂质含量低，电

化学性能稳定。

支架材料：钢铁（需防腐处理）、不锈钢或塑料（PVC/PP），根据环境腐蚀

性选择。

形状与尺寸

阳极体：棒状、块状等，尺寸根据保护需求定制。

支架结构：可焊接或螺栓连接，适配复杂金属表面（如船舶壳体、管道）。

三、技术优势

高效防腐性能

高驱动电压：镁阳极与被保护金属间电位差大，确保保护电流在复杂环境（如

高电阻率土壤）中有效传输。

大理论电容量：单位质量镁提供电量高（2200Ah/kg），延长阳极寿命。

环境适应性

适用介质广：土壤、淡水、海水及高电阻率环境（100Ω·m）。

复杂结构保护：通过支架设计适配不规则金属表面，如船舶、海洋平台。

便于安装维护

模块化设计：阳极与支架独立更换，降低维护成本。

灵活布置：支架可调整角度和位置，优化保护效果。

四、应用场景

海洋工程

船舶与海洋平台：保护船体、桨叶、水下设备等免受海水腐蚀。

港口设施：码头钢桩、栈桥等金属结构的长期防腐。

石油化工

埋地管道：油气输送管道的阴极保护，防止土壤腐蚀。

储罐与设备：化工反应釜、储油罐的防腐，延长使用寿命。

建筑领域

沿海建筑：基础钢筋的防腐保护，抵御海水和盐雾侵蚀。

桥梁与隧道：钢结构的关键部位保护，减少维修频率。

五、与其他阳极对比

特性支架式镁镯式镁阳带状镁阳极

阳极极

结构适高（复杂表中（圆柱形低（线性结

配性面）结构）构）

电流分均匀（支架均匀（环绕局部集中

布优化）结构）

安装灵高（模块化中（需套入低（需缠绕或

活性设计）管道）焊接）

环境适广（多介广（多介窄（高电阻率

应性质）质）