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　　挪威海德魯公司BOTTROP工廠布勤博士本文第一部分介紹了電化學(xué)腐蝕基本原理和陰極防腐；第二部分熱水器內(nèi)膽搪瓷和第三部分的鎂陽(yáng)極，在此討論最后一部分，綜述鎂陽(yáng)極在搪瓷熱水器內(nèi)膽內(nèi)的作用。

　　鎂陽(yáng)極對(duì)熱水器內(nèi)膽的陰極保護(hù)1簡(jiǎn)介我們將在此部分進(jìn)行討論鎂陽(yáng)極的尺寸！如長(zhǎng)度，直徑，重量，選擇的安裝方式，內(nèi)膽基本保護(hù)電流的傳遞，內(nèi)膽壁的極化和不銹鋼內(nèi)膽的保護(hù)。

　　搪瓷內(nèi)膽的陰極防腐也取決于水質(zhì)。例如，水帶有強(qiáng)電導(dǎo)率-電導(dǎo)率也就等同于電阻-保護(hù)電流傳遞越容易，鎂陽(yáng)極的質(zhì)量損失率就會(huì)越大。反之，電導(dǎo)率低，鎂陽(yáng)極的使用壽命可以長(zhǎng)達(dá)幾年，但是人們對(duì)陰極防腐的認(rèn)知遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，尤其是由于腐蝕而造成的內(nèi)膽問(wèn)題。在這里也會(huì)告訴大家鎂陽(yáng)極壽命的計(jì)算方法，并讓大家知道鎂陽(yáng)極的使用壽命是如何估算出來(lái)的。

　　最后我們討論搪瓷內(nèi)膽熱水器的鎂陽(yáng)極是如何利用電化學(xué)手段來(lái)檢測(cè)的。

　　2水化學(xué)的基本原理了名副其實(shí)的精確控溫，給用戶提供了使用過(guò)程節(jié)能的新功能、新途徑，而且它還是一臺(tái)具有深度冷凍功能及超級(jí)節(jié)能的電冰箱，滿足了人們對(duì)不同食物進(jìn)行不同溫度的儲(chǔ)藏需要，屬國(guó)際首創(chuàng)。以每臺(tái)冰箱每天節(jié)電0.6度計(jì)算，用戶每年可節(jié)電219度，該產(chǎn)品每年的銷售量以100萬(wàn)臺(tái)計(jì)，則全國(guó)每年可節(jié)電2.19億度，水化學(xué)是一個(gè)非常廣泛的領(lǐng)域，所以我們有必要只集中討的交流中得知我們需要對(duì)這方面的知識(shí)有更多的了解，而且更加意識(shí)到水質(zhì)對(duì)內(nèi)膽的陰極防護(hù)和鎂陽(yáng)極的使用壽命起著重要的作用。

　　表1陽(yáng)離子的2.1陰離子和陽(yáng)離子作為電量的載體最大許可值水分子H*0也是所謂的極性分子，因離子最大值（mg/l）鈣為正極和負(fù)極不是對(duì)稱地分布在中間，所鎂以水分子具有永久的偶極矩，這就是水通氯硫酸根過(guò)產(chǎn)生離子的非凡能力來(lái)溶解其他物質(zhì)。

　　硝酸根是在液體狀態(tài)下電量的載體。

　　僅作一些提示：表1中顯出了根據(jù)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的飲用水相當(dāng)可觀，同時(shí)減少了溫室氣體排放量，保護(hù)了環(huán)境。該技術(shù)的研究成功，促進(jìn)了冰箱節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，為冰箱的節(jié)能技術(shù)的研究探索出一條行之有效的方法。

　　4結(jié)束語(yǔ)節(jié)能、環(huán)保是冰箱產(chǎn)品開(kāi)發(fā)永遠(yuǎn)的主題，它利國(guó)、利民、利企業(yè)，既為節(jié)約資源、保護(hù)地球環(huán)境作出貢獻(xiàn)，同時(shí)也給廣大消費(fèi)者帶來(lái)了實(shí)惠，提高了人民物質(zhì)生活水平。無(wú)論是冰箱系統(tǒng)本身的節(jié)能設(shè)計(jì)還是給用戶提供使用過(guò)程節(jié)能的設(shè)計(jì)，都是冰箱節(jié)能設(shè)計(jì)的好方法，是符合GEF項(xiàng)目要求的。編輯徐航）按照陰極反應(yīng)生成：02+2H20+4e-=*H-形成石灰石層：犧牲鎂陽(yáng)極保護(hù)搪瓷內(nèi)膽的缺陷注：月極和陽(yáng)極之間的反應(yīng)，電位和在缺陷處形成的石灰石機(jī)體）表2氧氣的溶解能力中一些重度的升高，碳酸鹽分解呈碳酸，見(jiàn)公式（2）。

　　要的陽(yáng)離重碳酸鹽分解成碳酸鹽可以通過(guò)碳酸鹽在加熱管聚集來(lái)發(fā)子的最大現(xiàn)。如果搪瓷的缺陷處碳酸鹽沉積，并聚集在加熱管上，會(huì)阻礙增加會(huì)使加熱管熱量的傳遞減慢。

　　關(guān)于石灰石/碳酸平衡式真是很復(fù)雜。但是要記住一點(diǎn)，硬水“通常會(huì)導(dǎo)致石灰石層的產(chǎn)生，并形成防止腐蝕的額外的保護(hù)機(jī)制，另外保護(hù)機(jī)制會(huì)改變?cè)谌谓Y(jié)合層的電化學(xué)狀態(tài)：鋼/電解質(zhì)/溶解氧。

　　2.4水的硬度的程度水的硬度包含兩部分：①暫時(shí)的硬度/二氧化碳硬度，會(huì)產(chǎn)生鈣鎂碳酸鹽。

　　持久的硬度/無(wú)二氧化碳硬度，會(huì)產(chǎn)生鈣鎂硫酸鹽和氯化物。

　　水質(zhì)的分類是用縮放比例系統(tǒng)將其分成所謂的水的硬度的程度“也有一點(diǎn)區(qū)別，例如：德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、美國(guó)根據(jù)德國(guó)系統(tǒng)方案規(guī)定，硬度的1度等于10毫克CaO/升水，其他提及的系統(tǒng)也差不多。

　　根據(jù)這一系統(tǒng)方案，水的硬度值從之間表示很軟，*-/之間表示軟，/-，（之間表示硬，大于表示很硬。水的硬度值在0-/之間很少會(huì)產(chǎn)生保護(hù)層，然而水的硬度值在/-20之間就有可能產(chǎn)生保護(hù)層來(lái)自然地降低腐蝕的速度。

　　2.5水的電導(dǎo)率水的電導(dǎo)率是指溶解鹽的程度。總電導(dǎo)率是不同的陰陽(yáng)離子的部分電導(dǎo)率之和。

　　我們有必要參照如下等式：在20！時(shí)氯化鈉的電導(dǎo)率和水溫的關(guān)系可以從中看到212.自然水的總電導(dǎo)率是由如下三個(gè)鹽的組成成2.2水中氧的成分所有的水在熱水器內(nèi)膽中含有溶解氧，這在以前提及過(guò)。

　　氧是引起非合金鋼腐蝕的最重要原因。氧的溶解能力取決于溫度。在相同的狀態(tài)下，氧氣的溶解能力如表2摘自m）。

　　隨著溫度的升高，溶解氧氣的數(shù)量越來(lái)越少。但是要記住腐蝕率是一種復(fù)雜的表面反應(yīng)，受到活化能的阻礙。從數(shù)學(xué)上講，電化學(xué)反應(yīng)可以通過(guò)Butler-Volmer平衡式原理來(lái)解釋。其關(guān)系呈指數(shù)曲線，因?yàn)楦g率隨著溫度的增加而提高，而氧氣的成分卻隨著溫度的上升而降低，溫度的上升通常會(huì)加快表面腐蝕的速度。

　　2.3石灰石/碳酸平衡式實(shí)踐表明地表和地下的水沒(méi)有任何一種是不含有碳酸的，這就是二氧化碳在大氣中到處存在的結(jié)果一一通過(guò)水表面來(lái)吸收。

　　碳酸的溶解能力也對(duì)溫度極為敏感。20！時(shí)是16//mg/l，60！時(shí)是576mg/l，碳酸也可能經(jīng)過(guò)兩步進(jìn)行分解，產(chǎn)生HCO3-和CO32-，其反應(yīng)等同于碳酸鈣（CaC3）根據(jù)如下化學(xué)反應(yīng)得以少量溶解：但是如果二氧化碳自由溶解，會(huì)有更多的碳酸鈣會(huì)溶解：最后的這個(gè)公式代表了所謂的石灰石/碳酸平衡式。

　　下面我們將討論一些碳酸鈣平衡式的情況：當(dāng)鎂陽(yáng)極使用于搪瓷熱水器內(nèi)膽中用于陰極防腐的目的是在缺陷處和搪瓷表面下的缺陷處顯酸性，且出現(xiàn)石灰石顆粒等狀況。碳酸鈣（見(jiàn)）從原理上講這是有利的效果，因?yàn)樗鼤?huì)明顯地減慢腐蝕的速度，但是額外的保護(hù)程度取決于碳酸的數(shù)量和溫度的作用：隨著溫談，電導(dǎo)率在200-1000之間（20°C）表示此地區(qū)的水質(zhì)好，鎂陽(yáng)極對(duì)搪瓷熱水器內(nèi)膽能夠起到好的保護(hù)作用。低電導(dǎo)率會(huì)導(dǎo)致保護(hù)電流在內(nèi)膽得到足夠的傳播。另外，隨著電導(dǎo)率的增加，內(nèi)膽的保護(hù)電流會(huì)減弱，電導(dǎo)率的增加意味著電解質(zhì)阻力的降低，但是，隨著保護(hù)電流的增加我們必須注意到它加快了鎂陽(yáng)極的消耗，導(dǎo)致鎂陽(yáng)極的壽命變短。

　　關(guān)于飲用水體系的腐蝕和國(guó)內(nèi)安裝系統(tǒng)的最新?tīng)顟B(tài)在文集中732-339進(jìn)行了廣泛的探討（僅適用于德國(guó)）。

　　2.6水的PH值PH值是酸堿度的測(cè)量值。自然水的PH值是溶解成分的功能，并取決于其緩沖能力。PH值等于7表示中性水，總的范圍是0和14，對(duì)于飲用水的PH值范圍在6.5-9.5之間（德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）是許可范圍。酸性水質(zhì)PH值小于5，它會(huì)損壞鎂陽(yáng)極，結(jié)果會(huì)加快鎂陽(yáng)極的腐蝕速度，堿性水質(zhì)會(huì)產(chǎn)生正面影響，在鋼結(jié)構(gòu)表面形成保護(hù)層。

　　3鎂陽(yáng)極的設(shè)計(jì)根據(jù)德國(guó)G3/4，G1，G5/4螺栓的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，習(xí)慣性地在內(nèi)膽中配置22mm，26mm或33mm直徑的鎂陽(yáng)極，內(nèi)膽的容積范圍在100-200升，幾百升或更多。在非公制體系中也通常會(huì)配置直徑為21.3mm或25.4mm的鎂陽(yáng)極。當(dāng)然，對(duì)于容積小的內(nèi)膽通常會(huì)配置直徑為14mm，16mm或18mm的鎂陽(yáng)極。鑄造的鎂陽(yáng)極的長(zhǎng)度可以達(dá)到1.5米，擠壓的鎂陽(yáng)極長(zhǎng)度可長(zhǎng)達(dá)6米。

　　特別是鑄造鎂陽(yáng)極可以通過(guò)鑄造進(jìn)去的螺釘進(jìn)行靈活地安裝，既可直接安裝在內(nèi)膽上，也可以絕緣安裝，絕緣安裝可以從內(nèi)膽的外部連接的電流表來(lái)測(cè)試鎂陽(yáng)極的使用情況。

　　鎂陽(yáng)極可能有不同的幾何形狀（長(zhǎng)度和直徑的比率）和不同的表面積，這些數(shù)據(jù)都應(yīng)考慮，因?yàn)殒V陽(yáng)極的表面積/內(nèi)膽的表面積的比率對(duì)基本保護(hù)電流的比率對(duì)陰極防腐的結(jié)果產(chǎn)生影響，然而鎂陽(yáng)極的表面積決定了鎂陽(yáng)極的使用壽命和陰極保護(hù)的連續(xù)性。

　　3.1鎂陽(yáng)極的幾何形狀根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和60-70年代搪瓷技術(shù)發(fā)展的實(shí)踐方法，德國(guó)初始的標(biāo)準(zhǔn)/論文p4要求依據(jù)此比率：鎂陽(yáng)極表面積/內(nèi)膽表面積為2：100（2%）。換句話說(shuō)，每1平方米（10000cm）的搪瓷表面應(yīng)有200cm新的鎂陽(yáng)極。這個(gè)數(shù)值不鎂陽(yáng)極的使用壽命和鎂陽(yáng)極重量之間的關(guān)系注：根據(jù)海德魯?shù)脑囼?yàn)結(jié)果，假設(shè)鎂陽(yáng)極的使用壽命為50%的情況下1以年計(jì)算），在一定保護(hù)電流的作用下，鎂陽(yáng)極的使用壽命和鎂陽(yáng)極重量之間的關(guān)系）是嚴(yán)格的規(guī)定，就是告訴我們一個(gè)基本遵循的方向，但是必須弄清楚最佳值取決于搪瓷的質(zhì)量，根據(jù)我們對(duì)過(guò)去20年來(lái)的跟蹤發(fā)現(xiàn)這個(gè)比率比2%低一點(diǎn)也可以。

　　而且還有一點(diǎn)必須清楚，要想提高內(nèi)膽中鎂陽(yáng)極的壽命，這個(gè)數(shù)值變得越來(lái)越不重要，因?yàn)殒V陽(yáng)極的消耗是自腐蝕和用于產(chǎn)生保護(hù)的腐蝕的結(jié)果。

　　3.2鎂陽(yáng)極的表面積從過(guò)去的解釋中可以清楚的表明，鎂陽(yáng)極的總長(zhǎng)度將影響這個(gè)比率，即鎂陽(yáng)表面積/內(nèi)膽表面積的比率，鎂陽(yáng)極越長(zhǎng)，鎂陽(yáng)極表面積/內(nèi)膽表面積這個(gè)比率越大。鎂陽(yáng)極的長(zhǎng)度決定鎂陽(yáng)極的重量和使用壽命。

　　35從I960年要求270g鎂陽(yáng)極來(lái)保護(hù)lm2搪瓷表面積，而德國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)DIH4753第三部分規(guī)定200g/m2搪瓷表面積即可。

　　根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，鎂陽(yáng)極的最小重量相對(duì)于直徑22mm和33mm的鎂陽(yáng)極來(lái)說(shuō)，其自動(dòng)計(jì)算的比率為：鎂陽(yáng)極表面積/搪瓷內(nèi)膽的表面積的比率為1.5~2.0%. 3.3鎂陽(yáng)極的壽命關(guān)于搪瓷的質(zhì)量和基本保護(hù)電流的測(cè)試方法和特性等不同方面在論文的第二部分中論述過(guò)，鎂陽(yáng)極的質(zhì)量在論文的第三部分中論述過(guò)，鎂陽(yáng)極設(shè)計(jì)的提示在此部分中論述，現(xiàn)在把他們放在一起討論：①如果搪瓷的質(zhì)量好，滿足搪瓷缺陷的允許的要求范圍內(nèi)臭氧紅色風(fēng)暴特為經(jīng)銷商、掛定牌廠推出機(jī)械定時(shí)、數(shù)碼顯示定時(shí)、微電子定時(shí)果蔬解毒保鮮，自來(lái)水消毒凈水機(jī)，大功率5-500臭氧發(fā)生器，出廠價(jià)下浮25-50%新型硅膠氣泵，整機(jī)套件均有。衛(wèi)生部許可證：衛(wèi)消字％000）第0058號(hào)江蘇新沂市天馬電子器材總廠誠(chéng)征經(jīng)銷商地址：新沂迎賓大道老莊陸塘思源巷3號(hào)！如果鎂陽(yáng)極的質(zhì)量損失率根據(jù)第三部分中要求的30/m/d（在3%的氯化鈉溶液中測(cè)試得來(lái)得數(shù)據(jù)，且為鎂陽(yáng)極的質(zhì)量損失率得快速測(cè)量法）。

　　水質(zhì)在正常范圍內(nèi)（見(jiàn)本文2.5）。

　　如果鎂陽(yáng)極在搪瓷內(nèi)膽中絕緣安裝（也就是說(shuō)只考慮搪瓷表面）。

　　如果鎂陽(yáng)極的重量至少為200g/m2的搪瓷表面積。

　　根據(jù)以上的要求，我們可以使鎂陽(yáng)極的使用壽命達(dá)到至少2年，搪瓷缺陷的沉積，例如碳酸鈣的形成當(dāng)然會(huì)導(dǎo)致保護(hù)電流的降低和延長(zhǎng)鎂陽(yáng)極的使用壽命，我們建議內(nèi)膽使用2年后對(duì)鎂陽(yáng)極進(jìn)行檢查（根據(jù)德國(guó)DI/4753標(biāo)準(zhǔn)）。

　　鎂陽(yáng)極的壽命對(duì)水質(zhì)非常敏感，特別是電導(dǎo)率對(duì)陰極保護(hù)產(chǎn)生影響（見(jiàn)）。

　　清楚地表明陰極防腐系統(tǒng)的壽命可以通過(guò)安裝更大更重的鎂陽(yáng)極來(lái)實(shí)現(xiàn)，鹽分的增加會(huì)導(dǎo)致電解質(zhì)的低電阻并產(chǎn)生更大的電流，這當(dāng)然會(huì)減少犧牲陽(yáng)極的壽命，我們可以設(shè)定消耗值a為50%（在論文的第三部分中講到），a值低意味著鎂陽(yáng)極的陰極防腐的效率低，而且有很高的自腐蝕率，鎂陽(yáng)極的使用壽命隨之降低，因?yàn)檫@個(gè)，中表示出來(lái)這個(gè)趨勢(shì)，沒(méi)有任何方式可以取代這個(gè)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得出的結(jié)論。

　　如果在實(shí)地測(cè)試的a值和實(shí)際的鎂陽(yáng)極和內(nèi)膽的保護(hù)電流值，我們可以通過(guò)如下公式估算出鎂陽(yáng)極的壽命。

　　例如：設(shè)想一個(gè)全部為搪瓷的熱水器內(nèi)膽（象非絕緣的不銹鋼內(nèi)膽）容積為80升，表面積為1平方米，鎂陽(yáng)極的重量至少為200克，這可以通過(guò)安裝直徑為22mm長(zhǎng)度為300mm的鎂陽(yáng)極來(lái)實(shí)現(xiàn)，鎂陽(yáng)極可以絕緣安裝在法蘭盤孔上，并且通過(guò)電線連接在非合金鋼的內(nèi)膽上，這樣可以測(cè)量電流，將內(nèi)膽裝上水，內(nèi)膽的搪瓷質(zhì)量較差，基本保護(hù)電流為10mA.讓我們想象一下a的實(shí)際值為50）（0.5），實(shí)際上已經(jīng)是最大值，我們可以這樣估算鎂陽(yáng)極的壽命：1年=8760小時(shí)，鎂陽(yáng)極的大約使用壽命為2.5年。可水具有足夠的硬度會(huì)在搪瓷缺陷處的形成石灰石沉積層，從而導(dǎo)致保護(hù)電流的降低，并延緩鎂陽(yáng)極的使用壽命。

　　3.4氫的演變很明顯，鎂陽(yáng)極的使用壽命對(duì)a值很敏感-a值用于描述產(chǎn)生陰極防腐的電流的能量和用于自身腐蝕所失去的電流的能量的比率，這個(gè)比率不但表明了水質(zhì)，而且也決定于鎂陽(yáng)極的自身質(zhì)量，特別是鎳的含量過(guò)高會(huì)產(chǎn)生很高的自腐蝕率，依據(jù)：鎳的含量必須低于0.001%才能保證陽(yáng)極的質(zhì)量損失率低于30克/平方米/天，有的廠家生產(chǎn)的鎂陽(yáng)極的鎳的含量高達(dá)40ppm，腐蝕率在20以上，可以導(dǎo)致鎂陽(yáng)極的消耗率大于350克/平方米，3個(gè)月后發(fā)現(xiàn)鎂陽(yáng)極已經(jīng)消耗近3/4.這種情況下，氫氣演變成氣體是不容忽視的。根據(jù)法拉第定律我們可以做出如下計(jì)算：產(chǎn)生氫氣的量是在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的壓力和溫度下，電流的單位是安培，時(shí)間的單位是秒。

　　3.5鎂陽(yáng)極安裝位置的選擇當(dāng)確定鎂陽(yáng)極的尺寸和重量后，我們下一步的任務(wù)是將其安裝在內(nèi)膽的合適的位置上，從直覺(jué)上看，安裝在什麼位置上都差不多，因?yàn)殒V陽(yáng)極有許多的安裝方式，取決于安裝在法蘭盤上還是放在內(nèi)膽的頂部或底部，由于生產(chǎn)的原因，所以鎂陽(yáng)極自然地在大多數(shù)情況下直接安裝在內(nèi)膽上。

　　而且有人提出他覺(jué)得保護(hù)陽(yáng)極不應(yīng)安裝在內(nèi)部組件的后面，因?yàn)檫@樣做會(huì)阻礙保護(hù)電流的傳播。

　　讓我們?cè)倩貞浺幌码娀瘜W(xué)原理，這樣可以幫助我們對(duì)鎂陽(yáng)極的安裝做出第一選擇。我們把鎂陽(yáng)極想象成一個(gè)燈泡，記住燈泡一般都安裝在可以產(chǎn)生足夠照明的地方，使得每一個(gè)地方都有光亮，這樣我們可以下一個(gè)結(jié)論，鎂陽(yáng)極安裝在與內(nèi)膽的主體平行的地方并與內(nèi)部組件保持足夠的距離就可以，對(duì)于沒(méi)有搪瓷的內(nèi)膽和沒(méi)有絕緣的安裝，象加熱管的材質(zhì)是不銹鋼，可以產(chǎn)生屏蔽從而導(dǎo)致‘陰影“或至少?zèng)]有足夠的光亮覆蓋在內(nèi)膽里。

　　再提一下，‘燈泡“致使一種想象，也有它的缺點(diǎn)，但是他們有類同的電化學(xué)體系，象光亮計(jì)可以區(qū)別光亮，陰影和黑暗。我們也可以用特殊的電化學(xué)電解質(zhì)來(lái)區(qū)分足夠的極化等同于光亮），電流陰陽(yáng)和不足夠的極化，也就是說(shuō)陰極保護(hù)不夠等同于黑暗）。

　　這樣的測(cè)試需要有實(shí)驗(yàn)室設(shè)備包括數(shù)字示波鏡，這樣才能使得我們了解搪瓷內(nèi)膽受到陰極保護(hù)還是沒(méi)有受到陰極保護(hù)。

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