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前段時間，某小區(qū)一戶居民因為熱水器內(nèi)膽的老化與腐蝕，導致在使用熱水器時膽內(nèi)熱水大量泄漏，索性當時并沒有老人小孩在熱水器附近，因此無人員受傷。據(jù)調(diào)查，這是因為使用了老式的熱水器，加上長時間沒有清理內(nèi)膽，導致內(nèi)膽受到嚴重腐蝕，因而導致內(nèi)膽穿孔。現(xiàn)如今，市面上的熱水器多為容積式電熱水器，而容積式電熱水器則是熱水器中最普通最常用的一種，內(nèi)膽的鋼質(zhì)材料又分為鋼質(zhì)塘瓷涂層、鋼質(zhì)鍍鋅、不銹鋼等多種。國內(nèi)眾多熱水器的生產(chǎn)廠商采用的基本上是上述三種類型的內(nèi)膽，鋼質(zhì)內(nèi)膽由于長期處于70度左右的熱水環(huán)境中，內(nèi)壁會受到嚴重腐蝕，而腐蝕的產(chǎn)物又會對水質(zhì)有一定的影響，導致內(nèi)膽穿通報廢。國外熱水器專業(yè)廠商通常采用犧牲陽極陰極保護法進行解決內(nèi)膽針孔腐蝕穿通的問題，這一方法已經(jīng)相當成熟，而且商品化。但是國內(nèi)的一些熱水器生產(chǎn)廠商對此種陽極棒合金材料的制作及應(yīng)用了解很少，因此用陰極保護有效控制內(nèi)膽壁腐蝕的技術(shù)研究迫切需要普及。
陰極保護技術(shù)用于電熱水器內(nèi)膽腐蝕防護，通常會采用犧牲陽極法。犧牲陽極法是指將被保護金屬與電位更負的活潑金屬相接，由于兩者的電極電位不同，所以會構(gòu)成原電池，從而產(chǎn)生陰極保護作用的陰極電流，這種比被保護金屬電位更負的活潑金屬即為犧牲陽極。
目前被人們廣泛采用的犧牲陽極材料主要有：鋅、鋅合金、鋁合金、鎂及鎂合金等。這幾種陽極中，鎂及鎂合金陽極的電位最低，對鐵的驅(qū)動電位大，特別適合在電阻率高的淡水中使用。另外鎂元素也是人體所必需的，對人體無毒副作用。不足的是自腐蝕作用大，效率低，消耗快。盡管有些許的不足，但相對于其它的犧牲陽極合金而言，鎂合金作為熱水器陽極還是首選材料。在熱水器中，鋅作為犧牲陽極通常是以鋅或電鍍鋅的形式，但鋅陽極的鈍化性能隨著溫度升高，鋅電極電位正移，鋅-鐵電偶發(fā)生電位極性逆轉(zhuǎn)，變成陰極反而會加速鋼鐵的腐蝕。其次是鋅合金陽極在高溫水中會發(fā)生晶間腐蝕，導致晶粒直接脫落而無法產(chǎn)生保護電流，結(jié)果使其電流效率降低。鋁基合金犧牲陽極一般應(yīng)用于海水介質(zhì)中，很少在淡水中應(yīng)用，尤其是熱水器中。
現(xiàn)在防止熱水器內(nèi)膽腐蝕的最佳保護方法是采用犧牲陽極和內(nèi)壁涂層配合使用。一方面涂層有微孔和透搪缺陷，犧牲陽極保護完全可以彌補單一涂層保護的不足之處，另一方面陰極保護對裸露金屬表面需要的保護電流很大，因此陽極消耗相當快，通常需要足夠的電流密度才能給裸露碳鋼表面提供保護，但是這在實際產(chǎn)品中是不可取的。如果有表面涂層時，保護電流密度也會大幅度下降。在設(shè)計過程中，這些參數(shù)最好是按實際情況采用專用的零電阻電流計進行實驗來測量。這是因為保護電流密度和內(nèi)膽的材料涂層成份、厚度、陽極的安裝位置、水介質(zhì)的溫度等因素息息相關(guān)。
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