牺牲阳极在船舶的应用
此文旨在让您对腐蚀有一个基本的了解，包括腐蚀的原因和影响，并帮助您确定应该使用哪种牺牲阳极材料保护船体免受腐蚀。在所有船东必须清楚了解的船舶维护知识中，腐蚀可能是最令人费解的。腐蚀会对船舶的维护保养和安全造成影响，某些类型的腐蚀甚至可以在几个月甚至几天内严重破坏船体。
腐蚀是什么?
腐蚀是金属部件暴露于水环境(如水)时的电化学过程，在水中和大气中都可能发生。发生腐蚀后，金属会变质，变质是指金属转变为氧化物的过程。例如，钢会降解(氧化)回到它的自然稳定状态，即生锈。
腐蚀原理
金属释放电子并变成带正电的离子，这些离子溶解在水或电解质(一种可以导电的液体)中。电子从腐蚀区域穿过金属流到附近的其它区域，并与其它物质结合在水中形成负离子。正离子流过水或电解质，并与反方向流动的负离子结合。
因此，电流在金属表面的不同区域产生，导致阳极区域的金属损失(腐蚀)。在阴极区域只有电子被放弃，所以在阴极区域没有金属丢失。事实上，阴极是受保护的。
电化学腐蚀
当两种不同的金属(例如铜和钢)接触时，电子会从带负电的金属(阳极)流向带正电的金属(阴极)。铜和钢之间产生的电压为0.3V，电流是由正电荷离子的流动产生的，正离子从阳极进入电解液，然后从电解液流到阴极。
电偶腐蚀图解
这种向水中释放小颗粒(离子)的速度比单独释放一种金属要快得多，而且仅限于钢的腐蚀。阴极材料(铜)受到保护。
牺牲阳极
如果你想保护金属材料免受电化学腐蚀，就必须使用活性更高的金属。最常见的金属是锌，但也使用镁和铝。这种活性金属成为阳极，被保护金属成为阴极。
牺牲阳极示意图
锌或铝牺牲自身来保护其它金属，因此被称为牺牲阳极。
为什么有些金属更容易腐蚀?
所有的金属都有氧化(腐蚀)的倾向，有些比其它金属更容易。相对比率可以绘制在电偶级数上:
影响腐蚀的因素有哪些?
在金属表面，有些因素在显微镜下会发生变化。
电解质的导电性：海水是良导体，淡水是绝缘体，所以在海水中腐蚀更严重。
氧含量：一般来说，腐蚀速率的增加与水中的氧含量成比例。金属中的裂缝和缝隙容易成为缺氧的区域，这些区域一般成为阳极而被腐蚀。
污染物含量：加快腐蚀。
电解质流速：会增加腐蚀速率。但不锈钢中的点蚀会因此减少。
温度：更高的温度会增加腐蚀速率，温度每升高10°C，腐蚀速率增加一倍。
应力：金属在拉应力(拉伸)和腐蚀的结合下会由于应力开裂而突然失效。
生物有机体的含量：有各种类型的微生物可以放大腐蚀，或通过降低保护而造成腐蚀。
牺牲阳极需求量
牺牲阳极的表面积决定了得到多少保护(安培)，重量决定了使用寿命。不同的阳极有不同的容量。
阴极阳极比
在电偶腐蚀中，阴极(保护)面积与阳极(腐蚀)表面的比例是至关重要的。阳极的面积越小，它发生的速度就越快。理想情况下，阳极面积应该比阴极面积大得多。这一比率可以通过在阴极表面涂漆来提高。
锌阳极
锌是最常用的材料。锌阳极在淡水中效果较差，一般用于海水中。有一点必须记住，如果阳极使用保持完整的外观，不代表质量很好，恰恰说明阳极质量很差，没有有效腐蚀!
铝阳极
用做牺牲阳极的铝合金与普通铝有很大的不同。它含有大约5%的锌和微量铟，可以防止氧化层的形成。铝阳极合金比锌可以提供更多的保护。铝阳极既可以在淡水中又可以在海水中工作，这是锌阳极和镁阳极所不及的。
镁阳极
镁是电活性最高的金属。它可以在淡水中使用，但必须小心使用。镁可能会过度保护铝船体，如果在盐水或微咸水，甚至污染的淡水中，会导致油漆被剥离，加速腐蚀。即使是几个小时的时间也会造成严重的损害。
哪些不能做？
不要在阳极上涂漆。
不要混合使用不同的阳极保护同种金属。
不要在铝制驱动装置上使用锌阳极。
不要在含盐或微咸水的驱动装置上使用镁阳极，因为它们会“过度保护”。
常见的船用材料
铝是船用的优良材料。铝是一种轻而结实的金属，易于加工。它具有优异的耐蚀性，因为它能够迅速形成一层氧化膜。如果不采取保护措施，它可能会变得粗糙不平或覆盖着一层粗糙的白色粉末，但这些通常是集中在表面，并没有害处。
然而，它在电偶序上非常活跃，这使得它在与较贵重的金属接触时容易发生电偶腐蚀。所以铝质船舶应该避免使用青铜、黄铜或蒙乃尔合金配件，应该使用绝缘材料以防止电偶腐蚀。推荐使用不锈钢(316)紧固件。在盐、微咸水或受污染的淡水中，镁阳极的电压过高会对铝造成过度保护。
黄铜
黄铜是铜和锌的合金。一般不建议外露使用。黄铜会发生脱锌现象，由于选择性腐蚀，黄铜中的锌会被腐蚀，留下海绵状的脆性成分。注意锰青铜是黄铜，不是真正的青铜，如果在水下使用需要电保护。
青铜
铜的青铜合金，含少量锌或不含锌。真正的青铜器坚固耐用，无论在大气中还是在水中都极耐腐蚀。青铜可能含有锡、铝、镍或磷，但最好和最广泛使用的是硅青铜，广泛用于配件和紧固件。
不锈钢
不锈钢是一种应用广泛的耐强腐蚀材料。不锈钢的抗腐蚀性归功于其铬成分，形成了一种抗附着的氧化膜。镍可改善焊接性能。18%的铬和9%的镍是最低等级的304不锈钢，更好的是316级，其中含有钼，提高了耐腐蚀性。
如果不锈钢缺乏氧气(例如，在海豹或藤壶下)，它会失去氧化膜而变得活跃，并很快就会被腐蚀。这种情况也可能发生在微观裂缝中，导致几乎看不见的腐蚀发生，从而导致材料突然失效。不锈钢适用于甲板配件，不建议在水下使用，除非有阴极保护。
玻璃钢/复合材料船体
对于玻璃纤维/复合材料船体，建议在水线以下使用硅酮青铜紧固件。警告:碳(石墨)纤维是导电的，可能导致结构中的金属部件之间的电偶腐蚀。