AC-2铝合金牺牲阳极的安装和维护是确保其长期有效保护金属结构的关键环节。以下从安装前的准备、安装方法、维护策略及常见问题处理等方面展开详细介绍：
一、安装前的准备工作
1. 环境评估：
1. 介质分析：检测海水、淡水、土壤或化工介质的pH值、电导率、氯离子浓度、含氧量等参数，确保AC-2铝合金阳极适用于该环境。例如，海水pH值宜在7.5-8.5之间，氯离子浓度≥3%时保护效果更佳。
2. 结构检查：确认被保护金属结构（如钢桩、储罐、管道）表面无严重腐蚀、涂层破损或电绝缘缺陷，避免保护电流分布不均。
2. 阳极选型：
1. 根据保护电流需求（通过电化学计算或经验公式确定）和介质特性，选择合适规格的AC-2铝合金阳极（如棒状、板状、镯式）。
2. 计算阳极数量：总保护电流需求（A）÷ 单支阳极输出电流（A/支），并预留10%-20%余量。
3. 材料准备：
1. 阳极检查：确认阳极表面无裂纹、气孔或夹杂物，电连接端子（如钢芯）无锈蚀。
2. 辅助材料：准备导电填料（如石墨粉、膨润土）、绝缘支架、钢缆、焊接材料（如铝硅焊条）等。
二、AC-2铝合金牺牲阳极的安装方法
根据应用场景不同，安装方式可分为以下三类：
1. 悬挂式安装
· 适用场景：海上平台钢桩、船舶压载舱、储罐内部等。
· 步骤：
1. 固定支架：在钢桩或储罐内壁焊接钢制支架，确保支架与被保护结构电绝缘（如使用绝缘垫片）。
2. 悬挂阳极：通过钢缆或螺栓将阳极悬挂在支架上，保持阳极与被保护结构间距≥150mm，避免短路。
3. 填料填充：在储罐底部安装时，将阳极包裹导电填料（如石墨粉与膨润土混合物），填充电位差区域，改善电流分布。
· 优势：安装灵活，便于后期更换；适用于动态环境（如船舶摇晃）。
2. 焊接式安装
· 适用场景：长期固定结构（如地下管道、化工反应釜）需稳定电气连接时。
· 步骤：
1. 表面处理：打磨被保护结构表面至露出金属光泽，去除油污和氧化层。
2. 定位焊接：将阳极钢芯与被保护结构点焊固定，确保接触面积≥阳极钢芯截面积的3倍。
3. 满焊加固：采用铝硅焊条进行全周长焊接，焊缝高度≥3mm，焊后进行渗透检测（PT）确认无缺陷。
· 注意：焊接后需清除焊渣，并涂覆防腐涂料（如环氧富锌漆）保护焊缝。
3. 埋地式安装
· 适用场景：地下储罐、管道外壁保护。
· 步骤：
1. 阳极包裹：用棉麻布包裹阳极，再填充导电填料（如石墨粉），形成导电层。
2. 挖沟埋设：在储罐或管道周围挖沟，将阳极垂直或水平埋设，阳极顶部距地面≥0.5m。
3. 回填压实：用细土回填并分层压实，避免填料沉降导致阳极倾斜。
· 关键点：埋地深度需根据冻土层厚度调整，北方地区宜埋设在冻土层以下。
三、AC-2铝合金牺牲阳极的维护策略
1. 定期电位检测：
· 频率：每3-6个月使用高阻抗电压表和参比电极（如Cu/CuSO₄）测量被保护结构的电位。
· 标准：海水环境中电位应达-0.85V至-1.10V（vs. Cu/CuSO₄），若电位偏正（如>-0.80V），说明保护不足，需增补阳极。
2. 阳极消耗监测：
· 方法：通过重量法（安装前后称重）或尺寸测量（如直径减少≥30%）评估剩余寿命。
· 更换标准：当阳极重量损失≥80%或剩余高度不足原尺寸的20%时，需立即更换。
3. 介质监控：
· pH值：维持海水pH在7.5-8.5，淡水pH在6.5-8.0，避免酸性环境加速阳极自腐蚀。
· 氯离子浓度：海水氯离子浓度应≥3%，淡水氯离子浓度<500ppm，否则需调整阳极规格或增设辅助阳极。
4. 电气连接检查：
· 悬挂式：检查钢缆是否松动，支架绝缘是否完好。
· 焊接式：每2年进行一次焊缝超声波检测（UT），确认无裂纹或腐蚀。
· 埋地式：开挖检查阳极周围填料是否板结，必要时补充导电填料。
四、常见问题及处理方法
1. 保护电位不足：
· 原因：阳极数量不足、介质电导率低、电气连接不良。
· 处理：增补阳极、优化阳极布局、重新焊接或紧固连接点。
2. 阳极过早失效：
· 原因：介质含硫化物或重金属离子（如Cu²⁺、Fe³⁺）导致阳极极化。
· 处理：更换为耐污染型AC-2铝合金（如添加Mn元素），或增设外加电流阴极保护系统。
3. 局部腐蚀加剧：
· 原因：阳极分布不均或被保护结构存在屏蔽效应（如涂层破损处电流集中）。
· 处理：调整阳极位置，对涂层破损处进行局部修补或增设辅助阳极。
五、典型维护案例：海上平台钢桩保护
· 场景：某渤海海上平台钢桩采用AC-2铝合金悬挂式阳极保护，运行5年后检测发现部分阳极消耗过快。
· 问题诊断：
· 海水流速过快导致阳极表面冲刷腐蚀加剧。
· 阳极支架绝缘垫片老化，部分电流通过支架短路。
· 处理措施：
· 更换为加厚型AC-2铝合金阳极（厚度增加20%）。
· 更换支架绝缘垫片为聚四氟乙烯材质，提高耐候性。
· 增设导流板，降低海水对阳极的直接冲刷。
· 效果：阳极寿命延长至10年以上，保护电位稳定在-0.95V至-1.05V。
总结
AC-2铝合金牺牲阳极的安装需根据场景选择合适方式，并严格把控焊接质量或悬挂间距；维护中需定期检测电位、监控介质参数，并及时处理连接故障或阳极消耗问题。通过科学安装与精细化维护，可确保AC-2铝合金阳极在15-20年内持续提供高效保护，显著降低金属结构腐蚀风险。
