1、UDC 669.弱7173 : 621. 35.035.2 + 543.06 U 中华人民共和国国家标准GB 4950 -4951-85 辞一铝一锅合金牺牲阳极及化学分析方法Sacrificial anode of Zn - A1- Cd alloy and chemical anaIysis 1985-02-04发布1985-10-01实施国东标准局批准中华人民共和国国家标准镑一铝一铺合金牺牲阳极S acrificial anod e of Zn - AI - Cd alloy UDC 669.弱，71 73 : 62 1. 35 .035.2 GB 4950-85 本标准适用于海水、淡海水
2、介质中的船舶、机械设备冷凝器、海水泵等工海洋工程和海港设施钻井平台、钢质码头、水鼓等)以及海泥、土壤介质中的滑道、管道、电缆等设施阴极保护用的样-铝-锢合金牺牲阳极以下简称牺牲阳摄)，使用温度低于50.C，介质电阻率小于1500Q cm。1 名词术语1. 1 阴极保护(cathodicprotection):通以直流电流，使被保护金属成为电化学电池中的阴极，从而降低金属表面腐蚀速度的技术。1. 2 牺牲阳极(sacrificialanode):在电解质中，用一种电极电位比较负的金属或合金与电极电位比较正的金属结构连接在一起，依靠前者不断腐蚀所产生的电流荣保护该金属结构，称这种不断被腐蚀的金属为
3、牺牲阳极。1.王宫理论电容量(theoretical current capaci t y):根据库仑定律计算消耗单位质量的牺牲阳极所产生的电量。单位:A. hfkg。1. 4 实际电容量(practicalcunent capacity):实际测得消耗单位质量的牺牲阳极所产生的电量。单位:A.hfkg。1. 5 电流效率(currentefficiency):实际电容量和理论电容量的百分比。1. 6 参比电极(referenceelectrode):可用来测量其他电极电位且自身电极电位稳定的电极。1. 7 开路电位(openpotential Or solution potential):在
4、电解质由，牺牲阳极的自然腐蚀电位心单位:V。1. 8 工作电位(closedcircuit potential or working potential):在电解质中，牺牲阳极与阴极短路连接时，牺牲阳极的电极电位。单位:V 0 2 型号规格与主要尺寸2.1 牺牲阳极的型号规格见表1、表2、和表30 表1船用牺牲阳极型号、规格规格，rnm 型号同定方式质量，k g . 长(L)x宽(B)x1苟(fI)ZAC- C1 t . 400xl00x 55 15.4 焊按ZAC- C2 400 x 100 x 55 15.0 ZAC- C3 j 300 x 150x 50 螺钉固定13.6 一一国家标准局
5、1985- 02 -0.发布1985-10-01实施GB 4950- 85 续表1规格，mm 型口玉固定方式质量，k g 长(L)x宽(B)x高(H)飞JZAC - C4 500X 100 x 40 12.8 ZAC一C5V 400 x 100 x 35 9.0 ZAC- C6 300x 100 x 35 焊接6.5 ZAC - C7 i 250 x 100 x 35 5.4 Z AC- Cs V 180x 70x 35 2.8 ZAC- C !t. 180 x 80 x 12 螺钉固定1.1 表2机械设备用牺牲阳极型号、.规格规格，mm 型r 仨长(L)x宽(B)x高(H)固定方式质量，kg
6、 直径(D)x高(H)ZAC-h 300 x 150 x_ 30 9.0 ZAC- 12 200x 100 x 30 螺钉固定4.0 ZAC- 13 100x 100 x 30 2.0 ZAC- 14 80x 30 x 12 焊接0.2 ZAC- J5 175 x 30 5.2 ZAC一J640 x 175 螺纹固定1. 4 ZAC - J7 30 x 95 0.4 表3海洋工程、海港设施用牺牲阳极型号、规格规格，mm 型号形状质量，kg ct底(a)+下底(b)Jx长)x高(H)ZAC- Hl (115+135J x 1000 x 130 122 ZAC - H2 (115 + 135) x
7、 750 x130 梯形截面长条状91. 5 ZAC-H3 ( 115+ 135J X500x130 61 GB 4950-85 2.2 牺牲阳极结构、主要尺寸见图1-10。俨10J r4-. I| 卜lUOLJtf=二斗卡片斗!i iji l王铁芯尺寸图1ZAC-C1型牺牲阳极r lO 唱飞。r 10 铁芯尺寸图2ZAC-C2型牺牲阳极3 GB 4950-85 斗民4均属J且在(肌广L土lE罔忏协Hei1H-t1铁芯尺寸尺寸，mm 型号规格L B . H Ll L2 Ls L4 ZAC-C3 300 150 50 90 120 40 250 ZAC- J 1 300 150 30 90 12
8、0 40 250 ZAC- J2 200 100 30 60 80 25 180 图3ZAC- C3. ZAC-ll、ZAC-12型牺牲阳极kl 一一一-_.一一一;v型号尺寸，mm A B C E I R2 ZAC- C4 500 540 100 40 360 114 ZAC- C5 400 440 100 35 300 66 ZAC一C6250 290 100 35 150 66 ZAC- C7 200 240 100 35 100 66 ZAC - C8 180 220 70 35 80 66 图ZAC- C 4 -ZAC-C8型牺牲阳极R 25 20 20 RJ 28 28 28 28
9、 28 GB 4950-85 R7 东干我一180 图5ZAC-C9型牺牲阳极斗半=飞户l.运铁芯尺寸o o 图6ZAC-J3型牺牲阳极 。商J5 6 GB 4950- 85 卢气。飞H !斗斗图7ZAC-J4型牺牲阳极图8ZAC -J5型牺牲阳极GB 4950-85 M ._J 2 )( 450 尺寸，mm 型号L M D ZAC - J7 90 30 20 16 ZAC一J6175 40 25 20 图9ZAC-16、ZAC-17型牺牲阳极结构图GB 4950-85 一-B一一一一一一尺寸，mm 型号A B C D E G ZAC- Hl 1000 1200 115 135 130 20-
10、22 100 ZAC- H2 750 950 115 135 130 20-22 100 ZAC-H3 5告。700 115 135 130 20-22 100 图10ZAC -H型牺牲阳极GB 4950-85 2.3 型号、规格说明ZAC-1吨代表牺牲阳极的用途C船用牺牲阳极J 机械设备用牺牲阳极H海洋工程海港设施用牺牲阳极代表第二添加元素锅1代表第一添加元素铝斗辑-铝-锅合金代表钵基合金3 原材料3.1 铸的纯度不得低于GB470-83 (钟链第1.1条中Zn-1的规定。3.2 铝的纯度不得低于GB1196一75(铝键中Al-00的规定。3.3 锅的纯度不得低于GB914-66 (搞分类及
11、技术条件到中Cd-2的规定。4 技术条件4. 1 化学成分牺牲阳极的化学成分应符合表4规定。表4镑一铝-锅合金牺牲阳极的化学成分最大杂质化学元素Al Cd Zn Fe Cu Pb Si 含量，%0.3-0.6 0.05- 0.12 0.005 0.005 1. 0.006 0.125 余量4.2 牺牲阳板的电化学性能牺牲阳极的电化学性能应符合表5规寇。表5牺牲阳极的电化学性能开路电位工作电位理论电容量实际电容量电流效率溶解状况项目V V A. h/ kg A h/ kg % 电化学性能- 1. 05 - - 1. 09 一1.00- L05 820 780 95 腐蚀产物容易脱落，表面溶解均匀
12、注:介质为人造海水，参比电极为饱和甘示电极。GB 4950-85 4.3 铁芯4.3.1 牺牲阳极的钢板铁芯按图1、2、3、4、6、7中铁芯的形状尺寸加工。钢的材质应符合GB912-82 (普通碳素结构钢和低合金结构钢薄铜板技术条件的规定。4.3.2 ZAC-H型牺牲阳极的铁芯用直径为20-22mm的螺纹钢加工，材质应符合GB1499一79(热轧钢筋的规定，铁芯形状尺寸见图10。4.3.3 铁芯表面应镀镑，钵层质量应达到CB* 744-83 (电镶和化学盖层质量检验的要求。4.4 表面质量4.4.1 Z AC -11、ZAC-J2两种规格的牺牲阳极用棒状毛坯加工，其余各规格、型号的牺牲阳极的工
13、作表面是铸造表面。4.4.2 牺牲阳性的工作表面应无氧化渣、无毛刺、飞边、无裂纹，缩孔深度小于牺牲阳极厚度的百分之十。4.4.3 牺牲阳极的工作面要保持干净，不得沾有油漆、油污。4.5 牺牲陌极基体与棋艺、之间的接触电阻牺牲阳极基体与铁芯之间的接触电阻小于0.001Q。4.6 牺牲阳极的金相组织牺牲阳极的金相组织见附录A(参考件。5 质量检验生产单位必须保证产品质量，负责产品质量检验。5. 1 批量用同一批号原材料、同一工艺生产线、同一班次所生产的牺牲阳极为一批。5.2 化学成分分析5.2.1 每批牺牲阳极中任取三块，在每块牺牲阳极上各取20g以上的碎屑作为分析试样。取样用的钻头和刀具应擦洗干
14、净，取样部位避开民芯。也可分别对不同护号炉前取样。5.2.2 按GB4951-85 (铮-铝-锯合金牺牲阳极化学分析方法进行分析。分析结果应符合本标准3.1条规定。若有一个试样不合格，应任取双倍牺牲阳极复验，若仍有不合格，则该批牺牲阳极不得出厂。5.2.3 化学分析取样后的牺牲阳极不影响使用，可作为产品一起交货。5.3 外观检验5.3.1 牺牲阳极表面质量应符合本标准4.4.2、4.4.3款规定。5.3.2 牺牲阳极外型尺寸和铁芯位置应符合本标准图1-10标出尺寸的规定。5.4 牺牲阳极基体与铁芯之间的接触电阻检验5.4.1 每五批牺牲陌极任取三块作为试样，测量牺牲阳极基体与铁芯之间的接触电阻
15、，结果应符合本标准4.5条规定。5.4.2 牺牲阳极基体与铁芯之间接触电阻的测量方法见附录B。5.5 电化学性能检验5.5.1 生产单位必茄定期定批检验牺牲阳极的电化学性能，检验结果应符合4.2条规定。5.5.2 使用单位要求提供牺牲阳极电化学性能肘，应于订货时提出。55.3 检验方法参见本标准附录C。6 标志、贮存、包装运输6.1 牺牲m极的工作表面应有型号、规格标记，牺牲阳极的!毒面应有生产厂代号和生产批号。6.2 牺牲阳极应贮存在室内库房，严禁沾染油漆、抽污和接触酸、碱、盐等化工产品。6.3 ZAC:_C、ZAC-J型牺牲B极应放罩在有铁箍加固的木箱内，箱上印有生产单位名称和牺10 .
16、GB 4950-85 牲阳极型号规格。每箱毛重一般不超过60kgo也可按订货时规定的方式包装运输。6.4 箱内应附有质量保证书，质量保证书的内容应包括该批牺牲阳极的批号、批量、化学分析结果、外观检验结果。6.5 运输过程中，严禁沾染油污、油漆和接触酸、碱、盐等化工产品。11 GB 4950-85 附录A辞一铝一镜合金牺牲阳极的断口及金相组织参考件A.l 钵-铝-铺合金牺牲阳战断口应为细小、均匀、发亮的等轴状晶，见图Al。图Al铮-铝-铺合金牺牲阳极断口A.2 铮-铝-铺合金牺牲阳极的金相组织基体为单相固溶体，晶界为断续状+自共晶体，晶界上和晶内有少量黑团点状含铁的金属间化合物，见图A2。A.3
17、 发现断口、金相组织有异常，应按5.5条规定做电化学性能检验。图A2铮一铝-铺合金牺牲阳极金相组织(x100) 12 G8 4950-85 附录B牺牲阳极基体-铁芯间接触电阻测定方法(参考件8.1 本标准规定牺牲阳极基体一铁芯间的接触电阻小于0.001Q。8.2 通5A恒电流，测定牺牲阳极基体一铁芯间的欧姆电压降。8.2.1 测量装置见下图。基体-铁芯间接触电阻测量装置图1一晶体管稳流器I2一精度为0.01级标准电阻I3一直流放大器I4一双刀双掷开关I5一阻抗为10MQ以上，精度不低于0.001V数字电压表8.2.2 试验步骤8.2.2.1 在牺牲阳极上表面及两侧面的左、中、右各三点拧上M4铜
18、棒，测点深度应大于10mm，但不得接触铁芯。8.2.2.2 双刀双掷开关打向标准电阻两端，直流放大器放大倍数取100，调稳流器，使数字电压表读数为0.5000V。8.2.2.3 把双刀双掷开关打向牺牲阳极基体一铁芯之间，逐点测两者间的电压降。8.2.3 数据处理取各测点和铁芯间电压降(V)的算术平均值，用下式求牺牲阳极基体一铁芯之间的接触电阻R(Q)。8.3 注意事项R一王一-100 x 5 测点要在牺牲阳极表面均匀分布，各测点电接触应良好。13 C.1 试样制备GB 4950-85 附录C牺牲阳极电化学性能测试方法(恒电流法)(参考件)C.1.1 试样尺寸为16x 48mm，表面光洁度不低于
19、飞770 C.1.2 平行试样数量3只。C .1.3 试样用丙嗣或无水乙醇除抽去污，低温干燥(120C)2 h，取出后放人干燥器，24h后称重。再次放人干燥器内24h后第二次称重，两次称重相差不大于0.4mg。取二次称重结果的平均值为试样重量。称重使用精度为万分之一克的分析天平。C.1.4 试样两端非工作面用50%石蜡、50%电缆抽组成的熔融被涂封，工作面积为14cm2。C.2 试验条件C.2.1 介质:人造海水，成分见表Cl。C.2.2 介质温度z室温。C.2.3 牺牲阳极电流密度:1 mA/cm2。C.2.4 试验时间:10 -30昼夜。表C1人造海水的化学组成化合物浓度，g/IC.3 试
20、验装置试验装置见下图。试验装置图I一辅助阴极I2一数字电压表I3一参比电极I4一铜电量计，5一电容I6一电源I7一电流表I8 电阻NaF 0.003 C .3.1 辅助阴极:普通碳素钢围成的圆环，双面L作，总面积为840cm2，阴、阳极面积比为60=1。C.3.2数字电压表:阻抗大-fl0MQ，精度不低T二0.001V。C.3.3 参比电极:饱和甘水电极或银-氯化银电极，使用前必须校验。l GB 4950-85 C.3.4 铜电量计z铜电量计的电极用电解纯铜(纯度99.9%以上)，阴极用丙嗣或无水酒精除袖，干燥称重，方法同B.1.3规定。阴阳两极之间的距离为1-1.5cm，阴极的起始电流密度取
21、2-20mA/cm2。锅电量计溶液配方见表C2，容器加盖密封。表C2铜电量计溶液配方化IEL 3 物GuS04 5H20 HZS04 GzHsOH (d= 1. 84) 50 50 浓度，g! 1 125 (27 .2ml) (63ml) C.3.5 容器:大于4000ml的烧杯。C.3.6 电源z化学电源或波纹系数小于百分之二的恒电流源。C.3.7 电流表:0.5级毫安表，量程。-50mA。C.3.8 电阻z可变电阻。C.4 试验步骤C.4.1 试样下水后4h测开路电位。C.4.2 通电，迅速调节回路中的电阻，使试样电流密度为1mA/cm2，初期要经常调电阻，使整个试验期间电流密度恒定。24
22、h后测牺牲阳极的工作电位，以后每天测一次工作电位。C:4.3 试验结束，断开回路，半小时后测牺牲阳极的开路电位。C.4.4 取出试样，观察试样表面溶解状况。C.4.5 用二甲苯等化学溶剂除去涂封物。C.4.6 在室温下，将试样浸在饱和乙酸胶溶液中，并轻轻地用毛刷清除腐蚀产物，直至腐蚀产物完全清除为止，用蒸锢水清洗干净。干燥称重，方法同C.1.3规定。C.4.7 将铜电量计的阴极取出，用蒸馆水清洗，干燥称重，方法同C.1.3规定。C.5 数据处理C .5.1 计算效率(%): 一冉一几-w一-WA-A x 100 式中:. W Cu一一铜电量计阴极增重zNcu一一铜离子的克当量z.Wzn一一三只
23、i式样的平均失重zNzn-一辑离子的克当量。C.5.2 作牺牲阳极电位-时间曲线。15 D.1 原材料GB 4950-85 附录D辞-铝-铺合金牺牲阳极铸造主要工艺要求参考件)见本标准3.1、3.2、3.3条规定。D.2 铸造工具D.2.1 加热炉可采用电阻炉、感应炉、油炉或焦碳炉。D.2.2 士甘捐应采用专用石墨地塌。D.2.3 模具用石墨模、在l、模、铸钢模。用铸钢模时，内表面应无锈，并喷刷氧化钟。D.2.4 其他工具用石墨搅拌棒、石墨漏勺、搪耐火泥的分包。D.3 工艺要求D.3.1 按表4成分配料。铝用工业天平称量，锅用感量为0.1g的天平称量。D.3.2 把大部分(90%)的钵链和铝加在石墨柑塌中加热，熔液温度不超过720C。D.3.3 铝熔化完后，停止加热，加入剩余的钟，降低熔被温度。D.3.4 加锚充分搅拌，除渣、分包、浇铸，浇铸温度不超过500C。附加说明:本标准由中国船舶工业总公司提出。本标准由中国船舶工业总公司洛阳船舶材料研究所归口。本标准由洛阳船舶材料研究所、交通部上海船舶运输科学研究所负责起草。本标准主要起草人朱云龙、陈仁兴、王明新、陈敬贤。日本标准实施之日起，原第六机械工业部部标准CB 890-78 (铮一铝-锅合金牺牲阳板第一章(技术条件)作废。16
