船体防腐支架式铝合金牺牲阳极的工作原理
一、电化学牺牲保护的核心机制
电偶腐蚀原理的逆向应用：铝合金阳极（电极电位约-1.05~-1.15VSCE，如Al-Zn-In系合金）与船体钢材（电极电位约-0.03VSCE）在海水中形成电偶对。由于阳极电位更负，成为腐蚀电池的阳极，优先发生氧化反应：阳极反应：Al-3e?→Al3?（释放电子）阴极反应：O?+2H?O+4e?→4OH?（船体钢材表面被保护，抑制腐蚀）。
电子迁移与电流输出：海水中的氯离子（Cl?）等电解质加速电子传导，铝合金阳极持续溶解并向船体输送保护电流。通过控制阳极与船体的电位差（需达到≥0.85V的保护电位），使船体金属表面形成阴极极化层，阻止氧化反应发生。
二、支架式结构的功能性设计
机械固定与电气连接的双重作用支架材料：采用绝缘耐腐蚀的FRP（玻璃钢）或钛合金支架，通过螺栓固定于船体水线以下区域（如船底、艉部），确保：
电气上：阳极与船体金属直接导通（支架与船体接触点需导电）；机械上：抵抗海浪冲击、船舶振动，避免阳极脱落（如采用“L型”或“U型”支架包裹阳极）。
布局优化与保护均匀性：阵列式安装：根据船体线型分段布置阳极（如每10~15米一组），支架高度通常距船体表面10~15cm，避免阳极电流被船体结构屏蔽（如船底龙骨两侧对称安装）。
可更换设计：支架预留螺栓孔，阳极消耗至原重量的30%~50%时可直接拆卸更换，无需船体坞修（如模块化支架系统）。
三、海水环境的适应性机制
抗氯离子腐蚀与生物附着
海水中高浓度Cl?（约19g/L）本会加速金属腐蚀，但铝合金阳极通过以下机制维持性能：In、Zn等元素抑制Cl?引起的阳极钝化，确保持续放电；
支架表面可涂覆防污漆（如含氧化亚铜涂层），减少藤壶、海藻等生物附着对电流输出的阻碍。
动态环境下的保护稳定性
船舶航行时的水流冲刷会加速阳极溶解，但铝合金阳极的均匀溶解特性（而非锌阳极的局部瘤状溶解）可保证电流输出稳定性。例如：在航速10节时，Al-Zn-In合金阳极的电流波动≤5%，而锌阳极波动可达15%。