評判の高いマグネシウム犠牲陽極メーカーおよびサプライヤー - Wstitanium
Wstitaniumは、信頼できるマグネシウム犠牲陽極サプライヤーであるだけでなく、金属腐食保護分野において包括的なソリューションと技術サポートを提供できる信頼できるパートナーでもあります。石油・ガス、オフショアエンジニアリング、建設、発電など、あらゆる産業において、Wstitaniumが製造するマグネシウム犠牲陽極は重要な役割を果たし、金属構造物の保護と耐用年数の延長に貢献しています。
Mg-Al-Zn-Mn合金陽極
アルミニウムは強度を向上させ、亜鉛はマグネシウムの腐食速度を低下させて陽極電流効率（> 50%）を向上させ、マンガンは不純物の悪影響を相殺します。
マグネシウム犠牲陽極の動作原理
金属が電解質環境にある場合、異なる金属間の電位差により腐食ガルバニ電池が形成されます。このガルバニ電池では、電位の低い金属が陽極となり、酸化反応を起こして継続的に電子を失って電解液に溶解します。一方、電位の高い金属は陰極となり、還元反応が起こります。この電気化学的プロセスにより、陽極金属は徐々に腐食され、陰極金属は保護されます。
マグネシウムの標準電極電位は-2.37V（標準水素電極基準）であり、一般的な金属の中では非常に低い値です。マグネシウム犠牲陽極を被保護金属（鋼など）に接続し、電解質環境と共存させると、マグネシウム陽極は腐食セル全体の陽極として優先的に酸化反応を起こし、被保護金属に継続的に電子を供給し、被保護金属表面の電子密度を高め、被保護金属の腐食プロセスを抑制します。電極反応式は以下のとおりです。
- 陽極反応（マグネシウム犠牲陽極）: Mg - 2e⁻→Mg²⁺
- 陰極反応（保護された金属表面、例えば中性水中の鋼鉄）：O₂ + 2H₂O + 4e⁻→4OH⁻
このようにして、マグネシウム犠牲陽極自体は徐々に消費されますが、それに接続された金属構造を効果的に保護します。
マグネシウム犠牲陽極の利点
マグネシウム犠牲陽極は、電気化学的性能、物理的特性、適用シナリオ、そして費用対効果において、多くの重要な利点を示しています。高い駆動電位、高い理論容量、そして迅速な反応開始特性により、様々な複雑な腐食環境下において金属構造物を効率的に保護することができます。
- 低い開放電位
マグネシウム犠牲陽極の開路電位は、飽和硫酸銅を基準として-1.75V～-1.55Vです。マグネシウム陽極から保護対象金属への電子の流れをスムーズにし、保護電流を維持するのに十分な駆動電圧を提供します。
- 安定した労働力
実際の作業プロセスでは、マグネシウム犠牲陽極の作業電位は変化しますが、通常は -1.5V (CSE) 前後で安定しており、さまざまな環境条件下でも保護対象金属を継続的に保護できます。
- 良好な機械的特性
純マグネシウムは機械的強度が低いため、アルミニウム、亜鉛、マンガンなどの合金元素を添加することで機械的特性が向上します。マグネシウム合金犠牲陽極は硬度と靭性に優れているため、設置時に破損や損傷が発生することがあります。
- 高い理論容量
マグネシウムの理論容量は2200Ah/kgと非常に高く、他の金属犠牲陽極（例えば亜鉛の理論容量は約820Ah/kg）と比較して、より高い容量特性を有し、同等の品質でより長寿命の保護を提供します。
合金配合の最適化
Wstitaniumは、数々の実験研究と実用検証を経て、独自の比率を持つ合金配合を開発しました。従来の配合と比較して、Wstitaniumの製品は高い電気化学性能を維持しながら、機械的特性と不純物干渉に対する耐性を大幅に向上させています。例えば、高抵抗土壌環境において、Wstitaniumのマグネシウム犠牲陽極は、独自の合金配合により、類似製品よりも34.7%高い保護電流密度で安定した電位出力を維持できます。
Wstitaniumのマグネシウム犠牲陽極合金配合において、アルミニウムは重要な合金元素の一つです。アルミニウムの添加により、マグネシウム合金の強度と硬度が大幅に向上するとともに、結晶構造が最適化され、マグネシウムの腐食速度が低下します。
亜鉛の役割は、マグネシウム犠牲陽極の電気化学活性を高めることです。亜鉛はマグネシウムの電極電位を低下させ、マグネシウムと保護金属間の電位差を増加させることで駆動電圧を高め、保護効果を高めます。
- マンガン（Mn）
マンガンは、不純物元素（鉄、ニッケルなど）の悪影響を打ち消すために使用されます。これらの不純物と安定した化合物を形成し、粒界における不純物の偏析を低減することで、陽極の電流効率と寿命を向上させます。
マグネシウム陽極 vs. アルミニウム陽極 vs. 亜鉛陽極
マグネシウム陽極、アルミニウム陽極、亜鉛陽極はそれぞれ、犠牲陽極保護の分野において重要な役割を果たしています。動作原理、材料特性、性能パラメータ、適用分野、コストには大きな違いがあります。マグネシウム陽極は、高い駆動電位と低密度といった利点から、高抵抗環境や重量に敏感な特殊な状況において不可欠な材料となっています。アルミニウム陽極は、高い理論容量と優れた海洋適応性から、海洋工学における主要な保護材料となっています。亜鉛陽極は、低コスト、安定した性能、高い電流効率から、地下パイプラインや貯蔵タンクなどの従来の保護分野で広く使用されています。
| 比較項目 | マグネシウムアノード | アルミニウムアノード | 亜鉛陽極 |
| 標準電極電位（V、標準水素電極に対する相対値） | -2.37 | -1.66 | -0.76 |
| 開回路電位（V、飽和硫酸銅参照電極に対する相対値） | -1.75から-1.55 | -1.10～-1.05（アクティブ状態） | -1.1 |
| 理論容量（Ah/kg） | 2200 | 2980 | 820 |
| 現在の効率 | 50%～70%（環境の影響を大きく受ける） | 80% – 90%（活性化要素を追加する必要がある） | 90の％ - 95％ |
| 密度（g /cm³） | 1.74 | 2.7 | 7.14 |
| 機械的性質 | 純マグネシウムでは強度が低いが、合金化後は硬度と靭性が良好である | 優れた延性と可塑性、合金化後の強度と硬度の向上 | 優れた鋳造性、適度な機械的強度、低い表面硬度 |
| 化学活性 | 活性であり、空気中で酸化マグネシウム膜を形成しやすく、初期の溶解性能に影響を与える。 | 酸化アルミニウム膜を容易に形成し、活性元素を添加して活性を向上させる | 空気中で塩基性炭酸亜鉛膜を形成し、安定した化学活性を示す |
| 動作温度範囲 | 約-20℃～60℃ | 約-20℃～80℃ | 約-40℃～100℃ |
| 主な応用分野 | 高抵抗土壌内の石油・ガスパイプライン、極地船舶、地下建物内の鉄筋、歴史的建造物の保護など。 | 海洋工学（船舶、海洋プラットフォーム、海底ケーブル等）、電力産業における海洋設備、化学装置（海水淡水化プラント等） | 地下パイプラインシステム（水道、ガス、石油パイプライン）、貯蔵タンク、街灯柱などの小型金属構造物、軽量化が求められる産業機器 |
| 原材料コスト | ハイ | M | ロー |
| 製造コスト | ハイ | ロー | ロー |
| 総合コスト | ハイ | M | ロー |
カスタムマグネシウム犠牲陽極製造サービス
マグネシウム犠牲陽極の性能、サイズ、形状などに対する要件は、用途によって多岐にわたります。マグネシウム犠牲陽極の標準仕様では、複雑で変化の激しい用途に対応できない場合、カスタマイズされたマグネシウム犠牲陽極が問題解決の鍵となります。
Wstitanium の専門技術チームは、保護する金属構造の種類、その環境、予想される耐用年数など、お客様のプロジェクトを深く理解しており、個別のアドバイスと陰極保護システムの設計ソリューションを提供します。
原料
Wstitaniumは、国際品質管理規格ISO 9001:2015を厳格に遵守しています。原材料調達から製品出荷まで、生産プロセス全体にわたって詳細な品質管理プロセスと標準作業手順（SOP）を策定しています。すべての原材料は厳格な検査を受けています。検査項目には、化学組成分析、純度試験、物性試験などが含まれます。分光計、X線回折計などの高度な試験装置も使用しています。検査に合格した原材料のみが製造工程に投入され、製品の品質を源から保証しています。
融解
Wstitaniumは、先進的な中周波誘導溶解炉を用いてマグネシウムインゴットを均一に加熱します。電磁攪拌技術を用いることで、合金元素がマグネシウム溶湯中に完全かつ均一に混合されることを保証します。同時に、マグネシウムが高温下で空気中の酸素や窒素などと反応するのを防ぐため、溶解工程は不活性ガス（アルゴンなど）の保護下で行われ、合金の純度と品質を効果的に保証します。
溶融温度の正確な制御は、合金の品質を確保する鍵となります。Wチタンは、溶融温度を750℃～860℃に厳密に制御しています。この温度範囲内であれば、合金元素は完全に溶解し、均一に拡散して安定した合金相を形成します。温度が高すぎると合金元素が焼失し、合金特性に影響を与える可能性があります。一方、温度が低すぎると合金元素の溶解が不完全になり、組成が不均一になります。
Wstitaniumは、様々な形状・サイズのマグネシウム犠牲陽極製品に、様々な先進的な鋳造方法を採用しています。比較的単純な形状の大型陽極には、砂型鋳造法を採用しています。砂型鋳造法は、低コストと高いプロセス柔軟性という利点があり、大規模生産のニーズを満たすことができます。一方、電子製品に使用される陽極など、高精度が求められる小型陽極には、圧力鋳造法を採用しています。圧力鋳造法は、複雑な形状や薄肉の陽極製品の製造に適しており、製品の寸法精度と内部品質を確保できます。
鋳造工程では、注湯温度、注湯速度、冷却速度などの鋳造パラメータが厳密に管理されています。鋳造方法や製品要件に応じて、対応するパラメータ標準が策定されています。例えば、加圧鋳造では、注湯温度は680℃～740℃、注湯速度は5m/s～8m/sに制御され、冷却速度は鋳型の冷却システムを通じて精密に調整され、鋳物の品質と性能を確保しています。
マグネシウム犠牲陽極の応用
マグネシウム犠牲陽極は、陰極防食の重要な構成要素として、独自の利点と幅広い用途を有しています。マグネシウム犠牲陽極は、自身の腐食と溶解を通じて被保護金属に電子を供給し、腐食から保護します。石油、天然ガス、海洋工学、都市建設など、多くの分野で重要な役割を果たしています。
石油パイプライン
石油・ガスパイプラインでは、土壌環境やパイプライン材質の違いに応じて、例えば土壌抵抗率の高い砂漠地帯では高電位マグネシウム合金犠牲陽極を使用し、設置間隔を適切に狭くすることでパイプラインの十分な保護を確保します。一方、土壌抵抗率の低い平野地帯では、低電位マグネシウム合金犠牲陽極を使用することで設置間隔を広げ、コストを削減します。チタン酸マグネシウム犠牲陽極は、パイプラインの腐食を効果的に防止し、石油・ガスの安全な輸送を確保します。
貯蔵タンク
Wstitaniumのマグネシウム犠牲陽極は、貯蔵タンクの底板と内壁を保護します。貯蔵タンクの底板には、底板に均一に保護電流を供給するために、帯状陽極が周囲に設置されています。貯蔵タンクの内壁には、吊り下げ式または壁掛け式の陽極が保護に使用されます。これにより、腐食による貯蔵タンクの漏洩などの事故を効果的に防止し、貯蔵タンクの安全な運転を確保します。
艦艇
船舶は長期間海水中を航行するため、海水による強い腐食を受けます。Wstitaniumのマグネシウム犠牲陽極は、船体、舵、プロペラなどの船舶部品に設置され、船舶に効果的な陰極防食を提供します。当社の陽極製品は優れた耐海水腐食性と安定性を備えており、海水温、塩分濃度、流速など、様々な条件下でも正常に作動します。また、マグネシウムは密度が低いため、船舶の重量増加が少なく、軽量設計の要件を満たしています。
オフショアプラットフォーム
海洋石油掘削プラットフォームや海上橋梁などの海洋工学構造物も、厳しい腐食環境に直面しています。Wstitaniumのマグネシウム犠牲陽極は、プラットフォームの鋼構造、杭脚、橋脚などの保護に使用されます。保護計画の設計においては、海水温、塩分濃度、流速、海洋生物付着などの要因が陽極の性能に及ぼす影響など、海洋環境の特殊性を十分に考慮します。陽極の配置と選択を最適化することで、海洋プラットフォームの耐用年数全体にわたって確実な保護が確保されます。
地下の建物
地下建築物（地下室、地下鉄トンネルなど）の鉄筋コンクリート構造は、土壌中の水分や塩分などの腐食性媒体の影響を受けやすく、鋼材の腐食を引き起こし、建物の構造安全性に影響を与えます。Wstitaniumのマグネシウム犠牲陽極は、地下建築物の鉄筋の陰極防食に使用できます。陽極をコンクリートに予め埋め込んだり、建物周辺の土壌に設置したりすることで、鉄筋に保護電流が供給され、鉄筋の錆を防ぎます。地下建築物の耐用年数を効果的に延ばし、メンテナンスコストと補強コストを削減します。
ブリッジ
橋梁基礎は通常、地下または水位変動域に埋設されており、水や土壌による長期的な腐食の影響を受けます。Wstitaniumのマグネシウム犠牲陽極は、橋梁基礎の陰極防食に使用でき、橋梁基礎の鉄筋や鋼構造部材を保護します。橋梁の種類、規模、環境に応じて、カスタマイズされた防食プランを策定します。
変電所接地システム
変電所接地システムの金属導体は長期間地中に埋設されているため、土壌腐食の影響を受けやすく、接地抵抗と性能が増大します。Wstitaniumのマグネシウム犠牲陽極は、変電所接地システムの陰極防食に使用できます。接地導体に接続することで、接地導体に保護電流が供給され、腐食を防止します。これにより、接地システムは良好な性能を維持し、長期運用におけるリスクを軽減します。
マグネシウム犠牲陽極は重要な陰極防食材料であり、その独特な動作原理と優れた性能特性により、多くの分野における金属腐食防止においてかけがえのない役割を果たしています。設計ポイント、設置方法、保守・監視に至るまで、それぞれの要素は密接に関連しており、陰極防食システムの有効性と安定性に直接影響を与えます。
