电热水器内胆的阴极保护功能分析 (电热水器内胆的结构图)

内胆是电热水器的关键部件，内胆一旦漏水，热水器电就报废了。内胆漏水的原因是制造内胆的钢板受到腐蚀而形成微孔。为了保证内胆的使用寿命，生产厂家或者采用高价的不锈钢板制造内胆，或者用普通钢板进行搪瓷涂层处理。但即使这样，内胆的腐蚀仍是不可避免的。如不锈钢内胆其耐腐蚀性随着环境条件的变化而改变。不锈钢的耐腐蚀性是由于所含有的足够量的铬使钢钝化，生成一层薄而致密的附着力好的钝化膜。在热水的条件中(℃～℃)，不锈钢的钝化膜会被水中的氯离子*而活性化，产生应力腐蚀裂纹。钝化膜被*的部分变为阳极，周围变成阴极，阳极部分将产生孔蚀。尤其是当水中还含有氧化性强的溴离子和碘离子时，发生孔蚀和应力腐蚀裂纹的危险性还要大。此外，还存在加工、*应力的影响，较易导致焊缝部位漏水。而搪瓷内胆的搪瓷涂层看来致密光滑，但是其底部却存在着细微的气泡，并且这些气泡会相互连接。经过热轧的钢板表面常见的鱼鳞状氧化皮及微孔，这将影响涂层与钢板的紧密结合并可能成为藏污纳垢的地方。搪瓷内胆在烧结、搬运、装配等过程中不可避免受到碰撞而产生或大或小的裂纹，还因搪瓷涂层与钢的线膨胀系数不同，搪瓷层也会产生裂纹。这些裂纹在冷热交替的循环中将会增加和扩大。这时，无孔不入的水分子就进到钢板表面，使钢板受到腐蚀。现在国内外对热水器(包括太阳能热水器)内胆防腐蚀的方法是对内胆实行阴极保护(金属电化学)。因为各种金属都有一定的电极电位，如紫铜为-0．2，硬黄铜为-0．3，钢铁为-O．7，电镀锌为-1．1，铬不锈钢为-0．。当两种不同电位金属接触时，两者之间就要产生电流，电位低的金属上的电子将向电位高的金属上流动。电位低的金属因失去电子而被腐蚀，而电位高的金属因得到电子而不被腐蚀，即受到保护。根据这个理论，在电热水器内胆上，连接一件电位比内胆金属电位更低的金属，使两者有适当的电位差。两者连接起来后，附加的这件金属上的电子将流向内胆金属，因此，虽然附加的金属会受到腐蚀而溶解，但内胆金属得到保护而不被腐蚀。附加的金属称为牺牲阳极，牺牲阳极提供电子给内胆并使之阴极化，内胆成为阴极而受到保护。这种人为地制造一个牺牲阳极来保护所形成的阴极的方法叫阴极保护。用在热水器上就叫内胆的阴极保护。用作牺牲阳极的常用材料有镁、铝、锌等活泼金属及其合金。在热水器中广泛以镁作牺牲阳极，镁的密度小、电位为-1．4V～-1.6V，电位低而稳定，特别适合在高电阻率的淡水中使用，而且镁的腐蚀产物对人无害。镁作为牺牲阳极一般制成棒状——镁棒，直径有φmm、φmm、φmm等，有不同的长度，亦称镁阳极。由于家用电热水器的容积较小，一般只安装一根镁阳极，且与内胆金属绝缘安装，靠水中的离子来传导电流。为了使内胆接触水的部位都得到足够均匀的保护，镁阳极一般垂直安装在内胆底部中央部位，并且要和内胆内部的电热管、温控器等组件保持一定距离。镁阳极的电位和内胆金属的电位要匹配适当，通常加入Mn、Zn等金属制成镁台金。镁阳极由于不断被消耗，需要定期更换，一般约两年更换一次。另外，镁阳极受腐蚀时将产生很多的氢氧化*末附在加热管上，将影响加热管的效率及寿命，所以需要定期清除加热管上的水垢。对热水器内胆的阴极保护比较理想的是采用电子阳极，不过目前尚未见采用此技术的商品。