海水管道内壁阴极保护——牺牲阳极法

作者曾介绍过海水管道内壁外加电流阴极保护法。本文主要是介绍牺牲阳极保护法。该法是借助于电位更负的金属(牺牲阳极)本身的消耗,放出电流来保护管道。如图1所示,牺牲阳极“1”在海水中溶解,放出电流,通过海水进入钢管,使管壁电位负移至保护电位,从而钢管得到保护。     

铝基牺牲阳极溶解性能电化学评定法的研究

本文提出了一个电化学方法来对铝基牺牲阳极在海水中的溶解性能进行定量描述。该法是将阳极试样在恒温的海水中用恒电位仪极化到一定电位,然后测其时间-电流曲线,用求积仪计算库仑密度。发现库仑密度与阳极表面溶解状态之间有很好的对应性,因而可以用来定量描述阳极的这一性能。     

钛/碳钢在海水中电偶腐蚀的研究

研究了国产纯钛和碳钢Q235在青岛近海海水中的电偶腐蚀情况。测定这两种金属材料的自然腐蚀电位和失重速率；用IM6e电化学工作站测定两种金属材料在海水中的稳态极化曲线，研究其极化性能；测定了碳钢与钛组成不同面积比、不同温度、不同海水流速时电偶电流的大小、方向，电偶电位，以及不同面积比时阳极的失重速率。结果表明，阳极的腐蚀速率随阴／阳极面积比、环境温度、海水流速的增大而增加，且阳极腐蚀速率随阴／阳极面积比的增大趋于极限值。     

电流梯度法检测海底管线外防腐层完整性

应用电流梯度检测技术在滨海条件下进行了牺牲阳极保护下的海底管线外防腐层破损检测,并根据海洋环境的腐蚀特性设计了海底管线防腐涂层现场检测的有效实施方案.结果表明,该技术的检测方案可行,可以通过电流梯度法进行海底管线牺牲阳极和涂层破损检测.     

钢浮筏牺牲阳极保护研究

本文研究了海水中钢浮筏的阴极保护。浮筏由船板钢制造,表面涂9道油漆。所用牺牲阳极为棒状悬挂式、远距离铝基牺牲阳极。试验得出该浮筏的平均保护电流密度为14mA/m~2。在本研究中,作者采用了一种测定定长导线电压降的方法测定阳极的电流输出。所测得的阳极电流输出值与由Dwight修正式计算的结果大体相当。     

铝合金在海水中使用的几个问题

本文从铝合金在海水中的腐蚀、材质选择和防护三方面入手,着重描述了它在海水中的局部腐蚀特性及其腐蚀性能随海水深度变化而变化的情况。指出在海水中应使用LD2锻铝合金,而不宜采用Ly12硬铝合金。最后着重强调了铝合金在海水中使用时与其它材料的绝缘和牺牲阳极保护问题。     

海洋工程用铝基牺牲阳极发展概况

阴极保护是一种重要的腐蚀防护方法,它分为外加电流保护和牺牲阳极保护。其中 ,用牺牲阳极保护金属构件是一种简单易行 ,投资较少的阴极保护方法。因此 ,在船舶、码头、海洋平台及其他海上大型钢结构的保护上 ,得到了广泛的应用［３］。阴极保护用的牺牲阳极材料有铝、镁、锌三大系列。张经磊１９８６年指出 ,与镁基、锌基牺牲阳极相比 ,铝阳极的最突出优点是单位重量的输出电量大 ,是锌阳极的３．６倍 ,镁阳极的１．３倍 ;铝资源充足 ,价格便宜 ,重量轻 ;工作电位足够负 ,发生电流量大 ,寿命长 ,在海水和含Ｃｌ-的环境中应用性能良好。而…     

合金元素对铝基牺牲阳极性能影响的研究

于1988年5月在实验室内，利用正交试验的配比方法研究不同含量的Zn，In，Bi，Ti对Al基牺牲阳极在海水中的性能的影响。通过对牺牲阳极的电流效率、工作电位及腐蚀产物附着情况等项性能的正交计算，得出结论：Zn含量为4．5％，In为0．03％，Bi为0．01％，以及Ti为0％时Al基牺牲阳极的各项性能都呈现为最佳值。     

铝合金牺牲阳极在水工钢闸门保护上的应用

南汇县芦潮港水闸位于上海市东南角,面临东海。在淡海水介质作用下闸门钢板遭受严重锈蚀。虽然采用了涂料保护,闸门的检修保养期也只有3～4年。本文试验了涂料与牺牲阳极联合保护。Al-Zn-In-Sn 阳极证明是一种较好的牺牲阳极材料,它的保护效果达到95%以上。闸门钢板保护电位平均等于-0.80伏(对 Ag/AgCl 参比电极),电位分布均匀。采用的保护电流密度等于15～20毫安/米~2。铝合金牺牲阳极保护有明显的经济效益,而且安装方便,不需要专人管理。因此,这种保护方法对沿海挡潮闸的保护有普遍意义。     

不同温度下铝牺牲阳极合金元素对工作电位影响的灰箱分析

目前，城市用水中约80%是工业用水，而工业用水中约80%是工业冷却水。为节约淡水，人们试图利用海水代替淡水做工业冷却水。但在海水冷却系统中，换热器的出口及其后续部分的钢铁设施由于海水温度较高(一般在50℃左右，有的还大于55℃)，腐蚀现象相当严重，解决该部位的腐蚀防护问题是直接利用海水代替淡水做工业冷却水中不可缺少的一个环节。牺牲阳极是防止海水中钢铁设备腐蚀的一种行之有效的方法，但常用的几种牺牲阳极在该温度下不能适用。因此，找出牺牲阳极性能在不同温度下的变化规律，对研制能在高温下使用的牺牲阳极有着重要的理论和实际意义。 工作电位是牺牲阳极一项重要的性能指标。牺牲阳极只有具备了足够负的工作电位，才能在实际应用中保持足够的驱动电压(朱相荣等，1999；火时中，1988)，达到长期使用的目的。有关文献报道了牺牲阳极添加元素对工作电位的影响(朱承德等，1997；Gurrappa1997；张信义等，1996)，但哪些元素对阳极工作电位的影响更大些，元素对工作电位的影响是否有一定的规律，却均无报道。本文作者根据以上文献选择元素，自制了28种铝基牺牲阳极，并按国标GB4948-85的方法进行实验，用灰箱分析的数学方法对得到的数据进行分析，所得结果对研制高温海水中如何应用牺牲阳极有一定的指导作用。     

Discussion on Cathodic Protection of HZ 21-1 Platform

The environmental conditions around the first offshore HZ 21- 1 steel wellhead platform in the South China Sea are characterized by deep water, frequent typhoons, rough waves, high water temperature, severely corrosive seawater, and thick fouling organism attachments. The design and effectiveness of galvanic anode protection system are presented, and several methods are described, which are the calculation method of the protective current density considering the variation of water depth, the method of determining protection parameters considering various factors, the arrangement of anodes based on potential distribution and current requirements at different water depths, and the method of anode installation. Finally the effect of the accuracy of selected cathodic protection parameters on the economic benefits of offshore projects is also discussed..     

海洋平台阴极保护监测系统的研制及应用

介绍了自行研制的海洋平台阴极保护监测系统，它由双电极电位测量探头，牺牲阳极输出电流测量探头，信号传输电缆系统和微机数据采集系统组成，并结合近10a其在南海北部近海石油开发区的应用和运行状况，对阴极保护监测系统的性能，作用及意义进行了系统论述，以期为进一步的工作奠定基础。     

模拟海底管道的阴极保护中数值计算边界条件的确定

根据相似论和因次分析,用钢丝来模拟实际海底管道.通过实验,研究了牺牲阳极及被保护钢丝的极化性能,从而得到了在阴极保护中进行数值计算的边界条件;对于从实验基础上建立的数学模型进行有限元计算,计算结果与实测结果吻合较好,证明确定的边界条件是合理的,可以将建立的数学模型用于实际海底管道的阴极保护设计.     

盐度变化对铝牺牲阳极保护效果的影响

为研究河流入海口处盐度周期变化时铝牺牲阳极对钢结构的保护效果,测试对比了盐度固定与盐度循环条件下Q235钢有无阳极保护时的腐蚀失重和电位变化、铝牺牲阳极的电流效率。结果表明盐度循环会造成Q235钢的严重腐蚀,盐度差越大腐蚀越严重,甚至可能超过天然海水的腐蚀程度;在盐度循环条件下铝牺牲阳极对Q235钢具有良好的保护效果,但与稳定的盐度相比,阳极的消耗量增加、电流效率降低;在稳定的低盐度条件（0.5%）下,虽然铝牺牲阳极的电流效率较高,被保护的Q235钢电位足够负,但是保护效果不理想。本文通过Q235钢腐蚀失重数据检验铝牺牲阳极的保护效果,得到了不同盐度循环条件下铝牺牲阳极的初步性能数据,为河流入海口处钢结构设施的阴极保护提供了依据。     

合金成分对Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极性能的影响

利用正交试验的配比方法炼制了不同Zn、In、Mg、Ti含量Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极9组,采用恒电流和极化曲线方法评价了牺牲阳极的电化学性能。结果表明:电流效率随着钛含量的增加呈上升趋势,随着铟含量的增加而呈下降趋势,随着锌、镁含量的增加先下降后升高。阳极为均匀溶解,未出现钝化现象,溶解过程表现出2种放电过程。最佳阳极配比(wt%)为:Zn 6.0,In 0.020,Mg 1.5,Ti 0.080,余量为Al。     

Experience on offshore cathodic protection retrofitting in the northern South China Sea

Platforms Ⅰ and Ⅱ are steel structures located in offshore areas southeast of the Zhujiang(Pearl) River Delta, the northern South China Sea, in about 110 m water depth. The jackets, with aluminum sacrificial anodes for cathodic protection (CP) of the immersed zone, were launched in March 1995. In May 1996 a CP survey showed that, after almost one year of service, a low polarization level had been achieved and some extended unprotected zones existed, mainly in the deepest part of the Platform Ⅱ. Further to this, a joint activity was decided in order to assess the need of a possible retrofitting of the CP systems. The results of the activity carried out are dealt with, including technical and economical comparisons amongst several retrofitting options, both with sacrificial anodes and with impressed current systems. The adopted solution is illustrated and data are reported on the level of protection presently achieved.     

Al基牺牲阳极的生物污损——“阳极苞”的解析

本文介绍了铝(Al)基牺牲阳极在青岛中港海鸥浮码头超期服役五年半的阴极保护情况。现场勘查结果发现少部分Al阳极是以"苞"状出现,暂命名为"阳极苞"。其外层为以苔藓虫(Bryozoa/Polyzoa)为主体的生物群落构成的具有一定强度的生物硬壳,内层为白色膏状物,暂命名为"阳极泥"。对生物硬壳进行了生物鉴定,利用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)测试其微观结构,红外光谱(infrared spectroscopy,IR)测定其化学组成,结果表明该生物硬壳由复杂的有机混合物组成,并且具有微米级多孔结构;对"阳极泥"进行了酸碱性测定、能谱分析(energy dispersive spectrometer, EDS)及X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)分析,结果表明"阳极泥"主要由铝的水合氧化物和污损生物的代谢产物及机体分解产物组成。在此基础上初步讨论了"阳极苞"的形成过程及其对阴极保护的影响。     

中国南海涠洲油田W114A平台服役15年的水下钢结构腐蚀防护调查

介绍了W114A平台在南海服役15年的水下钢结构的腐蚀与防护特检报告.检测表明,生物污损严重,最大附着厚度可达20 cm,阴极保护系统正常,保护效果良好.对检测方法和结果进行了分析发现,电位测量程序不妥,牺牲阳极物理尺寸的测量方法不准确,测厚点的基面清理不干净,不能准确地对平台的阴极防护效果进行评估,并对此提出了修改意...     

海运石脑油储罐水相区阴极保护电场的数值模拟

采用边界元方法对石脑油储罐罐底水相区的阴极保护系统设计方案进行了数值模拟.结果表明,传统设计方案中电场参数分布不均匀、过保护现象明显;通过适当减少牺牲阳极数量并调整其布设位置,可对其阴极保护设计进行优化,过保护现象明显减小,且电位和电流密度分布也更为均匀.