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海洋工程牺牲阳极“对抗”海洋腐蚀

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海洋工程牺牲阳极“对抗”海洋腐蚀

发布日期:2018-08-15 作者: 点击:

                    牺牲阳极的应用

该产品在保护海洋工程设备、降本增效等方面效果显著,全面推广后,每年可为海油工程节省千万元费用。

牺牲阳极阴极保护技术,是目前行业内应对海洋腐蚀的主流技术之一。通过将铝、锌等制成的牺牲阳极材料安装到海洋工程设备上达到防止腐蚀、保护设备的目的。
该产品保护效果好、使用寿命长,可大幅节约阳极材料,降本效果可达30%以上。
目前,高效T型牺牲阳极产品已进入全面推广应用阶段,将有望推广到中国海油所有导管架的安装上。同时,该产品也能被广泛应用在船舶、浮标、钢桩码头、石油平台的防腐蚀保护中,应用前景十分广阔。

    大型舰船排水量的增加,船体浸水面积大,所需的保护电流量也成倍增加。随之而来,如何使保护电位和电流分布均匀,也是外加电流阴极保护优化设计技术面临的难题。此外,在防腐方面,国内舰船偏重于保护寿命的设计,但对由防腐引起的舰船周围的电场情况没有考虑,造成潜在的不安全性。尤其是对舰船的外加电流阴极保护系统中保护电位指标值的选取和使用中如何正确控制,才能做到既能牺牲阳极阴极保护技术,是目前行业内应对海洋腐蚀的主流技术之一。通过将铝、锌等制成的牺牲阳极材料安装到海洋工程设备上达到防止腐蚀、保护设备的目的。该产品保护效果好、使用寿命长,可大幅节约阳极材料,降本效果可达30%以上。

      目前,高效T型牺牲阳极产品已进入全面推广应用阶段,将有望推广到中国海油所有导管架的安装上。同时,该产品也能被广泛应用在船舶、浮标、钢桩码头、石油平台的防腐蚀保护中,应用前景十分广阔。
船舶海上腐蚀是影响其寿命的最大因素之一。腐蚀不仅降低了船舶钢结构的强度, 缩短了船舶的使用寿命, 同时还会使航行阻力增加, 航速降低, 影响使用性能。更为严重的是, 一旦出现穿孔或开裂, 还会导致海损事故的发生, 造成巨大损失。因此,船舶的防腐性能无论是在设计人员还是日常使用维护人员来说都是关注的重中之重。
船体防腐保护主要采用阴极保护和涂层保护两种方式。阴极保护是基于电化学反应机理而采取的有效保护技术之一,通过导电介质向被保护结构提供阴极电流,使被保护的船体变成阴极,从而得到防腐保护。涂层的作用则是将保护结构与腐蚀介质隔离,达到防止腐蚀的目的。通常阴极保护和涂层联合应用能够形成完善的保护体系,能够有效地解决上述腐蚀问题。然而,由于涂层自身的缺陷和施工过程中工艺上存在的缺陷,腐蚀仍将在这些缺陷处发生。因此,通常采取以阴极保护方法为主,消除涂层缺陷造成腐蚀的保护措施。


船体的阴极保护技术有牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护两种。

1) 牺牲阳极阴极保护技术是通过在船体外表面安装充当阳极的被牺牲掉的金属块, 以保护作为阴极的船体钢板不被腐蚀。
2) 外加电流阴极保护技术。
这种技术是将牺牲阳极保护中的牺牲阳极块更换成只起导电作用而不溶解的辅助阳极, 在阳极和钢板之间加一直流电源, 并通过海水构成回路。电源向钢板输入保护电流, 使钢板成为阴极而得到保护。该外加电流保护系统由恒电位仪也就是外加电源、参比电极、不溶性辅助阳极构成。整个系统使船体电位始终保持在保护电位范围内。
外加电流法的电压、电流可调性好,可随外界条件变化实现自动控制,使用周期长,并且用于不同介质之中。同时,由于外加电流阴极保护是一种成熟有效的船体防腐蚀保护方法,在国内外已经得到了广泛的应用。尤其是对于大、中型舰船采用外加电流阴极保护方法,可以避免安装大量的牺牲阳极,减少航行阻力,并具有不受外界条件(如航速、温度、海区和油漆涂层状态等)和坞期限制等优越性,从而有效地抑制船体腐蚀,延长舰船进坞周期。

      我国在实际工程中,外加电流阴极保护系统的设计方法一直是基于单纯依据经验估算和简单的暴露试验方法为主的传统计算设计方法,对于辅助阳极和参比电极数量及布置位置,只能定性,而不能定量分析,带有极大的盲目性;尚未实现精确科学设计,对系统防护的效果和功能状态也只能凭肉眼观察,没有试验数据作为支撑和评估,系统在使用和维护中也需要反复更正等问题。同时,随着满足电化学防腐的要求,又能满足电场防护的安全性的要求,这些都是经验仅凭经验设计无法解决的问题。
随着计算机应用的发展日益深入,计算机仿真技术是一种强有力的技术手段。通过仿真计算,可以得到满足整个舰船阴极保护系统设计所需的高精度数值分析解法来预测电位和阳极电流分布,从而优化设计,达到在船体上产生均匀分布的电位,使电位保持在特定合理的范围内,避免发生过保护或欠保护现象。


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