目前,海洋大氣區(qū)和飛濺區(qū)鋼結(jié)構(gòu)防護措施主要采用涂層法進行防護。但是涂層性能不能滿足海洋工程的使用壽命要求,因此在鋼結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計時應(yīng)增加一定的腐蝕余量。
全浸區(qū)可單獨采用陰極保護,也可采用涂覆層與陰極保護相結(jié)合的保護措施。研究了海洋平臺全浸水區(qū)域的防護方法。結(jié)果表明車間底漆+陰極保護法占44%;鍍膜層+陰極保護法占56%。為了提高使用壽命,在全浸區(qū)使用的涂層均為高性能涂層,并根據(jù)使用壽命要求增加膜厚。
陰極保護系統(tǒng)有犧牲陽極保護和外加直流電陰極保護兩種。犧牲陽極具有一個理想的特性—平臺置于海水中時保護可立即生效,而外加直流保護系統(tǒng)在電源接通前不能起保護作用。犧牲陽極的缺點就是陽極過早消耗、質(zhì)量大、機械損傷脫落而失去保護、更新費用大。
犧牲陽極的工作特性:開始時陽極電流輸出量高,因為此時陽極和平臺之間的電位差 大;隨著時間的推移,極化作用使結(jié)構(gòu)電位向陽極方向漂移而降低了電位差值,因而降低了輸出電流。
海洋環(huán)境的腐蝕情況可以分成五大區(qū),即海上大氣區(qū)、全浸區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)和海底土壤區(qū)五部分。
海上大氣區(qū):一般是指高出海平面2米以上的部分,波浪打不到,潮水也無法淹沒的地方。它的腐蝕因素雖然與內(nèi)陸的大氣腐蝕因素比較類似,但是由于海上的濕度通常高于大陸,因此它的腐蝕環(huán)境就要比一般的大氣腐蝕嚴(yán)重些。
飛濺區(qū):一般指高出海平面0~2米的部分,常常會受到海水波浪飛沫沖擊的地區(qū)。由于在飛濺區(qū),氧氣的供給十分的充足,氧氣的去極化作用促進了鋼的腐蝕,同時,浪花的沖擊有力地破壞了保護膜,故此處是腐蝕 嚴(yán)重的部分。碳鋼的平均腐蝕速度可達(dá)500微米/年,約為全浸區(qū)的5倍。
潮差區(qū):即在漲潮時浸在水下,在落潮時在水線上的地區(qū)。從理論上說,海水平面由于氧氣的供應(yīng)不均勻,在水面上下造成了氧氣濃差,水線上下形成大型的氧氣濃差電池。空氣中部分氧氣供應(yīng) 充分,故為陰極保護,腐蝕較?。磺『媒诤K€下的部分為陽極,腐蝕極其嚴(yán)重。但因海浪和風(fēng)的沖擊,干濕邊界瞬即變化,故總的來說,從海平面到海平面下約1米的地方也是腐蝕比較嚴(yán)重的地區(qū)之一。
全浸區(qū):這部分的腐蝕受到海中溶解氧氣,鹽濃度,流速,水溫,海生物,pH值和流砂的影響,它又可分為三個區(qū)域:
①淺海區(qū):為自海面至海平面下50米處,因溶解氧氣濃度較高,故腐蝕較嚴(yán)重。
②中等深度區(qū):為海平面下50~200米處,腐蝕程度中等。
③深海區(qū):為海平面下200米以上,因溶解氧氣濃度較低,故程度較小。
④海底土壤區(qū):受到細(xì)菌腐蝕及污染的土壤堆積腐蝕,腐蝕情況比較和緩。