外加電流陰極保護設(shè)計
來源：山東奧科防腐工程有限公司 時間：2016-11-21 14:15:53 閱讀量：0
隨著人們對腐蝕問題的重視，采用外加電流陰極保護技術(shù)對海水管道系統(tǒng)進行保護的應(yīng)用越來越多，已取得了不少成功的應(yīng)用經(jīng)驗，但還有不少問題有待研究，以便進一步完善鋼質(zhì)海水管道系統(tǒng)的外加電流保護技術(shù),我們公司根據(jù)以往的工程經(jīng)驗以及科學(xué)理論，總結(jié)出來關(guān)于外加電流設(shè)計時應(yīng)該注意的問題。
外加電流陰極保護系統(tǒng)由控制電源、輔助陽極、參比電極、陽極屏及相應(yīng)的電纜等組成。對于電廠海水循環(huán)水系統(tǒng)，由于各種管道及設(shè)備較多，且管道與設(shè)備材質(zhì)一般不同，這都給外加電流陰極保護設(shè)計帶來了一定的困難。
輔助陽極是外加電流陰極保護的重要部件，目前在海水循環(huán)水系統(tǒng)中常用的有鉑鈮陽極和混合金屬氧化物陽極，具體選用何種輔助陽極，可根據(jù)情況加以考慮。參比電極是用于系統(tǒng)檢測和控制的，它可以告訴我們系統(tǒng)保護的情況，并可以提供數(shù)據(jù)給恒電位儀，以實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制。目前常用的參比電極有固體粉壓式或網(wǎng)狀Ａｇ／ＡｇＣｌ參比、高純鋅參比以及兼有兩者的復(fù)合參比等，復(fù)合參比由于同時具有兩者的性能，近年來應(yīng)用較多。
外加電流陰極保護系統(tǒng)有兩種基本的控制方式，即恒電位控制和恒電流控制，對于結(jié)構(gòu)簡單的單純管道，我們可以進行恒電位控制，因為在這樣的情況下，外加電流保護系統(tǒng)的保護電位均衡性易于實現(xiàn)，輔助陽極及參比電極定位相對容易，但對一個復(fù)雜的體系，定位就相當(dāng)困難了，由前面的應(yīng)用實例可以看出，無論是采用哪種參比電極，不同位置的檢測電位值都相差很大，到底哪個參比電極可以作為系統(tǒng)恒電位的控制電極呢？這種情況下，我們認(rèn)為可以根據(jù)各部分的極化情況，以極化不足位置的參比電極作為恒電位控制電極，同時根據(jù)其它參比電極的數(shù)值，對控制電位進行調(diào)整，以保證系統(tǒng)保護的整體性，實現(xiàn)這種控制的一個重要前提是保證系統(tǒng)中各部分的輔助陽極布置合理，否則將出現(xiàn)顧此失彼的現(xiàn)象。另外在實際的工程應(yīng)用中，經(jīng)常有各種原因?qū)е聟⒈入姌O失效的現(xiàn)象，因此在復(fù)雜的管路系統(tǒng)中，外加電流陰極保護建議采用恒電流控制。
對于海水循環(huán)水系統(tǒng)的外加電流陰極保護，由于系統(tǒng)中要布置的陽極數(shù)量一般較多，考慮到施工的方便 ，對于輔助陽極連線，有人設(shè)計采用一根或幾根陽極主電纜將所有陽極連接起來，這種連接方式對于保護沒太大影響，但對于檢修，就帶來很大的問題，因為無法在不停機狀態(tài)確定陽極的工作情況。較好的陽極連線建議采用每根陽極都為獨立的電纜，在適當(dāng)位置設(shè)置分線箱，分線箱內(nèi)可以多個陽極再與主電纜連接，這樣可以通過分線箱很方便地對每支陽極的工作情況進行檢測。
在外加電流陰極保護設(shè)計時，對于管道與設(shè)備的連接部位應(yīng)重點考慮，特別是管道與二次濾網(wǎng)、收球網(wǎng)、凝汽器相連的部位，從實際情況來看，這些部位也是腐蝕 嚴(yán)重的部位，應(yīng)該重點保護。在陰極保護設(shè)計時，對于該部分，建議采用獨立的恒電位儀進行控制，使之成為一個單獨的系統(tǒng)，同時在特征的連接部位設(shè)置參比電極進行檢測，以避免過保護可能引起的危害。外加電流陰極保護一般與防腐涂層聯(lián)合使用，對于較小的管道無法涂刷防腐涂層，設(shè)計時根據(jù)海水流速及裸鋼，選取合適的保護電流密度；同時，由于在小管道中輔助陽極的電流傳輸距離較短，在小管道保護設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)管道大小并考慮到管道走向等，合理計算輔助陽極的數(shù)量，并在管道系統(tǒng)中合理布置。
重所周知，管道中海水的流速不同，其對金屬材料的腐蝕速率也不同。對一般碳鋼來說，流速高，腐蝕較重，而流速小，則腐蝕較輕。這是因為碳鋼在海水中的腐蝕速度受溶解氧的擴散速度控制，流速越大，擴散層厚度越小，氧的極限擴散電流密度就越大，相應(yīng)地腐蝕速度也越大。在實際中常選１０ＣｒＭｏＡＩ鋼作為小管道材料，這種材料的腐蝕速度隨流速開始是緩慢增加，然后增長越來越快。而對于１Ｃｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ和ＴＣ４，在高流速情況下，氧的供應(yīng)快速而充分，有利于表面膜的成長與修復(fù)，使材料處于鈍化狀態(tài)，故流速變化對腐蝕速度影響不大，且這種情況下還不易發(fā)生點蝕。在陰極保護情況下，海水流速不同，所需保護電流密度也不同，這是由于流速影響了金屬材料的電極電位，要維持 小保護電位所需外加電流值將隨流速增大而增加。通常海水流速增加，金屬材料的腐蝕電位向正方向移動，而在異金屬接觸腐蝕情況下，海水流速增加，可使偶對中陽極材料的腐蝕加劇。所有這些，我們在進行海水管道系統(tǒng)外加電流陰極保護設(shè)計時都必須加以考慮。
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