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陰極保護(hù)是防止海水腐蝕常用方法之一,可分為外加電流和犧牲陽極保護(hù),陰極保護(hù)系統(tǒng)分為犧牲陽極法和外加電流法,由于外加電流法需要長(zhǎng)期穩(wěn)定的直流電源和各種電氣調(diào)控設(shè)備,需配有維修和管理人員,很不方便,因此,海底管道的陰極保護(hù)通常采用犧牲陽極保護(hù)系統(tǒng)。犧牲陽極法是用鋅、鋁等活潑金屬元素及其合金作陽極,接在被保護(hù)的管道上,這時(shí)管道成為陰極。處在相同的海水、海泥電介質(zhì)中,構(gòu)成大電池。由于陽極被腐蝕犧牲,而使陰極管道得到了保護(hù),目前國(guó)內(nèi)外在設(shè)計(jì)犧牲陽極法中大多采用鋁基合金陽極,很少采用鋅陽極。
犧牲陽極法是用鋅、鋁等活潑金屬元素及其合金作陽極,接在被保護(hù)的管道上,這時(shí)管道成為陰極。處在相同的海水、海泥電介質(zhì)中,構(gòu)成大電池。由于陽極被腐蝕犧牲而使陰極管道得到了保護(hù),目前國(guó)內(nèi)外在設(shè)計(jì)犧牲陽極法中大多采用鋁基合金陽極,很少采用鋅陽極。在進(jìn)行犧牲陽極設(shè)計(jì)和制造應(yīng)重點(diǎn)考慮下列內(nèi)容:
設(shè)計(jì)參數(shù):管內(nèi)、外徑;管道總長(zhǎng)度;防腐蝕涂層性能和厚度;配重層厚度;保護(hù)年限等。
環(huán)境條件:包括管道系統(tǒng)的溫度、海水和海底土壤的溫度、海水和海底土壤的氧含量、海水及海底土壤的化學(xué)成分,海水和海底土壤的pH值、海水和海底土壤的電阻率、海水流速和海生物的活動(dòng)等。
小保護(hù)電流密度:為使管道的腐蝕速度降到 低程度,所采用的保護(hù)電流密度值的低限,稱為 小保護(hù)電流密度。它與管道材質(zhì)、腐蝕介質(zhì)的性狀、保護(hù)系統(tǒng)中電路的總電阻、陽極形狀和尺寸等因素有關(guān)。當(dāng)上述因素確定后,涂層材料及涂層施工質(zhì)量對(duì)其影響甚大,該參數(shù)在設(shè)計(jì)中很重要。
陽極材料:從電容量、驅(qū)動(dòng)電位、工作電位、顆粒細(xì)化、腐蝕均勻性和腐蝕產(chǎn)物溶解性、重量、價(jià)格諸方面綜合考慮。目前國(guó)內(nèi)外普遍推薦采用鋁—鋅—銦系合金作為海底管道的犧牲陽極,其形狀為半開式手鐲型陽極。
小保護(hù)電位在采用陰極保護(hù)時(shí),使管道腐蝕停止所需電位值的低限稱為 小保護(hù)電位。管道在海泥中常用的 小保護(hù)電位為-0.8V(Ag/AgCl),保護(hù)電位一般用于判斷陰極保護(hù)是否充分,其值是監(jiān)控陰極保護(hù)完全與否的重要指標(biāo)。