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。     

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。     

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…     

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。     

巴基斯坦卡西姆港EPTL化学码头牺牲阳极阴极保护

介绍了嘏基斯坦卡西姆港化学码头钢管桩实施牺牲阳极阴极保护所进行的钢桩保护面积计算和保护电位测量,以及根据涂层状况经设计计算,安装牺牲的阳极的型号、数量和阳极材料的性能检测。     

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。     

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。     

海洋钢筋混凝土结构牺牲阳极保护系统电极行为的研究

于１９８９－１９９０年在室内条件下，用牺牲阳极保护浸泡于海水中的多种钢筋凝土试件测试不同试件中钢筋极化与阳极布局、涂层质量，涂层厚度及试件浸水情况的关系。结果表明，牺牲阳极能有效地保护全浸海水中的混凝土试件，对间断浸淋海水的试件也有一定的保护作用，通过改善阳极安装工艺，保护作用可望提高；电偶电流在各阴阳极上的分布将随涂层质量，涂层厚度和试件浸水情况不同而异，回路中电阻和电极极化情况是影响电流分布的     

近海石油工程设施阴极保护技术的现状与前景

海上大陆架油田的开发促进了近海石油工程的进展。在近海石油工程设施中主要采用低强度和中强度钢作结构材料,这类钢材在海洋环境中会发生严重腐蚀,威胁到这些设施长期工作的可靠性。本文介绍了国外海上平台和海底管线电化学阴极保护的特点、现状和技术进展。对于牺牲阳极保护系统,着重介绍了铝合金牺牲阳极的材质、性能和形状,新阳极材料的开发,以及保护系统的设计、安装等;对于外加电流保护系统,介绍了其设计、安装等方面的技术进展。     

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.     

遥测浮标牺牲阳极保护

用铝基牺牲阳极对中国科学院海洋研究所研制的气象遥测浮标进行了阴极保护防腐蚀研究。提出并运用了一个新的设计计算方法,以确保在阳极设计寿命的后期仍能释放出足够的电流,使浮标壳体达到保护要求。浮标的设计保护电流密度为40mA/m~2。用失重法测得的保护度为96％。     

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。     

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。     

钢筋混凝土构筑物牺牲阳极保护研究进展

钢筋混凝土构筑物牺牲阳极保护是国外近２０ａ来才开始研究的钢筋混凝土保护措施 ,国内这方面研究较少。本文分析了钢筋混凝土腐蚀的原因和各种保护措施 ,并对国内外钢筋混凝土构筑物牺牲阳极保护研究进行了综述。钢筋混凝土构筑物的设计寿命一般都在几十年甚至上百年 ,但是由于腐蚀的原因 ,很多构筑物往往达不到设计寿命就需要维护甚至报废。波斯湾内的一个钢筋混凝土建筑 ,于１９７３年修建 ,在１９８０年就有混凝土开裂、崩落和钢筋腐蚀的现象发生。由此造成的损失是巨大的。在美国和其他发达国家 ,据估计由于腐蚀问题带来的损失大约占国…     

在IBM-PC机上利用Supercaic数据表进行钢板桩码头牺牲阳极保护设计

近几年在我国微机应用已经开始普及,而且一般科研、生产和教学单位都配有微机,如何利用微机现有软件为各行各业服务,充分发挥其作用,潜力很大。本文介绍一种在IBM-PC机上利用中文Super calc进行钢板柱码头牺牲阳极保护设计方法,对Super calc-3简要作了介绍,着重叙述了利用此软件进行牺牲阳极保护设计计算步骤及表格设计方法,并举出了实例和数据表。这种计算方法可以提高工作效率,并且能精确地计算和验证阳极使用寿命。只要一次设计好数据表格,下次再设计时只需输入原始数据就可以得到结果。     

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.     

牺牲阳极保护在挡潮闸钢结构上的应用

1983年5月,对江苏东台挡潮闸闸门及框架的潮差、水下部位作了涂料与牺牲阳极联合保护,历时两年半.水质电阻率在500欧姆·厘米以下,电阻率受潮汐及闸门排水影响变化幅度大,保护面积受潮汐及季节影响变化亦大,但闸门各部位均达到保护电位(-820～-950毫伏),电位分布均匀.挂片结果,保护效率为99.6%.阳极安装方便,性能可靠,不需要专人管理.在相同涂料情况下,安装阳极可延长涂层寿命,即使涂层剥落,阴极产物膜起保护作用,仍保持稳定的保护电位.联合保护可使钢结构寿命成倍增加,而费用仅为单独涂料保护的二分之一.     

高效铝合金牺牲阳极的研究

在铝中添加合金元素Zn,Mg,In,Ga,Ca,利用正交设计方法,研制出一种高效的铝合金牺牲阳极,它在海水中的电流效率达95.6％,电位为-1.09V(SCE)。并研究了合金元素In,Ga,Ca对铝合金电化学性能的影响及阳极活化机理。     

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。     

铝基牺牲阳极清洗除锈方法

铝基牺牲阳极(以下简称铝阳极)日益广泛地用于海洋钢铁构筑物的保护中。阳极的电流效率是评定其性能好坏的重要指标。在铝阳极的研制过程中,选择适当的清洗液,将试验过的阳极清洗除锈,是必不可少的步骤。这里,选择一种好的清洗液是比较关键的。清洗液必须干净、彻底、迅速地除去腐蚀产物,同时又对基体金属不产生任何浸蚀溶解作用,或者所产生的浸蚀溶解小到可以忽略不计,否则会给实验结果带来误差。目前,所用的清洗液有很多种,一般都是使用者根据各自的条件任意选取。尚无统一的规定和标准。本工作的目的就是对这些方法进行系统的研究比较,以期从中选出更为适用的方法。 根据对清洗液的实际要求,本工作从两个