海上平台用牺牲阳极阴极保护的特点是不需要额外的直流电源,但牺牲阳极材料的电位必须足够负,并能长期保持负电位的电化学性能。
优点:①一次投资成本相对较低,运行过程中基本不需要支付额外的维护费用;保护电流利用率较高,不存在过保护;
②它没有干扰影响相邻地下金属设施,一般适用于厂房面积,长距离管道没有电力供应,和小规模分散管道保护;
③它的功能接地和保护;
④施工工艺简单,不需要特别专业的维修管理。
缺点:①驱动电位低,保护电流调节范围小;
②土壤电阻率的应用范围是有限的,也就是说,当土壤电阻率大于50Ω·m,牺牲阳极保护方法不应使用;
③在该地区具有较强的杂散电流干扰,特别是交流干扰,阳极的性能可能逆转;
④有效阴极保护生命是由牺牲阳极的使用寿命有限,需要定期更换。
在阴极保护方案设计中,外加电流保护和牺牲阳极保护应根据各自的特点、优缺点、实际需要、外部条件和财务指标进行选择和使用。
牺牲阳极的阴极保护主要采用镁合金、锌合金和铝合金。铝合金阳极的电容是锌合金的3.6倍,但价格便宜30%。因此,铝合金的安装成本和消耗比锌合金要低。在过去的海底管道和平台柱中使用的是锌合金阳极,但近年来逐渐被铝合金阳极所取代。例如,日本中川防腐公司安装了近200台平台牺牲阳极保护系统,铝合金占95%。
牺牲阳极的形状多种多样。在海上平台钢结构中,常采用长条阳极。阳极的横截面为梯形,铸入镀锌铁脚。所需阳极的数量取决于保护表面的尺寸、阳极的尺寸和使用寿命。阳极在结构中的分布非常重要。如果阳极结构分布不均匀,数量不够,会导致对焊接接头的保护不足。
为了保护结构接头和焊缝热影响区不受腐蚀,阳极应靠近接头。
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