海洋平臺的陰極保護(hù)(論文).pdf

中石油建設(shè)hy

建造 海 洋 平臺意味著巨大投資，平臺置于廣闊的海洋中，承受著海水的侵蝕。目前，海洋平臺所
處海域越來越深，海洋平臺越來越大，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，投資也越來越高。為經(jīng)濟(jì)地開發(fā)油氣，給工
作及生活提供安全保障，對平臺進(jìn)行腐蝕控制勢在必行。陰極保護(hù)是防止鋼結(jié)構(gòu)被海水腐蝕的一種重
要方法，可以有效地增長海洋平臺的壽命。陰極保護(hù)對海洋平臺的保護(hù)效果，己為許多實(shí)踐所證明。
考慮到水下防腐層的耐久性和維修涂層的難度，以及通過經(jīng)濟(jì)上的對比，現(xiàn)在建造的海上平臺，全浸
區(qū)的結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)都不采用防腐層保護(hù)，鋼樁也不用防腐層，而僅依靠陰極保護(hù)來防止腐蝕破壞。陰
極保護(hù)不但能抑制鋼材的普遍腐蝕，而且如果電位控制得當(dāng)，可以使鋼材的疲勞值趨近于空氣中。對
于像節(jié)點(diǎn)這樣的高應(yīng)力部位和焊接熱影響區(qū)，陰極保護(hù)能夠防止可能促成疲勞裂紋的點(diǎn)蝕。陰極保護(hù)
所產(chǎn)生的石灰質(zhì)層可以添塞疲勞裂紋，降低裂紋的生長速度。
(二) 陰極保護(hù)原理及種類
關(guān) 于 陰 極保護(hù)原理，存在著若干種不同的解釋，如HOAR,M EANS和BROWN的使金屬電位降
低到最活潑的陽極點(diǎn)的開路電位理論;如EVANS的在極化表面上生成堿并形成有效保護(hù)膜理論;前
蘇聯(lián)學(xué)者托馬曉夫的三電極模型理論等等u1。簡言之，當(dāng)金屬最初浸入海水這種電解質(zhì)中時(shí)，由于金
屬表面成分不均一或其他方面差異而在金屬表面上產(chǎn)生許多局部的陽極區(qū)和陰極區(qū)，形成了腐蝕電
池，陽極不斷溶解而使金屬遭到腐蝕。施加陰極保護(hù)，即在腐蝕電池上接上輔助陽極，這樣使原金屬
表面全部作為陰極，只要施加的電流足夠大，原金屬表面(不論陽極區(qū)還是陰極區(qū))就不再溶解，因
而得到保護(hù)，這就是陰極保護(hù)的原理。
陰極 保 護(hù) 分為外加電流系統(tǒng)和犧牲陽極系統(tǒng)兩類，海洋平臺陰極保護(hù)，既可采用外加電流系統(tǒng)，
也可采用犧牲陽極系統(tǒng)，甚至可以兩類聯(lián)合使用。兩者各有其優(yōu)缺點(diǎn)。犧牲陽極系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):性能可
靠:壽命長;陽極形狀及尺寸可任意調(diào)整:后期維護(hù)量小:缺點(diǎn):驅(qū)動電壓有限(僅限于一0.9v--1.5v);
朋用于低電阻率的環(huán)境中;電流輸出小。外加電流系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn):輸出電壓及電流可調(diào);壽命長;陽極形
狀及尺寸可隨意調(diào)整:缺點(diǎn):需要能源或燃料供應(yīng);導(dǎo)線的安裝失誤可能導(dǎo)致部分或整個(gè)系統(tǒng)的失靈;
后期維護(hù)量大。[27
現(xiàn)在 大 多 數(shù)海上石油平臺都使用犧牲陽極系統(tǒng)，但這并不意味著外加電流系統(tǒng)已不適用于海洋平
臺的防護(hù)。究竟選用那種類型陰極保護(hù)，要綜合考慮各種因素，論證后決定。本文著重論述犧牲陽極
系統(tǒng)。

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