海洋平台的电流阴极保护系统

　　海洋平台飞溅区以上使用涂料涂装保护，是非常有效的保护方法。但对飞溅区以下，特别是全浸区的保护，涂装就不那么*可靠，如漆膜破损就会引起局部严重腐蚀和腐蚀疲劳。因此全浸区一般均不单独使用涂料涂层保护，实践证明，涂装加阴极电化学保护，才是完善的保护方法。

　　一、阴极保护原理与类型

　　根据金属电化学保护原理，金属在电解质溶液中，由于表面存在着电化学不均匀性，就会在金属表面形成无数微电池，其阳极部分不断遭到腐蚀，阴极部分得到保护。若对金属通以直流电流，使其成为阴极，并供给大量电子使其阴极极化，当金属极化电位负到金属表面阳极的起始电位时，则腐蚀即可停止，金属也得到了*的保护，这种方法称为阴极保护。海水是强电解质，平台在海水中的腐蚀是电化学腐蚀，只要向平台钢结构供给直流电流，使之极化成为阴极，即可得到保护。

　　依据提供给受保护金属电流的方法，可把阴极保护分为外加电流阴极保护和牺牲阳极保护两类。

　　1.外加电流阴极保护系统

　　该系统是由外加直流电源供给直流电，直流电的负极与被保护的结构连接，正极与辅助阳极连接，并同处于海水中。当接通电路后，便向结构施加阴极电流，结构表面的电位就向负的方向移动，即阴极极化。当其电位降低到阳极起始电位时，结构就停止腐蚀而受到了保护。

　　外加电流阴极保护系统是由直流电源、辅助阳极、电解质溶液(海水)、阴极(受保护结构)、参比电极以及控制仪表等构成。辅助阳极是向被保护结构供应电流的器件，可做辅助阳极的材料很多，主要有铝银合金、铝铂合金、镀铂钛、镀铂铌、石墨及废钢等。在这些材料中以铂为*佳，因为它是贵金属，所以将铂镀在金属铌、钛、钽等基体上使用。它输出的电流密度高(可达1000A/m2)，消耗率低(仅为0.01克/年)。

　　2.牺牲阳极阴极保护系统

　　该系统是将电位较负的金属(如锌、铝合金等)作为阳极，与被保护的金属结构相连接，当浸入电解质溶液时，由于它们的电位差，电位较负的金属为阳极。阳极以离子状态溶解，靠阳极材料溶解而产生的直流电，使受保护的结构被极化为阴极而免遭腐蚀。

　　牺牲阳极保护系统是由牺牲阳极、阴极(被保护的结构)和电解液(海水)构成。阳极材料有镁合金、锌及锌合金、铝合金等，这些金属可制成各种形状和尺寸，并以*率的电流分布，给结构提供充足的保护电流。

　　3.两种阴极保护系统的比较

　　外加电流阴极保护系统的优点是：

　　(1)电流电压可调性好，可随外界条件变化实现自动控制;

　　(2)输出功率大，可满足金属结构需要大功率保护的要求;

　　(3)根据保护工作的需要，可随时进行工作或停止工作;

　　(4)辅助阳极保护半径大，所需阳极数量少;

　　(5)重量较轻。

　　缺点是：

　　(1)保护系统初投资大，安装较复杂;

　　(2)日常维护管理费用也较大;

　　(3)阳极电缆和支架要严格绝缘;

　　(4)设备一旦发生故障，保护系统即停止工作;

　　(5)易于引起杂散电流。

　　牺牲阳极保护系统的优点是：

　　(1)保护系统不需外加电源，结构简单，安装方便;

　　(2)不需要特殊照管;

　　(3)不易产生杂散电流。

　　缺点是：

　　(1)功率小;

　　(2)阳极有效作用半径小;

　　(3)所得到的电能成本高;

　　(4)电流输出量受工作表面积大小的*;

　　(5)导线电阻和介质电阻对电流输出量影响大;

　　(6)牺牲阳极的体积和质量均较大。

　　综上分析，一般小型平台，采用牺牲阳极保护比较经济;而大型导管架平台，采用外加电流阴极保护比较好。近年来研究表明，采用两种方法联合保护，会取得良好效果，特别是在结构复杂、管节点处受遮蔽地方得不到充分保护时，在外加电流系统中加装牺牲阳极是个好办法。

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