海上导管架阴极保护中,铝合金牺牲阳极凭借高电流效率、长寿命、经济性及自调节能力,成为核心防腐方案,尤其适用于全浸区、飞溅区等复杂海洋环境。
一、铝合金牺牲阳极的核心优势
1.高电流效率与发电量
1.铝合金阳极(如Al-Zn-In系)电流效率≥90%,单位重量发电量是锌阳极的3倍、镁阳极的2倍,可稳定输出保护电流,延长导管架使用寿命至25年以上。
2.在海水及含氯离子介质中,电流自调节能力强,能根据腐蚀环境变化自动调整输出,确保保护电位稳定在-0.85V至-1.2V(vs. Cu/CuSO₄)。
2.长寿命与稳定性
1.铝合金阳极在海水中溶解均匀,自腐蚀速率低,配合高性能防腐涂层(如厚浆型环氧玻璃鳞片),可显著降低保护电流需求,减轻系统负担。
2.工作温度超过49℃时电容量递减,但通过合金化设计(如添加镁、钛)可优化高温性能。
3.经济性与环保性
1.全生命周期成本比锌阳极低30%-50%,减少停工维护时间。例如,温州LNG接收站码头工程中节省维护成本120天。
2.材料可回收,溶解产物无害,符合绿色防腐要求。
4.自调节与适应性
1.在潮差区、飞溅区等复杂工况下,阳极能根据海水盐度、温度变化自动调整电流输出,避免局部过度腐蚀。
2.支架式设计(如FRP或钛合金支架)可固定于导管架水线以下区域,确保阳极与钢结构紧密接触,避免电流屏蔽。
二、铝合金牺牲阳极的应用场景
1.全浸区保护
1.导管架终年浸泡在海水中,腐蚀威胁主要来自溶解氧和海生物。铝合金阳极密集布设于全浸区,通过释放电子抑制钢材氧化反应。
2.示例:某导管架水下裸钢面积8000m²,采用铝合金阳极后腐蚀速率降低80%以上,保护年限超25年。
2.飞溅区与潮差区保护
1.飞溅区受海浪冲击和微生物腐蚀,需通过支架固定阳极确保稳定性。铝合金阳极的模块化设计支持快速更换,无需导管架坞修。
3.高电阻率环境适配
1.在深层密实砂层或岩层区域(土壤电阻率>100Ω·m),采用细长型或镯式铝合金阳极,增大体表面积与体积比,克服介质电阻影响。
三、铝合金牺牲阳极的安装与维护
1.安装方式
1.支架式安装:通过FRP或钛合金支架固定阳极,确保与导管架接触良好,避免海浪冲击导致脱落。
2.焊接与螺栓连接:采用铜热熔焊(Cadweld/Exoweld)连接阳极芯棒与主电缆,焊点电阻<0.01Ω,确保导电性能。
2.维护要点
1.定期检查:通过专业设备测量阳极剩余重量和电位变化,消耗至原重量30%-50%时更换。
2.表面清理:清除阳极表面污垢和海洋生物附着物(如藤壶、海藻),防止电流输出受阻。
3.防腐三重防护:涂覆导电环氧密封膏、覆盖热缩套、使用耐海水双屏蔽电缆,延长阳极寿命。
上一篇:pulsotronic接近开关