海水环境对阴极保护电流分布影响因素的研究及应用(1) - 副本
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海洋环境混凝⼟结构外加电流阴极保护技术应⽤_姜⾔泉第27卷第9期2010年9⽉公路交通科技Journal of H i gh w ay and T ranspo rtati on R esearch and D eve lop m entV o l 127 N o 19Sep .2010收稿⽇期:2010-08-15作者简介:姜⾔泉(1958-),男,⼭东潍坊⼈,研究员,研究⽅向为⼤型⼟⽊⼯程项⽬管理1(ji angyanquan@qdhw dq 1co m )⽂章编号:1002-0268(2010)09-0009-06海洋环境混凝⼟结构外加电流阴极保护技术应⽤姜⾔泉1,李伟祥2,李超2(11⼭东⾼速青岛公路有限公司,⼭东青岛 266061;21东⽅建设(天津)防腐⼯程有限公司,天津 300457)摘要:海洋环境下,外加电流阴极保护技术是防⽌氯化物污染造成钢筋锈蚀的理想技术,对新结构和旧有结构都能起到很好的腐蚀控制作⽤。
本⽂介绍了混凝⼟外加电流阴极保护技术的原理,并以青岛海湾⼤桥为例,阐述了阴极防护系统组成、设计关键点及数据分析。
本⽂还介绍了⼏种国外旧有结构混凝⼟外加电流阴极保护修复⽅式。
关键词:桥梁⼯程;海洋环境;外加电流阴极保护;青岛海湾⼤桥;混凝⼟结构;腐蚀控制中图分类号:U 44419+3 ⽂献标识码:AApplication of I m pressed Current Cat hodic P rotection Techniques forConcrete Structure inM arine Environ m entJI A NG Yanquan 1,LIW eix iang 2,LI Chao2(11Q i ngdao H ighway C o 1,L td 1,Shandong H -i Speed G roup ,Q i ngdao Shandong 266061,Chi na ;21O r i ent (T i anji n)Corro si on Eng i neer i ng Co 1,L td 1,T i anji n 300457,Chi na)Abstr ac:t I m pressed current cathodic pr o tecti o n (I CCP)is an effective techno logy to prevent bo th ne w concrete structure and ex isti n g structure corroded by chloride pollution m ateria l i n m ari n e env ironm en.t Theprinci p le of I CCP for reinforced concrete w as i n troduced,wh ich focused on the fra m e work ,desi g n po i n ts and data analysis of the techno logy ,taken Q ingdao Bay B ri d ge for exa m ple .Further m ore ,severa l overseas I CCP repa ir m ethods fo r ex i s ti n g concrete struct u re w ere a lso i n troduced .Key words :bridge eng i n eering ;m arine env ironm en;t i m pressed current cathod ic protection (I CCP);Q i n gdao B ay Bridge ;concrete struct u re ;corrosion contro l 0 前⾔钢筋混凝⼟结构结合了钢筋与混凝⼟的优点,是⼀种公认的经济、耐⽤、⼒学性能好的材料,是⼟⽊⼯程结构设计中的⾸选形式,并⼴泛应⽤于桥梁、建筑。
电厂海水循环水系统外加电流阴极保护阴极保护技术包括牺牲阳极和外加电流两种方法。
一般对小口径管道,海水流速及介质组成变化较大,需提供较大保护电流情况,较适宜采用外加电流阴极保护。
近年来,电厂机务部分海水循环水系统越来越多地采用外加电流阴极保护。
机务部分循环水系统通常由管道(直管、弯头及大小头等)、设备(如凝汽器、换热器、滤网、蝶阀等)组成,具有复杂的结构、多种材质连接,这些都使管道及设备系统阴极保护变得复杂,要对系统进行全面地保护,必须进行科学合理的设计和良好的防腐施工。
2海水管道系统外加电流阴极保护应用在海边电厂用循环水为天然海水,电厂管道系统就应采用外加电流阴极保护,外加电流阴极保护法,是通过外加电源来提供所需的保护电流。
将被保护的金属作阴极,选用特定材料作为辅助阳极,从而使被保护金属受到保护的方法。
加电流阴极保护系统由如下几部分组成:①直流电源,②辅助阳极,③参比电极。
此外,为使阳极输出的保护电流更均匀,避免阳极附近结构物产生过保护,有时在阳极周围还须涂刷阳极屏蔽层。
在外加电流阴极保护系统中,需要有一个稳定的直流电源,以提供保护电流。
目前,广泛使用的有整流器和恒电位仪两种。
辅助阳极的作用是将直流电源输出的直流电流由介质传递到被保护的金属结构上。
参比电极的作用有两个:一方面用于测量被保护结构物的电位,监测保护效果;另一方面,为自动控制的恒电位仪提供控制信号,以调节输出电流,使结构物总处于良好的保护状态。
对于整个输水管道,经过分析观察,采用阴极保护——涂层联合保护防蚀是实却可行的。
碳钢管在海水中会发生严重腐蚀,单独采用涂层,即使是重防蚀涂料也达不到好的保护效果,反而产生更严重的局部腐蚀。
怎样的原理去进行阴极保护,但要我们要知道外加电流阴极保护系统设计。
整个海水管道系统由各种口径的管道,包括弯头、大小头等,同时管道又与多个设备相连。
一般可以根据一些原则对外加阴极保护系统的设计。
(1)考虑全局,重点保护,如在考虑管道达到保护的前提下,重点考虑管道与设备相连部分,因为设备与管道材质的差异,易引发严重的电偶腐蚀问题;(2)应充分考虑海水流速、水温等对腐蚀速率的影响;(3)应保证钛材不因过保护而吸氢,在电位<-0.75V(SCE)时,钛材可能吸氢,引起氢脆腐蚀;(4)辅助阳极数量及设置应充分考虑到系统的整体性,并尽可能避免电流屏蔽,同时要求可检测所有辅助阳极的工作状态,以便于检修;(5)参比电极设置在有代表性的位置,以保证外加电流保护系统运行的可靠性根据以上原则以及所保护对象的具体情况,决定将整个管道系统分为三个部分,采用三套各自独立的外加电流阴极保护系统。
阴极保护电流范围介绍阴极保护是一种常用的防腐蚀技术,通过施加电流来保护金属结构免受腐蚀的侵害。
阴极保护电流范围是指在实际应用中,适当的电流大小范围,以确保有效的阴极保护效果。
本文将深入探讨阴极保护电流范围的选择和影响因素。
影响因素选择适当的阴极保护电流范围需要考虑多个因素,包括以下几个方面:1. 金属结构的特性不同金属结构的特性会对阴极保护电流范围的选择产生影响。
例如,金属的电导率、极化特性以及腐蚀速率等因素都会影响电流的分布和传输效果。
2. 腐蚀环境腐蚀环境的恶劣程度也是选择阴极保护电流范围的重要考虑因素。
腐蚀环境的酸碱度、温度、湿度等因素都会对金属结构的腐蚀速率产生影响,进而影响阴极保护电流的大小。
3. 保护对象的尺寸和形状金属结构的尺寸和形状也会对阴极保护电流范围的选择产生影响。
较大的结构需要更大的电流来确保整个结构的保护效果,而复杂形状的结构可能需要采用特殊的电流分布方式来保证保护效果的均匀性。
4. 阴极保护系统的设计参数阴极保护系统的设计参数也是选择阴极保护电流范围的关键因素。
例如,阴极保护系统的电源类型、电极材料、电极布置方式等都会对电流范围的选择产生影响。
选择原则根据以上影响因素,我们可以总结出选择阴极保护电流范围的几个原则:1. 保护电流密度保护电流密度是指单位面积上的电流值,通常以A/m²为单位。
根据金属结构的特性和腐蚀环境的要求,选择适当的保护电流密度是确定阴极保护电流范围的重要依据。
2. 最小保护电流最小保护电流是指在特定腐蚀环境下,金属结构需要承受的最小电流值。
选择合适的最小保护电流可以确保金属结构的阴极保护效果。
3. 最大保护电流最大保护电流是指在特定腐蚀环境下,金属结构可以承受的最大电流值。
选择适当的最大保护电流可以避免过大的电流密度导致金属结构的损伤。
4. 电流均匀性保证阴极保护电流在整个金属结构上的均匀分布也是选择电流范围的重要原则。
通过合理设计阴极保护系统的电极布置和电流分配方式,可以确保电流在金属结构上的均匀分布,提高阴极保护的效果。
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海水环境对阴极保护电流分布影响因素的研究作者:赵节续陈丽洁来源:《卷宗》2013年第03期随着科学技术的迅速发展,新能源,无污染的能源逐渐迅速发展起来,我国大陆海岸线长达1.8×104km,我国大陆海岸线长达1.8×104km,据全国沿海普查资料,全国有近200个海湾、河口可开发潮汐能,可开发的潮汐能年总发电量达600亿kWh,可装机总容量可达20GW,但是海水对金属材料的腐蚀相当严重,本文采用涂层和牺牲阳极的阴极保护法对潮汐能发电设备进行腐蚀保护,研究海水环境对阴极保护电流分布的影响因素,在长距离的腐蚀保护中,有涂层的阴极保护电流的分散能力小,腐蚀电位基本保持一致,保护效果好;用小模型模仿潮汐能发电设备的保护方案是可行的。
一引言随着海洋开发事业的快速发展,海水腐蚀问题越来越重要。
港口的钢桩、栈桥,跨海大桥,采油平台,海滨电站(包括火电站、核电站及潮汐发电站),海上船舰,以及在海上和海中作业的各种机械,无不遇到海水腐蚀问题。
本课题主要目的在于研究海水介质对碳钢腐蚀的电位分布情况,对海洋环境中浸泡在海水中的钢结构一般是通过有机涂层与阴极保护共同作用来对其进行保护的[1]。
二、试验原料、装置及过程2.1 实验目的在加载850mV外电压下,通过试验考察阴极保护的腐蚀电位分布,在阴极保护中,随着保护材料距离的增加,其腐蚀电位的分布及其变化情况。
在加载850mV外电压下,观察不同厚度的涂层在随保护材料距离的增加,腐蚀电位的变化情况。
2.2实验材料采用恒电位仪ZF-9、防雪盐、环氧树脂、400cm×1cm的Q235钢带、万用表等设备,其中参比电极为饱和甘汞电极,辅助电极为自制的石墨电极。
2.3实验过程配制盐度为1.5%、2.5%、3.5%的海水,对Q235涂层依次增厚标记为0号、1号、2号、3号,其中0号为裸钢试样,测量不同厚度涂层的Q235钢带的电位,在其一端引出导线,用于测量腐蚀电位分布。
海洋工程装备种类繁多,主要有:船舶、海洋钻井平台、浮式生产系统等装备。
海洋工程装备体积庞大,且主体多是钢结构制成,他们服役期间长,多达20多年,而且海水腐蚀性很强,海洋工程设备腐蚀破坏,污染海洋环境,甚至出现安全事故,严重危害工作人员安全,海洋工程装备防腐工作越来越多的引起人们的重视。
目前,海洋工程装备防腐方式主要用防腐涂层、牺牲阳极和外加电流保护系统等方法。
防腐涂层可以有效隔绝海水与装备金属面的接触,进而实现防腐。
但在船舶航行、海洋工程设备安装施工过程中涂层会受到破坏,金属表面开始腐蚀。
牺牲阳极保护方法对于海洋工程装备来说,外部悬挂的牺牲阳极增加其航行的阻力,也增加了结构物的重量和额外费用。
在牺牲阳极消耗过程中,其释放的金属离子也会污染周围环境,最主要的是牺牲阳极设计寿命较短,难以满足长期服役装备的需要。
外加电流阴极保护系统具有使用寿命长、保护效果好、维护费用低,可以通过一个AC-DC电源转换产生电压电流,干扰船体金属与海水发生化学反应,从而保护船体不被腐蚀。
一、外加阴极保护原理阴极保护的定义:通过外加直流电源或者比船体表面金属更活跃的金属,将想要保护的金属电位降低至不受腐蚀的电位,使得发生氧化还原化学反应所需的电子通过外加电源的电流或活泼金属给出。
当船体表面金属处于比此电位更低的电位时,该金属就不会参加氧化还原反应了,也就不再受到海水腐蚀。
电化学腐蚀是由于活泼金属与电解质溶液在一起发生氧化还原反应所引起的,与原电池的原理相同。
因为船体是由活泼金属—铁构成的,而海水便是电解质溶液,他们之间发生了氧化还原反应。
由以上化学公式可得:铁失去电子后与氧、水发生反应形成铁锈而溶解在水中,这样周而复始船体就会腐蚀掉。
从正极公式可知得到电子形成氢氧根,那么通过外加电流提供给保护的船体电子,这样船体就不会因为失去电子而被腐蚀,这就是外加电流阴极保护的原理依据。
船体ICCP系统原理如下:二、W轮的外加电流阴极保护系统组成W轮外加电流阴极保护系统由恒电位仪、辅助阳极和阳极屏蔽层、参考电极组成。
沙特波斯湾沿海混凝土结构阴极保护电流密度研究方达经;黄俊;王亚平;杨淼【摘要】钢筋的腐蚀对钢筋混凝土结构的使用寿命影响极大,外加电流阴极保护系统能较好地控制钢筋锈蚀,尤其适用于沿海地区受氯盐侵蚀所引起的钢筋腐蚀,本工作重点介绍了在沙特波斯湾沿海一座混凝土结构中所采用的外加电流阴极保护情况,以位于取水口和排水口的阴极保护分区为研究对象,在工场现场对保护电流进行了研究,并对相关的技术参数进行了分析。
结果显示,在中东严酷海洋腐蚀环境中的钢筋?昆凝土结构,外加电流阴极保护系统给混凝土结构提供相对于钢筋表面电流密度大小为5mA/m2的保护最为合适。
%Corrosion of rebar in concrete structure affect its service life greatly, by the impressed current cathodic protection (ICCP) system can solve this problem, especially for the reinforced concrete corrosion caused by chloride ion in coastal areas. The 1CCP system which installed in a concrete structure of the coast of Persian Gulf Saudi Arabia was introduced, and the protection current density was studied. The results showed that in the severe corrosive environment such as the coast areas of Middle East, a current density of 5 mA/m2 was suggested to provide protection for the rebar in concrete structures by the ICCP system【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2012(033)001【总页数】5页(P64-68)【关键词】钢筋混凝土;外加电流;阴极保护;波斯湾沿海;电流密度【作者】方达经;黄俊;王亚平;杨淼【作者单位】中交武汉港湾工程设计研究院,武汉430071/长大桥梁建设施工技术交通部重点试验室,武汉430071;中交武汉港湾工程设计研究院,武汉430071/长大桥梁建设施工技术交通部重点试验室,武汉430071;中交武汉港湾工程设计研究院,武汉430071/长大桥梁建设施工技术交通部重点试验室,武汉430071;中交武汉港湾工程设计研究院,武汉430071/长大桥梁建设施工技术交通部重点试验室,武汉430071【正文语种】中文【中图分类】TG174.4在众多的防腐蚀技术中,阴极保护是国际上公认的长效防腐蚀技术,已有一百多年的历史[1]。
海水环境对阴极保护电流分布影响因素汇报人:日期:contents •引言•海水环境对阴极保护电流分布的影响•海水环境因素对阴极保护电流分布影响的实验研究•海水环境因素对阴极保护电流分布影响的研究模型•海水环境对阴极保护电流分布影响因素的结论和建议目录01引言阴极保护是防止金属腐蚀的重要方法,在海洋工程中得到广泛应用。
海水环境具有复杂性和特殊性,对阴极保护电流分布产生重要影响。
探究海水环境对阴极保护电流分布的影响,有助于优化阴极保护设计和提高防腐蚀效果。
研究背景与意义研究目的和方法研究海水环境因素对阴极保护电流分布的影响机制,为优化防腐蚀设计和提高保护效果提供理论支持。
方法通过实验和模拟方法,分析不同海水环境因素对阴极保护电流分布的影响,如温度、盐度、流速等。
02海水环境对阴极保护电流分布的影响海水温度的变化会影响阴极保护电流的传导特性。
一般来说,高温会导致电流传导效率降低,而低温则可能增强电流传导。
海水温度海水的盐度可以影响阴极保护系统的电化学反应。
高盐度环境下,系统的电化学反应可能会受到抑制,从而影响电流分布。
盐度海水流速会对阴极保护系统的稳定性产生影响。
高速流动的海水可能会干扰系统与金属表面的接触,从而改变电流分布。
流速果可能会大打折扣。
影响。
进一步实验研究。
在不同温度下,阴极保护电流的传导特性会发生改变。
一般来说,高温下电流传导效率降低,而低温下电流传导效率相对较高。
在高盐度环境下,阴极保护系统的电化学反应受到抑制,电流分布可能会出现不均匀现象。
在高速流动的海水环境下,阴极保护系统的稳定性受到干扰,电流分布可能会出现波动现象。
不同海水环境因素下的阴极保护电流分布特点03海水环境因素对阴极保护电流分布影响的实验研究实验材料不锈钢试样、锌阳极、恒电位仪、海水环境模拟系统研究目的探究海水环境因素对阴极保护电流分布的影响实验方案分别在静止海水、流动海水、不同盐度、不同温度等模拟环境下进行阴极保护实验,记录电流分布数据实验设计实验过程按照实验方案,设定恒电位仪的电位,将不锈钢试样与锌阳极连接,置于模拟的海水环境中,记录各个试样的电流分布数据。
海洋环境对潜艇阴极保护和水下腐蚀静电场的影响
刘春阳;王建山;赵玉龙
【期刊名称】《船电技术》
【年(卷),期】2022(42)6
【摘要】潜艇阴极保护效果和水下腐蚀静电场分布会随着海水电导率、海床电导率和海水深度等海洋环境的变化而改变。
采用有限元法建立潜艇外加电流阴极保护下的水下腐蚀静电场模型,求解不同海水电导率、海床电导率和海水深度等海洋环境因素下潜艇表面电位、阳极输出电流和水下电场分布。
结果表明:阳极保护电流随着海水电导率的增大而显著增大,而海床电导率和海水深度对阳极保护电流影响较小;水下电场峰值随着海水电导率、海床电导率和海水深度的增大而减小。
【总页数】6页(P56-61)
【作者】刘春阳;王建山;赵玉龙
【作者单位】国防科技大学信息通信学院
【正文语种】中文
【中图分类】O411.1
【相关文献】
1.分层海洋环境对潜艇腐蚀相关静态电磁信号的影响研究
2.基于有限元的水下航行器腐蚀静电场特性分析
3.海洋环境钢筋混凝土的腐蚀和阴极保护技术
4.螺旋桨涂层对潜艇水下静电场影响仿真分析
5.温度对舰船阴极保护和腐蚀静电场的影响
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海水环境对阴极保护电流分布影响因素的研究与应用摘要随着科学技术的迅速发展,新能源,无污染的能源逐渐迅速发展起来,我国大陆海岸线长达1.8×104km,据全国沿海普查资料,全国有近200个海湾、河口可开发潮汐能,可开发的潮汐能年总发电量达600亿kWh。
随着海洋资源的开发与利用,各种金属材料在海洋环境中得到了广泛的应用,其中钢铁由于其成本低廉,机械性能强,成为海洋工程中用途最广材料。
而钢铁材料在使用过程中最重要的问题就是腐蚀。
据统计,腐蚀的钢铁材料占钢铁总产量的1/5。
腐蚀极大缩短了设备构建物的使用年限,对海洋工业造成严重的破坏,阻碍生产发展、科技进步严重干扰国民经济的发展,由于腐蚀的存在加大了工程安全风险,严重时甚至会危及人民的生命财产安全。
因此,海洋工程中钢铁材料的防腐越来越受到人们的重视。
通过研究,人们逐渐意识到涂层技术与阴极保护技术是保护钢铁材料最重要、应用最广泛的一种技术。
本文通过分析海洋环境特点,金属在海水中腐蚀机理与类型,从当前潮汐电厂出现的腐蚀问题入手,分析了目前现有的金属保护方法,通过模拟海洋环境,采用环氧树脂涂层和牺牲阳极的阴极保护法对浸泡海水中的Q235钢进行观察,改变涂层厚度,运用动电位极化曲线法研究材料的耐蚀性。
通过对极化曲线的分析,得出测试材料的自腐蚀电位(Ecorr)与自腐蚀电流密度(icorr)。
对这两项数据进行比较分析,判断出金属材料的耐蚀性。
用小模型模仿阴极保护,通过研究海水对样品的腐蚀,分析影响阴极保护电流分布的因素,得出海水盐度越高,钢的腐蚀倾向越大;有涂层的阴极保护电流分散能力小,腐蚀电位基本保持一致,保护效果好;随着涂层厚度的增加,Ecorr负值依次逐渐变小,则抗腐蚀能力增强;在长距离的试样保护中,涂层是影响阴极保护的因素之一。
图[个数]幅;表[个数]个;参[个数]篇。
关键词:海洋环境、金属腐蚀、涂层、阴极保护分类号:Abstract[单击此处键入英文摘要,内容应当与中文摘要相同]Figure[amount]; Table[amount]; Reference [amount]Keywords: [单击此处键入英文关键词(自定义3-5个),内容与中文相同]Chinese books catalog:目次引言 (1)第1章[单击此处键入1级标题] (3)1.1 [单击此处键入2级标题] (3)1.1.1 [单击此处键入3级标题] (3)1.2 [单击此处键入2级标题] (4)第2章[单击此处键入1级标题] (10)2.1 [单击此处键入2级标题] (13)2.1.1 [单击此处键入3级标题] (13)第3章[单击此处键入1级标题] (14)3.1 [单击此处键入2级标题] (16)3.1.1 [单击此处键入3级标题] (16)第4章[单击此处键入1级标题] (18)4.1 [单击此处键入2级标题] (16)4.1.1 [单击此处键入3级标题] (16)结论 (31)参考文献 ..................................................................................... 错误!未定义书签。
附录A [单击此处键入附录题名] ..................................... 错误!未定义书签。
致谢 ......................................................................................... 错误!未定义书签。
导师简介 ..................................................................................... 错误!未定义书签。
作者简介 ..................................................................................... 错误!未定义书签。
学位论文数据集 ......................................................................... 错误!未定义书签。
引言海洋被认为是地球的资源宝库,也被称作为能量之海。
我国拥有漫长的海岸线,海洋资源极其丰富,海洋资源的综合开发利用已成为保证国民经济可持续发展的主要措施之一。
随着海洋开发事业的快速发展,港口的钢桩、栈桥,跨海大桥,采油平台,海滨电站(包括火电站、核电站及潮汐发电站),海上船舰,以及在海上和海中作业的各种机械,无不遇到海水腐蚀问题,海水对于各种材料和结构而言无疑是一个腐蚀环境,其腐蚀限制了各种技术与工程。
因此海水腐蚀问题研究越来越重要,海水环境中材料的防腐问题已成为当前急需解决的难题。
因为月球对地球的万有引力会随着时间周期的变化而变化,引发了地球上分布各处的海洋发生潮汐现象,这种引力会导致海洋水平面的升高或降低出现周期性的变换,由于升降以及海水的流动产生了相应的能量,就被叫做潮汐能。
它是非常干净的能量,可以被循环再利用,由此引发了全世界各个国家的高度关注。
海洋中的潮汐能作为成熟的技术将得到更大规模的利用。
现代潮汐能主要用在发电方面。
全世界储存的海洋潮汐能量评估约有27亿kW 左右,假如这些能量能够全部转化的话,约相当于每年1.2万亿kWh的电能;这种能量的转化需要在海湾、河口等特殊地段建造拦水大坝,囤积大量海水供附近的水力发电厂发电。
这种发电方法具有许多的长处,但是事物往往都是存在正反两方面的,从另外一个方面来看,由于发电设备的材质大都是金属或者是它的合金材料,这些物质长期浸泡在腐蚀性很强的海水里面,必然会产生较大的腐蚀与污染现象,这个客观存在的问题也就是当今海洋产业的一个重大难题;根据一些调查发现,世界各国因这个原因,蒙受了6000亿至12000亿元的经济损失,占据了该国生产总值的2%~4%[1],美国在2002年就曾经发表过相关报道,在其以往的1998年里,就因腐蚀的问题丢掉了近2760亿美元的经济收入,相当于全国生产总值的3.1%[2]。
然而,我国的国情是海岸线长,海湾、河口多,如果按照潮汐能发电许可的基本地理条件实施建设后,可年产生600亿kWh的电量,装机总容量能够达到20GW,因此在这种大自然的恩赐下,我国逐渐建造了许多大大小小的潮汐电站,比如:有五十年代的浙江沙山、江苏浏河,八十年代的江厦潮汐试验电站等,早年的电站建设由于受到选址等原因的制约,不能高效能的发挥功能,甚至报废;80年代以后建设的电站还在运行。
曾经对2007年国内海洋经济进行统计,产值在24929 亿元左右,占全国总产值的10.11%,若腐蚀按照产值的5%比例进行计算的话,这些腐蚀的发生,就损失了1200亿元以上。
另外,除以上的经济损失之外,还时刻存在灾难性事故、环境污染加重甚至危及人身安全的隐患。
所以,要积极引用正确妥当的防腐技术,防止或者减慢腐蚀这种现象的发生。
本课题主要研究金属腐蚀发生的机理,海水环境对金属腐蚀的影响,分析了各种金属的防腐办法,其中阴极保护和涂层保护是阻止钢构建筑物在海水中腐蚀的最有效方法之一。
它是对被保护金属施加涂层,利用涂层覆盖在金属及合金材料表面,避免金属及合金与海水这种强电解质直接接触,以达到防腐的目的。
通过屏蔽性的涂层将金属面与电解质隔离,使阴阳两极之间达到物理屏蔽,施加电流的阴极保护技术是向金属结构施加一定的直流电流,使其阴极极化,当金属的电位负于某一电位值时,腐蚀就会得到有效抑制。
通过在试验室模仿阴极保护的制定方案,观察Q235钢试样的腐蚀电位分布情况,了解盐度、涂层厚度等参数对腐蚀的影响,正确选择合适的阴极保护参数,对系统的安全性至关重要。
若阴极保护参数选择不当,则可能出现保护不足,或造成被保护金属结构的电位负于析氢电位,极有可能发生“氢脆”而使金属结构遭到破坏。
因此各种参数的选择,对系统的安全性至关重要。
在潮汐水电站发电的过程中,由于运行机组一直是在盐雾与海水中运行,再加上空气的氧化作用,这些金属制造的构件表面非常容易被氧化破坏,造成设备变形甚至失衡、失效,即便设备经常大修,也会让其使用寿命越来越短,极大地降低了发电生产的效率,埋下安全隐患,因此要针对不同的腐蚀原理,建立对应防护体系,采取有效的防护措施,是我们当今需要积极推进的工作。
第1章海洋环境金属腐蚀的特点1.1 海洋环境的腐蚀分区海水的平均盐度为3.5%,同时还存在钠离子、镁离子、钙离子等金属离子,氯离子、硫离子等非金属离子与其他杂质,因此,海水它是具有较强腐蚀性、导电性的电解质溶液,电阻小,不同的金属一旦接触,就在金属的表面形成了宏电池与微电池,必然发生均匀腐蚀、电偶腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀等现象。
当这些腐蚀严重发生时,就导致了它的机械强度等性能逐渐地丧失。
在海洋的竖直方向上,依据腐蚀的影响情况,将海洋环境划成不同特点的5个区域,它们分别是海洋大气区、海洋飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海底泥土区。
1.1.1 海洋大气区海洋大气区:是指包含浪花飞溅不能到达的区域,以及沿岸大气区域,区域中含有H2O(g)、O2、N2、CO2、SO2以及悬浮在这些气体中的氯化盐、硫酸盐等物质。
与内陆大气相比,海洋大气的湿度较大,又经过毛细管、吸附、化学凝结作用,那么在金属的表面就形成了薄薄的一层水膜,当以上气体物质溶解在水膜中时,就形成了导电极强的电解质溶液,再加上金属及合金材料中含有的杂质或者其他元素有着不同的实际电位,这样就形成了许许多多的原电池,一旦被当做溶液中的阳极,就发生了被溶解现象,也就是我们通常所说的被腐蚀现象。
另外,海洋大气中的含盐粒子,容易潮解且具有较强的穿透力,因此更加催化了金属的点蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀与缝隙腐蚀等形态的部分腐蚀行为。
另外,离海面的距离、温度、风速、风向、阳光照射、尘埃、污染也是产生腐蚀、影响腐蚀的相关因素。
1.1.2浪花飞溅区浪花飞溅区:是指处于平均高潮线以上,海水飞溅能够湿润的区域。
在这个区域的钢料,因为持续的受到不同海水的冲刷和浸泡,再加上与空气完全的接触,含氧量极高,外加频繁的干湿交替、日照充足以及金属表面的自身氧化、海水气泡的频繁冲击等原因,就加剧了该区域已安置设施设备被腐蚀和破坏进程。
因此这个区域是海洋环境腐蚀破坏最为严重的区域。
也导致了该区域设施设备的提前报废,因此,要在该区域积极实施有效的防控腐蚀措施,延长他们的使用年限。
1.1.3 海水潮差区海水潮差区:是指处于平均高潮位与低潮位之间的区域。
这个区域内的金属表面温度同时受到大气与水温的影响;一般类似海水温度,氧气传播与扩散较慢。