钻井平台牺牲阳极阴极保护案例_2020

牺牲阳极施工图设计说明（五）阴极保护1.主要设计及施工规范《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2018《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2017《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T21246-20202.设计概况本工程对消耗油库至外场供油干管和回油干管进行牺牲阳极阴极保护。

供油干管与回油干管平行敷设，采用联合阴极保护方式，被保护管道两端设绝缘接头。

被保护管道相关数据见下表：序号名称材质管径（外径X壁厚）（mm）长度（m）防腐层备注1供油干管20＃377X1216003PE加强级2回油干管20＃219X816003PE加强级3.设计参数土壤电阻率：30Ω·m覆盖层电阻率：≥10000Ω·m2设计使用年限：20年管道最小保护电流密度：0.05mA/m2管道自然电位：-0.55V（CSE）管道最小保护电位：-0.85V（CSE）4.设计内容及技术参数4.1本工程设5组镁合金牺牲阳极，每组设3支阳极块，每组间距400米。

4.2设测试桩5组，与牺牲阳极结合设置。

5.材料的选用及技术要求5.1本工程选用镁合金牺牲阳极，牌号:AZ63B，质量符合《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015中的要求。

阳极形状选用梯形。

牺牲阳极应具有完整的质量证明文件，阳极上应标记材料类型，阳极质量和炉号。

阳极电化学性能、规格尺寸如下表：牌号开路电位V（CSE）工作电位V（CSE）实际消耗率Kg/（A·a）重量（Kg）尺寸（mm）备注AZ63B-1.57～-1.60-1.52～-1.577.511700X（110+90）X885.2牺牲阳极填包料由石膏粉、膨润土和工艺硫酸钠组成，它们的质量百分比为75：20：5。

填包料预包装，袋子应采用麻袋或棉质布袋，不应采用化纤类包装袋。

填料厚度应均匀密实，各个方向填料厚度不小于200mm。

阴极保护工程牺牲阳极表面处理保养方法
1.研磨和粗抛光
研磨和粗抛光——就是采用砂布带、砂布轮、旋转铣等对其进行清理。

2.干砂喷丸清理
干砂喷丸清理——该方法是用于镁合金铸件清理的最常用方法之一，一般企业会选择硅砂、钢砂、玻璃球或切丝锌丸、铝丸等进行喷砂。

3.盘或研磨
盘或研磨——该情节方法主要是用来情节镁合金压铸件表面的压铸润滑油和其他表面污染物，通常与去污剂结合使用。

4.钢丝刷
钢丝刷——钢丝刷可清洁镁合金板的中间和电弧焊或电阻焊前去除氧化物。

为了确保钢丝刷的清洁效果吗，压力的大小应该适当，以提高阳极质量。

表面处理图
河南邦信阴极保护工程公司拥有专业阴极保护施工团队，长期进行埋地管道、储油罐、地埋储罐、电厂接地网、循环水管道、油水分离器、轮船、码头钢管桩、钻井平台等阴极保护工程的安装施工。

通过实战经验总结的一些合金牺牲阳极表面去除污垢的处理办法。

牲阳极材料的比较和分析1.1牺牲阳极牺牲阳极保护法是指在腐蚀介质中，当牺牲阳极与被保护金属形成电性连接后，作为牺牲阳极金属靠自身溶解释放出的电流使被保护的金属构件——阴极极化到保护电位而实现金属防蚀方法。

采用牺牲阳极进行阴极保护时，其效果与阳极材料自身的性能有着直接关系。

牺牲阳极材料应具备以下性能：①具有足够负的电位;②工作中阳极极化率小，溶解均匀，产物可自动脱落;③具有较高的电流效率;④电化学当量高;⑤腐蚀产物无毒，不污染环境;⑥价格便宜，来源方便，易于加工。

目前工程上常用的牺牲阳极材料有镁基合金、锌基合金和铝基合金3种。

因材料的成分和电化学性能不同，应用环境也有所不同。

2.1.1镁基牺牲阳极由于镁具有较高的化学活性，且电极电位较负(标准电极电位为一2.37V)，在水中镁表面微观腐蚀电位驱动力大，保护膜易溶解。

因此，适于用做高电阻率的淡水、低盐度水以及电阻率为20～100Q·m的土壤的阴极保护材料。

另外，由于镁的腐蚀产物无毒，还可用于生活水设施的阴极保护。

纯镁阳极由于电流效率低(仅为30%)，使用寿命短，目前已很少使用。

通常在镁中加入适量A1，zn和Mn等元素，可使镁基阳极的电化学性能得到改善。

如镁基合金牺牲阳极的电流效可达55%左右，但远低于锌基和铝基合金。

国外开发出Mg—Mn系合金阳极，其电流效率达到62.36%。

2.1.2锌基牺牲阳极锌的密度大，理论发生电量小，标准电极电位为一0.762V，在腐蚀性介质中，对铁的驱动电位较低(约为0。

2V)。

但是电流效率较高，一般为95%。

锌基阳极在高温下易极化，通常用于常温下的海水和电阻率较低的土壤中。

由于锌基合金阳极在使用中不发生析氢反应，碰撞到钢构件时不会诱发火花，故是唯一可用做油罐、油舱保护的牺牲阳极材料。

锌基阳极主要有2种：①高纯金属锌，要求严格控制杂质含量，锌含量要大于99.995%，铁含量<0.0041%;②低合金化的锌基合金，但是合金元素和杂质的含量仍须严格控制。

牺牲阳极阴极保护防腐技术作者：冯冲来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第05期摘要：我国油气田井下油管的腐蚀问题非常严重，通常采用的防腐方法有采用耐腐蚀管材，涂镀层保护，注入缓蚀剂，定期更换管材等。

本文综述了河南油田通过对牺牲阳极材料的分析研究，确定了牺牲阳极材料配方；对设计加工的阴极保护器进行了腐蚀性能测试，满足油水井防腐需求；通过现场应用，有效缓解了油水井井筒由于高矿化度引起的电化学腐蚀问题，取得了良好的防腐效果，实现了该技术在河南油田的低成本推广应用。

关键词：牺牲阳极材料；阴极保护器；腐蚀性能测试目前河南油田油水井主要应用的防腐技术有物理防腐（防腐涂层内衬油管）化学药剂防腐（缓蚀剂）井下自动加药装置防腐。

缓蚀剂防腐有较好的防腐效果，但对于带封井无法从油套环空加药保护，且区块边缘油井加药增加了运行成本；井下自动加药装置防腐费用高（单井成本2万左右），有效期10个月左右，对井底口袋有一定要求；因此开展了牺牲阳极阴极保护技术应用研究。

牺牲阳极阴极保护技术是一项成熟的电化学防腐技术，其核心是在电解质环境中，将电位更负的阳极材料与被保护金属连接，使阳极材料的电子转移到被保护金属上，而阳极材料则逐渐被消耗掉，所以叫牺牲阳极阴极保护。

河南油田针对上述问题，开展了牺牲阳极阴极保护防腐技术研究，在大量试验与理论研究的基础上，完成了铝-锌-稀土合金牺牲阳极材料的自主研制开发；设计加工阴极保护器，解决了油水井井筒由于带封井无法从油套环空加药边缘区块或自然条件恶劣的油井不适合加药的问题，有效缓解了高矿化度引起的电化学腐蚀，取得了良好的防腐效果，实现了该技术在河南油田的低成本推广应用。

牺牲阳极阴极保护技术特点：①费用低；②保护电流利用率较高，不会产生过保护；③施工技术简单；④不需要维护费用管理。

技术原理：牺牲阳极材料与被保护金属在电解质环境下形成原电池，通过给金属补充大量的电子，使被保护的金属整体处于电子过剩状态，使金属原子不容易失去电子而被腐蚀。

海洋结构物牺牲阳极阴极保护设计方法探讨海洋结构物是指建造在海洋环境中的各类建筑，包括海上风力发电机、海上石油钻井平台、海上民用建筑等。

由于海洋环境对结构物的腐蚀性较强，阳极阴极保护设计成为了海洋工程领域的一项重要技术。

本文将探讨海洋结构物牺牲阳极阴极保护设计方法。

一、牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法是目前最常用的海洋结构物防腐技术之一。

它通过让一种金属作为阳极，以达到防止金属结构被腐蚀的效果。

金属结构物被分为阳极与阴极两种，阳极则会逐渐腐蚀，而阴极则得到保护。

阴极与阳极之间的电流可以使金属结构物形成防腐层，从而达到对海洋结构物的防护效果。

二、阴极保护法阴极保护法是通过正当电流的引入，从而使海洋结构物的阳极、阴极电位差值保持在一个安全范围内的防腐措施。

阴极保护法具备有比牺牲阳极保护法更高的稳定性和独立性，并且可以在多种环境条件下使用。

阴极保护法能够在外部腐蚀介质中保护金属结构物，从而延长其使用寿命。

三、分层保护法分层保护法是综合以上两种方法的一种防腐技术。

它按照具有不同性质的腐蚀环境对海洋结构物的不同部分进行保护。

分层保护法最初步的设计是通过镀层防护来防止外部环境的腐蚀作用。

但是由于海洋环境下的腐蚀作用并不会停止，海洋结构物的金属表面依然会受到侵蚀。

因此，在分层保护法的实际应用中，还需要考虑使用一种阴极保护技术。

四、使用条件牺牲阳极阴极保护的使用条件主要取决于环境和海洋结构物本身的金属材质。

一般来说，海洋结构物位于空气中，完成的沉积程度越快，阳极的本质就越脆。

但是在氧气不充足的海洋深处，则不存在阳极腐蚀的问题。

因此，使用牺牲阳极阴极保护法需要根据具体的操作条件进行针对性的裁剪。

综上所述，海洋结构物的牺牲阳极阴极保护设计是海洋工程领域的重要技术之一。

设计者应该充分考虑环境条件，结合何种保护方法，防腐性能的稳定性、金属接触等问题。

各种方法都有其优缺点，应根据具体情况选择合适的保护方法。

平台导管架阴极保护监测系统及牺牲阳极阴极保护改造陈武;龙云;陈超;王科林;杨皓洁;杨明【期刊名称】《全面腐蚀控制》【年(卷),期】2014(000)007【摘要】阴极保护是平台飞溅区以下区域钢结构的主要防腐措施。

阴极保护监测系统可以持续监测平台导管架阴极保护状况，已经被广泛应用。

当发现导管架处于欠保护时，通过潜水员水下安装牺牲阳极对平台进行延寿，效果良好。

【总页数】3页(P33-34,61)【作者】陈武;龙云;陈超;王科林;杨皓洁;杨明【作者单位】中海油能源发展股份有限公司上海环境工程技术分公司，上海200030;中海油能源发展股份有限公司上海环境工程技术分公司，上海 200030;中海油能源发展股份有限公司上海环境工程技术分公司，上海 200030;中海油能源发展股份有限公司上海环境工程技术分公司，上海 200030;中海油能源发展股份有限公司上海环境工程技术分公司，上海 200030;中海油能源发展股份有限公司上海环境工程技术分公司，上海 200030【正文语种】中文【中图分类】TG174.41【相关文献】1.杭州湾某码头改造工程钢管桩牺牲阳极阴极保护 [J], 史忠裕;范卫国;李森林2.海洋工程用新型牺牲阳极设计与性能研究(Ⅳ)——导管架平台阴极保护应用研究[J], 刘福国;张伟;王秀通;尹鹏飞;黄志强;张国庆;韩冰;李向阳3.导管架牺牲阳极阴极保护数值模拟评价与优化改造 [J], 董亮;杜艳霞;张建宇;路民旭;吕建伟4.象山港大桥钢管桩牺牲阳极阴极保护及监测系统 [J], 叶伟建;范列朋;熊信勇;雷俊;史久捍;胡士信5.海洋工程用新型牺牲阳极设计与性能研究(Ⅴ)——导管架平台阴极保护设计探讨[J], 张伟;刘福国;尹鹏飞;张国庆;杨朝晖;李向阳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

桥梁养护中牺牲阳极的阴极保护法作者：朱从伟于保华来源：《装饰装修天地》2017年第02期摘要：混凝土中钢筋锈蚀是一个电化学的过程，其电化学机理是当钢筋表面有水分存在时，就发生铁电离的阳极反应和溶解态氧还原的阴极反应，相互以等速度进行。

钢筋锈蚀致使体积膨胀，对保护层混凝土产生扩张力，致使钢筋保护层混凝土沿钢筋方向开裂、脱落，而裂缝及混凝土保护层的剥落又进一步加剧了内部钢筋的锈蚀，从而陷入一个恶性循环的过程，造成结构的损坏。

针对桥梁维修过程中出现的钢筋的锈蚀现象，提出电化学防腐蚀中的牺牲阳极的解决办法，并采取对比实验与实际应用加以验证，总结形成一种有效控制钢筋锈蚀的可行性方法。

关键词：钢筋混凝土结构；桥梁养护维修；钢筋锈蚀；电化学防腐；牺牲阳极；锌基合金1 引言桥梁是道路中断时跨越障碍物的建筑物。

长久以来，桥梁对于促进交通事业和国民经济的发展起着极为重要的作用。

目前，中国已成为桥梁大国，每年新建的桥梁约占世界新建桥梁总数的一半。

2011年的数据显示，我国拥有桥梁 65.8万余座，总计30483094 延米，已超越美国（约62万座），成为桥梁第一大国。

根据规划，到2020年左右，我国公路桥梁将建至80万座。

长期以来，钢筋混凝土结构的耐久性得到了工程实际的考验，被人们所认可，钢筋混凝土桥梁也因此成为目前世界上应用最为广泛的桥梁。

以我国为例，在已建公路桥梁中，钢筋混凝土桥梁所占比例达到90%以上。

钢筋混凝土结构中，钢筋处于强碱环境中，在其表面形成了一层致密的钝化膜，保护钢筋不与腐蚀环境接触，使钢筋不发生锈蚀。

但在桥梁的使用期间，结构处于恶劣的环境条件下，内部将发生一系列变化，导致钢筋混凝土的腐蚀。

钢筋锈蚀对于钢梁混凝土桥梁的使用极为不利。

所以，钢筋混凝土中的钢筋防锈蚀变得尤为重要。

2 钢筋锈蚀的机理用钢筋和混凝土制成的钢筋混凝土结构中钢筋承受拉力，混凝土承受压力，其由于具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材和成本低等优点。

复杂海洋环境下长寿命牺牲阳极阴极保护关键技术及应用在咱们海洋的深处，那可真是一个复杂又神秘的世界。

海水里盐分高，潮汐不断，温度忽冷忽热，海底的生物也各种各样，真的是给设备带来了不少麻烦。

你想，海洋里的钢铁、船只、平台这些大家伙，如果不做好保护，早晚就得被腐蚀得掉漆、烂掉。

就得提到一个非常有用的保护手段——牺牲阳极阴极保护。

这玩意儿听上去有点复杂，但实际上，就像给海洋中的设备穿上一层保护衣。

话说回来，长寿命牺牲阳极阴极保护技术，那才是关键中的关键。

简单来说，牺牲阳极阴极保护就像给设备找了个保镖。

海水中的腐蚀反应其实是因为金属表面与水发生了电化学反应，导致金属的分子不断流失，长时间下来，设备就会腐蚀，甚至报废。

而牺牲阳极就是通过将一些特定的金属材料（比如锌、铝或镁）放到设备旁边。

这些金属的电化学特性比设备的金属更容易发生反应，所以它们会先“牺牲”自己，保护设备不受损害。

像是站出来顶包，设备的“身体”没事，牺牲阳极自己吃了亏。

想象一下，海洋环境就像是一个大号的化学实验室，什么盐分、氧气、酸碱度都在作怪。

尤其是那些深海区域，水深又大，环境条件变得更加极端。

没有点好技术，根本扛不住。

比如传统的牺牲阳极，其实有个问题：它们的使用寿命并不是特别长。

如果阳极用得太快，设备就得经常进行维护或者更换阳极，想想每次去海上换东西可不容易，成本可就上去了。

可如果技术做得好，阳极能用个十年八年，设备就能“长命百岁”。

说白了，这就是长寿命牺牲阳极阴极保护技术的最大优势，它不但能有效抵抗腐蚀，还能减少频繁维护的麻烦。

在复杂海洋环境下，技术的应用就更重要了。

比如说，咱们的海底石油平台，得面对恶劣的天气和强烈的海流。

就算是坚固的钢材，放在海水中呆久了，也会被“慢慢啃掉”。

再比如海上风电平台，它们长期在海面上工作，阳光、风、雨、潮汐，啥都得忍。

你想想，如果没有这种长寿命保护技术，设备根本撑不住。

它不光要对抗自然的力量，还得要顶住人工的干扰，真是处处都得考虑到。