一般在我們?cè)谠O(shè)計(jì)陰極保護(hù)方案時(shí),都會(huì)相應(yīng)的根據(jù)強(qiáng)制電流和犧牲陽(yáng)極的特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)、實(shí)際需要、外部條件和財(cái)務(wù)指標(biāo)等來(lái)進(jìn)行選擇和使用。海洋平臺(tái)犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)的特點(diǎn)是不需要外加直流電源,但犧牲陽(yáng)極材料所具備的電位要足夠負(fù)并且長(zhǎng)期保持該負(fù)電位的電化學(xué)性能。
犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)材料主要采用鎂合金、鋅合金和鋁合金。鋁合金陽(yáng)極的電容量是鋅合金的3.6倍,價(jià)格卻便宜30%,所以,鋁合金的安裝費(fèi)和消耗量都比鋅合金低。過(guò)去,海底管線和平臺(tái)立柱都使用鋅合金陽(yáng)極,近年來(lái)逐步被鋁合金陽(yáng)極所取代。如日本中川防蝕公司安裝近200座平臺(tái)犧牲陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng),鋁合金就占了95% 。
犧牲陽(yáng)極的形狀是多種多樣的,海洋平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)采用較多的是長(zhǎng)條狀陽(yáng)極,其斷面呈梯形,鑄入鍍鋅的鐵腳。所需陽(yáng)極數(shù)量取決于被保護(hù)表面的大小、陽(yáng)極尺寸和使用壽命。陽(yáng)極在結(jié)構(gòu)上的分布是很重要的。如果陽(yáng)極在結(jié)構(gòu)上分布不佳且數(shù)量不夠,則會(huì)導(dǎo)致焊接節(jié)點(diǎn)出保護(hù)不足。為了重點(diǎn)保護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)和焊縫熱影響區(qū),使之免遭腐蝕,陽(yáng)極應(yīng)距結(jié)點(diǎn)近些。
海洋平臺(tái)外加電流陰極保護(hù)的特點(diǎn)是必須要有常年供電的直流電源和較長(zhǎng)壽命的貴金屬氧化物輔助陽(yáng)極地床。
評(píng)定陰極保護(hù)效果的方法有兩種,一是 小保護(hù)電位:為使金屬腐蝕停止進(jìn)行,金屬經(jīng)陰極極化后所必須達(dá)到的絕對(duì)值 小的負(fù)電位值,稱(chēng)之為 小保護(hù)電位。再就是 大保護(hù)電位:陰極保護(hù)電位越負(fù),保護(hù)效果就越好,單點(diǎn)保護(hù)范圍也就越廣。但是過(guò)負(fù)的電位將使被保護(hù)金屬構(gòu)件防腐層與管道金屬間的結(jié)合力遭到破壞,產(chǎn)生陰極剝離,甚至氫脆。
在陰極保護(hù)中,提出陰極保護(hù)電位值并不是越負(fù)越有利于金屬的防護(hù),而應(yīng)有一個(gè)絕對(duì)值 大的負(fù)電位值,稱(chēng)之為 大保護(hù)電位。
目前,大部分海洋平臺(tái)和全部海底管線都采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)法。外加直流保護(hù)系統(tǒng)之所以應(yīng)用不普遍,主要是因?yàn)殛?yáng)極電纜易受到損壞而造成保護(hù)中斷。因?yàn)殛?yáng)極電纜導(dǎo)管或電纜接頭往往或因暴風(fēng)雨和巨浪沖擊而斷裂,是系統(tǒng)保護(hù)工作失靈。當(dāng)然犧牲陽(yáng)極也有因鐵腳安裝不牢、因碰撞而脫落或因質(zhì)量不佳而失效的情況。但因其安裝數(shù)量多,危害相對(duì)小些。另外,由于外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)上有其優(yōu)越之處,加之不斷改進(jìn),所以應(yīng)用數(shù)量也在不斷擴(kuò)大。
無(wú)論哪種陰極保護(hù)設(shè)計(jì),遭到損壞時(shí)都應(yīng)立即進(jìn)行維修,水下維修費(fèi)用是高昂的。水下結(jié)構(gòu)使用涂料層已經(jīng)成為減少陰極保護(hù)電流需要量的 普通方法,這樣可大大降低犧牲陽(yáng)極的質(zhì)量,或減少外加直流保護(hù)的電流的需要量。因而,近年來(lái)建造的平臺(tái),大部分都采用優(yōu)質(zhì)涂料層加陰極保護(hù)的方法來(lái)防止平臺(tái)腐蝕。