——小尺寸陽極靜態海水試驗研究"/>
999精品在线视频,手机成人午夜在线视频,久久不卡国产精品无码,中日无码在线观看,成人av手机在线观看,日韩精品亚洲一区中文字幕,亚洲av无码人妻,四虎国产在线观看 ?

海洋工程用新型犧牲陽極設計與性能研究(Ⅰ)
——小尺寸陽極靜態海水試驗研究

2016-05-17 07:21:09張偉尹鵬飛張有慧劉福國張國慶韓冰李向陽王慶璋
裝備環境工程 2016年2期

張偉,尹鵬飛,張有慧,劉福國,張國慶,韓冰,李向陽,王慶璋

(1.青島鋼研納克檢測防護技術有限公司,山東青島266071;2.鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所,山東青島266071;3.海洋石油工程(青島)有限公司,山東青島266520;4.海洋石油工程股份有限公司,天津300451;5.鋼鐵研究總院,北京100081;6.中國海洋大學化學化工學院,山東青島266100)

海洋工程用新型犧牲陽極設計與性能研究(Ⅰ)
——小尺寸陽極靜態海水試驗研究

張偉1,2,尹鵬飛1,2,張有慧3,劉福國4,張國慶4,韓冰1,2,李向陽5,王慶璋6

(1.青島鋼研納克檢測防護技術有限公司,山東青島266071;2.鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所,山東青島266071;3.海洋石油工程(青島)有限公司,山東青島266520;4.海洋石油工程股份有限公司,天津300451;5.鋼鐵研究總院,北京100081;6.中國海洋大學化學化工學院,山東青島266100)

目的設計一種新型犧牲陽極,滿足海洋工程鋼結構陰極保護不同時期保護電流需求,節約犧牲陽極用量。方法通過改變常規陽極面積與質量比,分別設計面積相同和質量相同的新型陽極和常規陽極,并進行靜態海水陰極保護對比試驗。結果面積與常規陽極相同的新型陽極,在節約質量近50%的基礎上,實現了與常規陽極相近的發生電流;質量與常規陽極相同的新型陽極,表面積增加近70%,實現了初期發生電流增加18%,試驗階段發生電流增加14%,被保護鋼試樣的快速極化。結論通過增加常規陽極面積與質量比,降低接水電阻,增加發生電流的設計思路是可行的。

海洋工程;陰極保護;犧牲陽極;新型陽極

海水是一種腐蝕性很強的介質,置身于其中各類海洋工程鋼結構如不采取必要的腐蝕控制措施,必然遭受腐蝕損失[1]。陰極保護是防止海水環境鋼結構腐蝕的重要技術[2—5],分為犧牲陽極法和外加電流法。相較于外加電流法,犧牲陽極法采用陸地一次性安裝,無需后期維護,工藝可復制性強,設計和工程應用歷史久,工程經驗豐富,標準和規范完善,很好地滿足了復雜海洋環境下的腐蝕防護需求。目前,全世界范圍內大多數的海洋工程水下鋼結構采用了犧牲陽極陰極保護。

在海洋工程鋼結構陰極保護設計時,保護電流密度是重要設計參數,我國一般參照DNV和NACE標準[6—7],比如NACE推薦南中國海的導管架平臺裸鋼結構初期保護電流密度為100 mA/m2,為平均和末期保護電流密度(32 mA/m2)的3倍以上。初期設計較大的保護電流密度目是:一方面是為了使被保護鋼結構快速極化到保護電位,縮短極化時間,降低欠保護期間結構物的腐蝕風險;另一方面是在鋼結構表面形成致密的具有保護作用的鈣鎂沉積層,沉積層的形成可有效降低溶解氧達到鋼表面的速度,從而降低后期對保護電流的需求[8—9]。

1 新型陽極設計

在導管架平臺陰極保護設計中,為了滿足初期極化需要,往往設計了大量的犧牲陽極,由于初期極化時間(一般小于1年)相對于整個平臺服役期限(一般15~30年)非常短,因此造成巨大的陽極浪費。犧牲陽極的冶煉不但對資源和能源的消耗巨大,而且大量污染廢棄物的排放對空氣、水、土壤造成嚴重的生態污染和破壞。同時,犧牲陽極的溶解釋放大量的Al,Zn,In,Mg及其他重金屬離子,也存在潛在海洋生態污染隱患[8]。另外,大量犧牲陽極的安裝對平臺載荷的設計提出了更高的要求,增加了平臺建造和安裝成本。

為海洋工程鋼結構“量身定制”一種犧牲陽極是國內外腐蝕工程師和科學家關注的焦點,使其初期發生電流大,滿足初期極化需求,初期極化完成后電流降低,又滿足平均和末期保護電流的需求,達到節約犧牲陽極的目的。

復合犧牲陽極就是為滿足這一需要而開發的,如鎂包鋁[9—15]和鋁包鋁復合犧牲陽極[16—19]。復合犧牲陽極是在傳統海洋工程用鋁合金犧牲陽極的外表面通過冶煉澆鑄一層驅動電壓更高(電位更負)的陽極材料,如鎂合金陽極和高活性鋁合金陽極等。利用高活性陽極初期發出較大保護電流實現快速極化,初期極化完成后,高活性陽極消耗殆盡,利用內部的鋁基犧牲陽極實現平均和末期保護電流需求。

最早被開發并實現了初步工程化應用的是鎂包鋁復合犧牲陽極,但存在以下問題。

1)鎂合金犧牲陽極電位較負(達到-1.4~-1.6 V,相對于飽和甘汞電極電極,下同),存在靠近鎂陽極周圍被保護鋼結構過保護風險,從而危及鋼結構完全。

2)鎂合金與鋁合金陽極熔點差別大,必須采取二次澆鑄才能完成,且外層鎂合金犧牲陽極的澆鑄必須等到鋁合金陽極冷卻到某一溫度才能進行,需要嚴格的控溫程序,工藝繁瑣,費用高。

3)液態鎂流動性較差,冷卻過程易斷裂剝離,造成鎂層包覆不完全,難以制備大尺寸復合陽極,產業化生產困難。

4)二次澆鑄會影響結合部位的陽極成分,若結合部位活化性能差,內部鋁陽極將無法發揮作用,導致陽極失效。

鋁包鋁復合犧牲陽極解決了鎂包鋁陽極的過保護和冷卻過程斷裂問題,但它驅動電壓變小,電流提高幅度有限。同時鋁包鋁復合陽極依然需要二次澆鑄,費用高,且對于結合部位陽極成分的影響尚需深入研究。

海洋工程陰極保護設計規范中,根據歐姆定律計算單支陽極發生電流:I=E/R,其中E是陽極與被保護體之間的驅動電壓,R為陽極接水電阻[6—7]。因此,如要增加陽極發生電流,可以通過增加驅動電壓和(或)降低接水電阻來實現,復合陽極即屬于前者,即通過增加驅動電壓增加發生電流。文中設計的新型陽極則屬于后者,即通過降低陽極接水電阻實現增加發生電流。

犧牲陽極接水電阻均為經驗公式,與陽極尺寸和介質環境相關,在此不予以討論[20]。陽極接水電阻Mccoy公式:R=0.315ρ/S-2。式中:ρ為海水電阻率;S為陽極表面積。若要降低陽極接水電阻,可通過增加陽極表面積實現。

據此,研究者們試圖通過改變傳統陽極面積與質量比開發出一種新的犧牲陽極,使其既滿足在極化初期鈣質沉積層形成期間所需的較大發生電流密度,又滿足中后期較小的維持極化所需電流密度,達到節約陽極用量的目的[21]。設計思路:在傳統梯形陽極截面的基礎上,在陽極兩側增加兩個翼翅,如圖1所示,使其與傳統陽極相同質量的基礎上,表面積增加,從而降低接水電阻,增加初期電流輸出。犧牲陽極在初期溶解過程中,受到邊緣效應的影響,相較于陽極本體新型陽極的翼翅消耗更快,使得其表面積迅速降低,接水電阻變大,發生電流降低,理想的結果是初期極化完成后,翼翅也消耗完全,剩余陽極尺寸的發生電流可以滿足平均和末期較小的保護電流需要。

文中共設計試驗了兩種類型的新型陽極,一種是新型陽極質量與常規陽極相當,但表面積大于常規陽極;另一種是面積與常規陽極相當,但質量小于常規陽極。

2 試驗部分

2.1 試樣材質與設計參數

該試驗中新型陽極和被保護的鋼試樣稱為A,共2種,分別是A1和A2,常規陽極也是2種,為B1和B2。A1和B1陽極為一組進行對比試驗,二者表面積相同,但質量不同;A2和B2為一組進行比對試驗,二者質量相同,面積不同。為便于區分描述,新型陽極A1和A2分別稱為A1陽極和A2陽極,常規陽極B亦然;A1陽極和A2陽極保護的鋼試樣分別稱為A1陽極鋼試樣和A2陽極鋼試樣,B1陽極和B2陽極稱呼亦然。陽極材料為國標[6]Al-Zn-In-Mg-Ti,其化學成分(以質量分數計)為:Si 0.0568%,Cd 0.0004%,Zn 6.184%,In 0.0247%,Fe 0.0771%,Ti 0.0349%,Mg 0.845%,Cu 0.0025%,Al余量。

新型陽極和常規陽極的形狀和尺寸見圖2、表1和表2,其中,表1和表2分別是常規陽極和新型陽極尺寸、質量和面積對比結果。考慮到試驗的可操作性和代表性,犧牲陽極的發生電流亦需要與被保護鋼試樣所需保護電流相匹配。

圖2 陽極截面Fig.2 The cross-sectional schematic view of the anode

表1 新型陽極和常規陽極設計尺寸Table 1 The design parameters of the new type and conventional anodes mm

2.2 犧牲陽極篩選

犧牲陽極試樣是由機床加工成形,刀具的切削操作起熱會導致陽極表面出現不均勻溶解,犧牲陽極澆鑄成形過程中易出現的氣泡、夾雜、裂紋等缺陷也會被加工過程掩蓋,從而影響犧牲陽極的電化學性能。為保證測試結果的可靠性,常規陽極和新型陽極取材均來自同一鑄造陽極,每種陽極均制作4個平行試樣,根據循環伏安試驗篩選電化學性能相匹配的陽極進行試驗。試驗前先用300#砂紙,再用1000#砂紙將打磨至露出金屬光澤表面,隨后依次用乙醇和丙酮擦洗,吹干。在所有試樣的頂端中心鉆出φ1.2 mm×8 mm的小孔,將銅導線暴露端(約8 mm)掛錫后緊配合嵌入,插接處用環氧樹脂防水涂封。

表2 新型陽極和常規陽極質量與表面積對比Table 2 The comparison of anode quality and surface area of the new type and conventional anodes

循環伏安試驗采用慢速掃描,掃描范圍為-1150~-850 mV(vs.SCE,下同),掃描速度為0.2 mV/ s。采用美國普林斯頓M273A恒電位儀和1260頻率響應分析儀組成的電化學阻抗測試系統。犧牲陽極試樣為工作電極,飽和甘汞電極為參比電極,輔助電極為鍍鋅鋼網,電解質溶液為青島海洋腐蝕研究所海水試驗站天然過濾海水。每個試樣連續進行3次循環伏安掃描,取第3次循環伏安曲線的往返平局值作為其極化曲線,對比犧牲陽極電化學系能。選取試驗前后陽極開閉路電位、極化曲線相近[22—23],且表觀溶解均勻,無島狀、蝕坑、裂紋、夾雜等缺陷的陽極開展對比試驗。

2.3 室內海水試驗

室內海水試驗水槽為PVC板材卷焊成形,內部容積為φ650 mm×1050 mm。為保證試驗條件的一致性,在3 mm厚Q235B鋼板上切出兩塊600 mm×1000 mm的被保護鋼試樣,將其表面除銹磨光,用丙酮紗布擦拭干凈。將一張與鋼試樣相同尺寸的PVC隔離板打磨干凈后兩面涂覆環氧樹脂分別粘接一張鋼試樣,形成一個陰極保護對比實驗用鋼試樣。其中兩塊600 mm×1000 mm鋼試板的各自一面為暴露面,其中間的PVC板為絕緣隔離層。

在兩張鋼試樣幾何中心各布置一組新型陽極和常規陽極,鋼試樣對稱位置分別布置8支Ag/AgX參比電極[24],如圖3所示。其中參比①電位位于犧牲陽極下部,測定的是犧牲陽極的開閉路電位,參比④測定的是陽極近處鋼試樣表面電位,參比②,⑤,⑦分別位于鋼試樣各區域幾何中心,參比③,⑥,⑧分別位于鋼試樣幾何邊緣。定期用飽和甘汞電極校準各參比電極,陽極對鋼試樣的發生電流和鋼試樣表面電位等參數由多通道數據采集與存儲儀完成,采集頻率設定為每分鐘1次。

圖3 鋼試樣表面犧牲陽極和參比電極布置Fig.3 Arrangement of the sacrificial anodes and the reference electrodes on the surface of the steel samples

3 結果與討論

3.1 相同面積陽極對比試驗

首先進行的是相同表面積,不同質量的兩組陽極對比試驗。試驗溶液為天然海水,溫度為室溫,電導率為46.00 mS/cm。A1和B1陽極發生電流隨時間的變化如圖4所示,可以看出,0~6 h內兩個陽極的發生電流迅速增加,6 h左右達到最大,6~15 h又快速降低到起始電流大小,后緩慢降低,兩個陽極的發生電流大小相近,趨勢相同。

圖4 A1和B1陽極發生電流對比Fig.4 The comparison of current output of A1and B1sacrificial anodes

犧牲陽極與鋼試樣接通時,A1陽極發生電流為56.3 mA,B1陽極發生電流為57.2 mA,兩者差別小于2%;而后陽極發生電流在6 h左右增加到極大值,A1陽極達到78.5 mA,B1陽極為83.1 mA,兩者差別小于6%;隨后兩種陽極的發生電流均迅速降低后緩慢降低;試驗結束時,A1陽極發生電流為19.3 mA,B1陽極為19.6 mA。統計結果顯示,在起始的1 h內,A1平均發生電流63 mA,B1為65.5 mA,差別在4%以內;在整個實驗階段,A1平均發生電流56 mA,B1為53 mA,A1陽極和B1陽極亦相當,差別小于5%。

A1和B1鋼試樣3#,6#和8#參比電極處表面電位隨時間的變化如圖5所示,可以看出,兩個鋼試樣表面電位負移過程幾乎完全相同。鋼試樣與犧牲陽極接通的1 h內,A1和B1鋼試樣保護電流密度在100~102 mA/ m2,兩個鋼結構表面電位均迅速負移到-0.92 V附近,鋼試樣邊緣電位極化到保護電位區間,說明整個鋼試樣均達到了有效保護[6—7]。盡管A1和B1陽極發生電流逐漸降低,但兩個鋼試樣表面極化電位卻緩慢負移,試驗結束時保護電流密度降低到30 mA/m2,鋼試樣表面電位穩定在-0.98 V附近。

圖5 A1,B1鋼試樣表面典型位置的電位及其變化趨勢Fig.5 The potential changes of typical positions on the surface of the A1and B1steel specimens

0~6 h內兩個陽極發生電流迅速增加應該是其表面逐漸活化的結果,陰極保護過程是一個犧牲陽極與鋼試樣相互極化的過程。鋼試樣電位較正,對犧牲陽極來說是陽極極化,陽極極化使得其由光亮表面逐漸溶解而粗糙,從而增加了陽極的有效表面積,使得發生電流逐漸增加。當鋼試樣被極化到-0.92 V以后,驅動電壓迅速降低到0.13 V(剛接通時為0.45 V),出現了6~15 h陽極電流迅速降低的現象。

當鋼試樣極化到-0.9 V以后,具有有效保護作用的鈣鎂沉積層開始形成并逐漸覆蓋,保護電流需求也逐漸降低[25—26]。實驗室試驗和現場試驗表明,鋼在海水中電位快速極化到-0.9~-1.0 V比極化較慢或極化不到此區間時所產生的鈣鎂沉積層更加致密而具保護性,保護電流的需求也隨著保護性沉積層的形成而快速(成10倍)降低[6—7]。這也就是后期盡管陽極電流逐漸降低,但保護電位卻逐漸負移并穩定到-0.98 V附近的原因。由此可見,在靜態海水環境中,具有有效保護作用的鈣鎂沉積層形成后,30 mA/m2左右的保護電流密度即可實現對鋼結構的腐蝕控制。

試驗結束后A1和B1陽極的表面形貌如圖6所示。可以看出,兩個陽極試樣表面的棱角和邊沿均已被消耗溶解,長方體B1陽極形狀向圓柱形收縮,A1陽極的兩個翼翅溶解呈現出鋸齒狀,從外部邊緣逐步向陽極本體溶解收縮。陽極的這種溶解特征是表面邊緣效應的結果,對犧牲陽極來說,邊沿、棱角等凸出區域電力線集中,單位面積電流密度較其他區域更大,所以被優先溶解消耗。新型陽極的溶解效率形貌與設計思路相一致,這也是設計新型陽極的重要依據:在常規陽極兩側設計出兩片翼翅,增加陽極表面積,降低接水電阻,增加初期陽極發生電流,滿足初期極化電流需求,由于邊緣效應的存在,犧牲陽極的翼翅優先陽極本體快速溶解消耗,其表面積快速增加,發生電流降低,滿足鋼結構平均保護電流和末期保護電流的需求,達到節約犧牲陽極的目的。

圖6 試驗后A1,B1陽極的表面形貌Fig.6 The surface morphologies of the A1and B1sacrificial anodes after the test

新型陽極A1初期發生電流與常規陽極B2相當,這與兩個陽極初期表面積相同的設計結果相符。后期整個試驗階段新型陽極發生電流與常規陽極依然相當,并未出現明顯降低。出現這種現象的原因可能為:盡管新型陽極翼翅因溶解而消耗,但因為試驗周期短(僅1周),陽極消耗少,對尺寸的改變小,有效表面積與常規陽極相近,因此發生電流相當;后期隨著具有有效保護作用的鈣鎂沉積層的形成,保護電流需求降低,而新型陽極和常規陽極發生電流均能滿足這一保護電流需求,因此,兩者發生電流大小的差異性并未體現,僅根據保護電流需求量而提供。

由此可見,經過構型優化的新型陽極A1在節約陽極質量近49%的前提下,試驗階段達到了與常規陽極B2相近的發生電流。

3.2 相同質量陽極的對比試驗

該試驗中,將天然海水稀釋3倍作為試驗介質,電導率為10.72 mS/cm(換算到25℃,下同),溫度為室溫。之所以選擇將海水稀釋3倍,是因為海水環境下新型陽極A1和常規陽極B1對比試驗中,兩種陽極1 h內同時將被保護鋼試樣極化到-0.92 V,極化過程差異未被表現,被保護體面積較小可能也是其中原因之一。故在質量相同的常規陽極和新型陽極對比試驗中,為揭示兩者發生電流和保護情況的差異,特將海水稀釋3倍,根據物理模型縮比理論,稀釋3海水相當于被保護面積增加3倍。需要說明的是,該次試驗電位和電流數據采集為人工測試記錄,參比電極靠近測量點及在不同測量點移動過程中,會擾動鋼試樣表面溶液,因此引起電位和電流的輕微波動,試驗數據變化不如上次平滑。

新型陽極A2和常規陽極B2發生電流對比如圖7所示,其中的平滑數值為相鄰5個電流點的平均值。可以看出,犧牲陽極與鋼試樣接通時,A2陽極發生電流為35.5 mA,高于常規B2陽極30 mA近18%;在起始的1 h內,A2平均發生電流為38.7 mA,B2為33 mA,高于常規陽極17%;在整個實驗階段,A2平均發生電流為39.3 mA,B2為35 mA,高于常規陽極14%。可以看出,在與常規陽極相同質量的前提下,經過構型優化后的新型陽極發生電流可提高14~18%。

A2和B2陽極發生電流變化趨勢與A1和B1陽極相同,均為前期快速增加并快速降低,后緩慢減小。只是A2和B2陽極發生電流增加和降低趨勢更為緩慢,在25 h左右達到最大值,而后25~55 h之間快速降低,55 h以后緩慢降低。出現這種現象的原因可能與海水的稀釋有關,相較于海水,稀釋后的海水介質電阻率增加,接水電阻增大,發生電流降低,因此陽極活化過程變緩。

圖7 A2和B2陽極發生電流對比Fig.7 The comparison of current output of A2and B2sacrificial anodes

鋼試樣表面3#,6#和8#參比電極處的電位及其變化如圖8所示。可以看出,A2鋼試樣表面電位快速負移,在25 h時極化到-0.9 V,而B2極化過程相對緩慢,極化到-0.9 V約為70 h,這與A2陽極初期發生電流大相對應。后兩個鋼試樣極化電位均緩慢負移并穩定在-0.9 V左右。相較于A1和B1鋼試樣保護電位變化趨勢,A2和B2鋼試樣極化過程更加緩慢,應該也是與海水被稀釋有關。海水稀釋后,發生電流降低,同時由于海水稀釋后溶液中的[Ca2+]和[Mg2+]濃度降低,在以上兩種因素的共同作用下,鈣鎂沉積層形成過程緩慢且保護性弱,對于降低保護電流作用有限,因此極化過程緩慢。

圖9是試驗結束后A2和B2陽極的表面形貌。相較于A1和B1陽極,A2和B2陽極的質量大(約為B1陽極的3倍),因此陽極表面消耗并不明顯。

可以看出,通過構型優化,設計的A2新型陽極在于常規陽極質量相當的基礎上,表面積增加近70%,發生電流增加14%~18%。因為初期發生電流大,A2鋼試樣極化速度也更快。

圖8 A2,B2鋼試樣表面典型位置的電位及其變化趨勢Fig.8 The potential changes of typical positions on the surface of A2and B2steel specimens

圖9 試驗后A2,B2陽極的表面形貌Fig.9 The surface morphologies of the A2and B2sacrificial anodes after the test

需要指出的是,由于該次兩組試驗周期較短,僅對新型和常規陽極及被保護體的初期行為(發生電流、保護電位及表面形貌)進行比對測試,對于新型陽極翼翅消耗過程及消耗后的行為特征研究并未涉及,而這也是新型陽極進一步優化設計的關鍵,這部分內容將在后期的研究中予以實現。

該次試驗條件為室內靜態海水,而實際海洋工程鋼結構服役環境中海水的流速、溶解氧、溫度、pH、鹽度等參數均對犧牲陽極的電化學行為及被保護體極化過程產生影響,因此,下步工作將進行實海環境下的對比相關研究。根據以上研究內容可知,通過在常規陽極上增加兩個翼翅,增加陽極表面積,降低接水電阻,實現了初期發生電流增加和被保護鋼結構的快速極化。

4 結論

1)改變傳統陽極面積與質量比開發出一種新型犧牲陽極A1,在節約質量近50%的基礎上,得到與常規陽極相同的表面積,實現了試驗階段與常規陽極相近的發生電流。

2)設計的新型陽極A2,在與傳統陽極相同質量的前提下,表面積增加近70%,使得初期發生電流較常規陽極增加18%,全程發生電流增加14%,被保護鋼試樣快速極化。

3)實驗結果表明,通過在常規陽極兩側增加兩翼而增加其表面積,降低接水電阻,增加初期發生電流的設計思路是可行的。

[1]胡建朋,劉智勇,胡山山,等.304不銹鋼在模擬深海和淺海環境中的應力腐蝕行為[J].表面技術,2015,44(3):9—14. HU Jian-peng,LIU Zhi-yong,HU Shan-shan,et al.Stress Corrosion Behavior of 304 Stainless Steel in Simulated Deep and Shallow Seawater Environments[J].Surface Technology,2015,44(3):9—14.

[2]彭澤煊,任厚珉.油溫對海底輸油管線陰極保護的影響[J].表面技術,2015,44(1):136—140. PENG Ze-xuan,REN Hou-min.Effect of Oil Temperature on the Cathodic Protection of Submarine Oil Pipeline[J].Surface Technology,2015,44(1):136—140.

[3]查鑫堂,張建文,陳勝利,等.雜散電流干擾和陰極保護作用下碳鋼腐蝕規律研究[J].表面技術,2015,44(12):12—18. ZHA Xin-tang,ZHANG Jian-wen,CHEN Sheng-li,et al. Corrosion Behavior of Carbon Steel in Interference of Stray Current and Cathodic Protection[J].Surface Technology,2015,44(12):12—18.

[4]杜鵬,劉欣,郜友彬,等.酸性土壤中接地網犧牲陽極陰極保護法研究[J].表面技術,2015,44(10):111—116. DU Peng,LIU Xin,GAO You-bin,et al.Galvanic Anode Cathodic Protection of Grounding Grid in Acidic Soils[J]. Surface Technology,2015,44(10):111—116.

[5]徐興龍,周好斌,袁森.脈沖電流與直流電流的陰極保護效果比較研究[J].表面技術,2015,44(1):133—135. XU Xing-long,ZHOU Hao-bin,YUAN Sen.Comparative Study on the Cathodic Protection Effect of Pulse Current and Direct Current[J].Surface Technology,2015,44(1):133—135.

[6]DNV-RP-B401—2010,Cathodic Protection Design[S].

[7]NACE SP0176—2007,Corrosion Control of Submerged Areas of Permanently Installed Steel Offshore Structures Associated with Petroleum Production[S].

[8]GB 3097—1997,海水水質標準[S] GB 3097—1997,Sea Water Quality Standard[S].

[9]LEONARD L B.Composite Anode Tests Indicate 30%Reduction in Weight and Cost[J].Offshore,1995,55(7):20—29.

[10]ROSSI S,BONORA P L,PASINETTI R.Composite Sacrificial Anodes for Offshore Structures[J].Materials Performance,1996,29(2):29—33.

[11]ROSSI S,BONORA P L,PASINETTI R,et al.Laboratory and Field Characterization of a New Sacrificial Anode for Cathodic Protection of Offshore Structures[J].Corrosion,1998,54(12):1018—1025.

[12]胡士信.復合式犧牲陽極的研制與應用[J].油氣儲運,1998,17(9):42—44. HU Shi-xin.Research and Application of Composite Anodes [J].Oil and Gas Storage and Transportation,1998,17(9):42—44.

[13]張克.鎂包鋁型復合犧牲陽極的研制及性能研究[D].青島:中科院海洋研究所,2006. ZHANG Ke.The Development and Performance Study of Mg-Al Composite Sacrificial Anode[D].Qingdao:Institute of Oceanology,Chinese Academy of Sciences,2006.

[14]凌趙華.鎂鋁復合犧牲陽極的制備及其電化學性能研究[D].海爾濱:哈爾濱理工大學,2007 LING Zhao-hua.Study on the Preparation and Electrochemical Property of Mg-Al Composite Sacrificial Anode[D].Harbin:Harbin Polytechnic University,2007.

[15]陳孟麗.海洋構筑物鎂鋁復合犧牲開發與應用研究[D].重慶:重慶大學,2009. CHEN Meng-li.Study on Development and Application of Magnesia-alumina Composite Sacrificial Anode for Offshore Structures[D].Chongqing:Chongqing University,2009.

[16]錢建華,于輝.新型鋁鋁復合陽極的研制[C]//第三屆海峽兩岸材料腐蝕與防護研討會論文集.青島:洛陽船舶材料研究所,2002. QIAN Jian-hua,YU Hui.Development of New Al-Al Composite Anodes[C]//The 3th Mainland-Taiwan Material Corrosion and Protection Conference.Qingdao:Luoyang Ship Material Research Institute,2002.

[17]孫虎元,張克,孫立娟,等.雙層鋁合金復合犧牲陽極:中國,ZL200610045992.5[P].2007-09-12. SUN Hu-yuan,ZHANG Ke,SUN Li-juan,et al.Double Aluminum Composite Sacrificial Anode:China,ZL200610045 992.5[P].2007-09-12.

[18]王超.鋁合金復合犧牲陽極的研究[D].沈陽:東北大學,2012. WANG Chao.Research on the Composite Aluminum Sacrificial Anode[D].Shenyang:Northeastern University,2012.

[19]趙銳.鋁鋁復合犧牲陽極的電化學性能研究[D].青島:中國海洋大學,2013. ZHAO Rui.Study on the Electrochemical Property of Al-Al Composite Sacrificial Anode[D].Qingdao:Ocean University of China,2013.

[20]張經磊.犧牲陽極的電阻公式[J].海洋科學,1987(5):54—58. ZHANG Jing-lei.Sacrificial Anode Resistance Formula[J]. Marine Science,1987(5):54—58.

[21]中國海洋石油總公司,海洋石油工程股份有限公司.異型截面犧牲陽極:中國,CN101463479A[P].2009-06-24. China National Offshore Oil Corporation,Offshore Oil Engineering Co.,Ltd.Shaped Cross-section of the Sacrificial Anode:China,CN101463479A[P].2009-06-24.

[22]趙聰敏.模擬深海環境下鋁合金犧牲陽極的電化學性能研究[D].青島:中國海洋大學,2012. ZHAO Cong-min.Study on Electrochemical Performance of Al-alloy Sacrificial Anode in Simulated Deep-sea Environment[D].Qingdao:Ocean University of China,2012.

[23]梁虎,杜敏,張有慧.鋁合金犧牲陽極極化性能研究[J].中國腐蝕與防護學報,2014,34(2):153—159. LIANG Hu,DU Min,ZHANG You-hui.Polarization Performance of Two Aluminum Alloy Sacrificial Anodes[J].Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection,2014,34(2):153—159.

[24]鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所.微型海水鹵化銀參比電極:中國,ZL201120453253.3[P].2012-07-25. Qingdao Research Institute for Marine Corrosion.Miniature Ag/AgX Reference Electrode:China,ZL201120453253.3[P]. 2012-07-25.

[25]朱錫昶,葛仁淦,朱穎.大電流密度下陰極產物膜的探討[J].海洋工程,1997,15(2):60—69. ZHU Xi-chang,GE Ren-gan,ZHU Ying.Study on Cathodic Product Film Formed under Large Current Polarization[J].The Ocean Engineering,1997,15(2):60—69.

[26]ESLOUIS C,DONCESCU A,FESTY D,et al.Kinetics and Characterization of Calcareous Deposits under Cathodic Protection in Natural Sea Water[J].Materials Science Forum,1998,289~292:1163—1180.

New Type of Sacrificial Anode Design and Performance Research Using in Marine Engineering(Ⅰ)—Experimental Study on Static Seawater of Small Size Anode

ZHANG Wei1,2,YIN Peng-fei1,2,ZHANG You-hui3,LIU Fu-guo4,ZHANG Guo-qing4,HAN Bing1,2,LI Xiang-yang5,WANG Qing-zhang6
(1.Qingdao NCS Testing and Protection Technology Co.,Ltd.,Qingdao 266071,China;2.Qingdao Research Institute for Marine Corrosion,Qingdao 266071,China;3.Offshore Oil Engineering(Qingdao)Co.,Ltd.,Qingdao 266520,China;4.Offshore Oil Engineering Co.,Ltd.,Tianjin 300451,China;5.Central Iron and Steel Research Institute,Beijing 100081,China;6.College of Chemistry and Chemical Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266100,China)

marine engineering;cathodic protection;sacrificial anode;new type of anode

10.7643/issn.1672-9242.2016.02.012

TJ07;TG174.2

:A

1672-9242(2016)02-0063-08

2015-10-23;

2015-11-19

Received:2015-10-23;Revised:2015-11-19

張偉(1980—),男,河南人,博士,高級工程師,主要研究方向為金屬腐蝕與防護。

Biography:ZHANG Wei(1980—),Male,from Henan,Doctor,Senior engineer,Research focus:metal corrosion and protection.

ABSTRACT:Objective A new type of sacrificial anode was designed to meet the protection current demand at different times of marine engineering steel structures and achieve the purpose of saving the amount of sacrificial anode. Methods By changing the area to weight ratios of the conventional anode,the same area and quality of conventional anode and new type anode were designed,respectively,and the comparative tests of cathodic protection in static seawater were carried out.Results One new type of anode,saving nearly 50%by mass,realized the similar current outputs with the same area of conventional anode.Another new type of anode,owning similar quality with the conventional anode,was increased nearly 70%of the surface area,and achieved the current outputs increasing 18%at the initial stage and 14%throughout the test,and the rapid polarization of the protected specimens.Conclusion By increasing the area to weight ratios of conventional anode,it is feasible to reduce the anode-to-electrolyte resistance, and then increase the current outputs.

主站蜘蛛池模板: 国产午夜一级淫片| 国产精品自拍合集| 好紧太爽了视频免费无码| 手机在线免费不卡一区二| 天天色天天操综合网| 91九色视频网| 亚洲精品桃花岛av在线| 成人在线观看不卡| 欧美亚洲国产日韩电影在线| 国产微拍精品| 欧美无专区| 久久综合色视频| 国产原创自拍不卡第一页| 在线亚洲小视频| 国产欧美日韩精品第二区| 国产三级毛片| 欧美黑人欧美精品刺激| 欧美亚洲欧美| 欧美成人精品在线| 四虎永久在线| 亚洲娇小与黑人巨大交| 亚洲一级色| 色综合久久88色综合天天提莫| 日韩欧美亚洲国产成人综合| 中文无码影院| 国产福利不卡视频| 四虎影视8848永久精品| 亚洲视频一区在线| 国产亚洲视频中文字幕视频 | 久热re国产手机在线观看| 亚洲成在线观看| 免费国产好深啊好涨好硬视频| 中文国产成人精品久久| 国产欧美日韩另类| 色婷婷亚洲综合五月| 亚洲欧美日本国产专区一区| 国产日韩欧美精品区性色| 亚洲最大福利网站| 丁香六月激情婷婷| 91色在线观看| 99精品久久精品| 在线免费a视频| 色偷偷综合网| 一级毛片在线播放免费观看| 2019国产在线| 伊人精品视频免费在线| 亚洲欧美日韩中文字幕在线| 91精品专区国产盗摄| 日韩精品免费一线在线观看| 亚洲AV电影不卡在线观看| 乱系列中文字幕在线视频| 国产成年女人特黄特色大片免费| 亚洲高清国产拍精品26u| 精品伊人久久大香线蕉网站| 国产网友愉拍精品| 久久福利网| 欧美日韩中文国产va另类| 青青草a国产免费观看| 亚洲美女久久| 国产成人久视频免费| 欧美国产视频| 九色视频在线免费观看| 色AV色 综合网站| 亚洲精品视频免费| 激情综合婷婷丁香五月尤物| 伊人无码视屏| 亚洲综合激情另类专区| 国产精品分类视频分类一区| 欧美一级色视频| 国产十八禁在线观看免费| 中文字幕有乳无码| 日韩中文字幕亚洲无线码| 亚洲无码精品在线播放| 99精品久久精品| 亚洲成人精品在线| 67194亚洲无码| 国产凹凸一区在线观看视频| 色网站在线免费观看| 国产精品免费露脸视频| 91久久天天躁狠狠躁夜夜| 青青青视频91在线 | 国产va在线|