钢筋混凝土埋入式牺牲阳极阴极保护试验研究

目的提高现有牺牲阳极阴极保护技术的效果,采用活性阳极包覆砂浆,制备一种埋入式牺牲阳极,并研究其应用特性。方法采用二电极法测试阳极包覆砂浆的电阻率,通过加速试验、SEM-EDS分析锌腐蚀产物的迁移状况,采取自耦合试验测定埋入式牺牲阳极下钢筋的电位等参数;在此基础上,研究埋入式牺牲阳极的特性及其阴极保护范围。结果活性阳极包覆砂浆的电阻率仅为18.48Ω·m。闭路电位、瞬间断电电位测试显示钢筋的稳定保护电位为−400~−440 mV,断电电位为−218 mV,满足NACE标准对衰减电位的最低要求(200 mV)。电流密度结果表明,埋入式阳极可提供的保护电流密度为6.1~7.7 mA/m^(2),符合EN 12696要求。通过网格法测量的结果显示,在钢筋密度比为0.20,以及高腐蚀环境条件下,埋入式牺牲阳极的最大有效保护距离可达到700 mm。SEM-EDS分析结果表明,锌阳极发生反应,生成了可溶性锌酸盐(ZnO_(2)^(2−)),且会由锌阳极表面向砂浆内部迁移,最终逐渐分散到砂浆孔隙中,可有效解决因锌阳极表面腐蚀产物聚集而影响活性的问题,并消除腐蚀产物体积增大造成的膨胀应力。工程应用结果表明,各测试点钢筋的保护电位均负于−400 mV,满足保护要求。结论埋入式牺牲阳极对钢筋有较好的保护效果,能够保持电位、电流输出稳定,不会影响阳极的活性,也不会给混凝土结构带来膨胀应力。

持续交流干扰下断电电位测量时间点及准确性分析

通过试片断电法对处于强交流干扰下某天然气管道和实验室内模拟无交流干扰下管道的保护电位进行测量,以分析最佳保护电位测量时间点。测试分析结果表明:在没有交流干扰的情况下,试片断电电位最佳读取时间为断电后50~100ms,在存在交流干扰的情况下,试片断电后交流干扰电流在200ms后基本消失,想要获得准确的保护电位,可以在30~50ms这段时间抑制试片去极化衰减过程,也可在50~200ms这个时间范围内将交流干扰的影响剥离剔除。相比而言,后者更加具可实现性,关于如何剔除掉这段时间内交流干扰的影响以获得真实的保护电位,需要广大研究者们共同关注和研究。

新型海上风电智能阴极保护系统研究与应用

针对现有海上风电系统腐蚀控制需求,开发了新型海上风电智能阴极保护系统,并在某海上风电项目的两个风电桩基础进行了工程应用。设计过程结合阴极保护数值模拟优化辅助阳极布置,并将整个阴极保护系统实现了智能化,以实现远程监控保护状态和远程操作控制,并可对海上风电装备的各腐蚀要素进行监测,为风电防腐的及时性和有效性提供更为有力的保障。迄今为止,两台风机的智能阴极保护系统运行良好,数据采集及远程控制准确有效,具有重大的推广和应用价值。

一种基于远地式牺牲阳极地床的阴极保护方案

针对海上风电平台水下导管架及支撑钢管桩基础的防腐保护,提出一种新的阴极保护方案,该方案引入远地式牺牲阳极地床,具有安装方便,施工安全性能高、时间短、费用低、回收更换方便等优点。另外,针对该方案预先采取CPMaster模拟软件进行分析,通过有限元分析和数值模拟来评价其阴极保护效果,同时与三峡某海上风电平台基础的实测数据进行对比。结果表明,模拟结果与实际测量数据基本一致,水下导管架及支撑钢管桩保护效果完全满足要求,确定了该种保护方案的有效性,可为海上风电平台基础的阴极保护设计提供指导。