碳化及氯盐侵蚀条件下锌牺牲阳极对钢筋保护行为研究

采用水泥基材料包覆的金属锌作为牺牲阳极,通过混凝土模拟孔溶液模拟碳化及氯离子侵蚀环境,研究牺牲阳极材料对钢筋的保护作用。电化学测试结果表明,当Q235钢片和纯锌片形成电偶对时,Q235钢在质量分数为1.5%的氯化钠溶液中易发生锈蚀,而在溶液中添加适量的碱(LiOH)以及卤素碱金属化合物(LiBr)能够激发金属锌持续溶解,持续提供牺牲阳极保护,有效抑制钢片的腐蚀。结合XRD测试结果可知:LiOH可以维持锌的溶解,并且与锌片反应生成锌的氢氧化物;卤素碱金属化合物可以诱发金属锌的腐蚀。相比于卤素碱金属化合物,加入高浓度LiOH对钢筋的阻锈效果更好。本研究有助于完善牺牲阳极材料的激发技术,提升牺牲阳极技术对钢筋的保护作用。

某深水海底管道牺牲阳极消耗异常的原因

近年来,南海东部海域出现了海底管道牺牲阳极加速消耗的情况,深水阴极保护系统面临失效风险。为了探究海底管道牺牲阳极消耗异常的原因,对管道开展了设计资料调研与室内评价试验,其中室内评价试验包括管线钢的保护电流密度需求量试验、阳极电化学性能评价试验和海管与水下系统结构电连接的室内缩比试验,着重探究了温度以及海管与水下结构物电连接对牺牲阳极消耗的影响。结果表明:温度不是引起海底管道阳极消耗异常的主要因素,而当管道与阴极保护状态较差的水下结构物电连接时,靠近水下结构物的海管牺牲阳极输出电流增大,阳极使用寿命将大幅降低,这是造成牺牲阳极加速消耗的主要原因。

活化元素对锌合金牺牲阳极电化学性能的影响

目的 满足深潜装备用高强钢材料阴极保护需求,探明活化元素对锌合金牺牲阳极电化学性能的影响规律。方法 采用合金化设计方法,控制活化元素,制备新型锌合金牺牲阳极。通过常规电化学性能试验、电化学测试、扫描开尔文探针测试数据及微观形貌表征结果,综合分析活化元素对锌合金牺牲阳极组织和综合性能的影响,探明低驱动电位锌合金牺牲阳极性能的变化规律。结果 添加Ga、Mn、Sn和Cd活化元素的牺牲阳极,表面溶解形貌相对均匀,阳极电位发生不同程度的正移,用于阴极保护时,驱动电位得到降低,其工作电位基本处于–1.02~–0.8 V(vs. Ag/AgCl),牺牲试样呈现表面溶解活性降低、溶解速率变慢的趋势。结论 通过添加各类活化元素,均使锌合金牺牲阳极性能得到不同程度的优化改善。Cd元素可增大阳极试样表面的杂乱度,随Sn、Mn含量的增加,牺牲阳极试样的晶粒尺寸得到一定细化。其中,Zn-0.5Mn系列牺牲阳极较满足高强钢阴极保护的需求,工作电位为–0.95~–0.84V(vs.Ag/AgCl),表面活性位点分布均匀,可进一步开发适用于高强钢结构材料阴极保护的新型牺牲阳极。

牺牲阳极保护在LNG储罐海水试压中的应用

以淡水为试压介质相比,以海水为试压介质虽然具有取水方便、成本较低等优点,但海水是一种腐蚀性很强的天然电解质溶液,对LNG储罐内罐具有较强的腐蚀性,因此常采用牺牲阳极阴极保护法对储罐内罐进行防腐蚀保护。文章对牺牲阳极阴极保护法进行了简单阐述,并给出了牺牲阳极阴极保护法在LNG储罐试压中的设计和应用实例。应用实例证明以海水为实际试压介质并采用牺牲阳极进行保护,可以有效地对罐壁和罐底等部位的X7Ni9进行防腐蚀保护。

牺牲阳极参数对直翼桨阴极保护效果影响研究

目的研究牺牲阳极设计参数对直翼桨结构阴极保护效果影响,为直翼桨的阴极保护设计和工程应用提供参考。方法针对直翼桨型船用推进器结构,基于边界元法建立数值仿真模型,开展直翼桨牺牲阳极阴极保护仿真计算,重点研究不同牺牲阳极数量、尺寸和布置位置时,直翼桨上箱体、旋转箱体、桨叶和桨叶上端盖等结构的电位分布情况,核算牺牲阳极使用寿命。结果采用Al-Zn-In-Mg-Ti铝合金牺牲阳极时,牺牲阳极数量增多和尺寸变大都会提高直翼桨的阴极保护效果,同时延长牺牲阳极使用寿命。牺牲阳极布置位置的改变会影响直翼桨桨叶表面的电位梯度,改变直翼桨结构的保护电位分布。采用10块0.18D×0.11D×0.04D(D为直翼桨直径)的水滴形高效铝合金牺牲阳极在桨叶间单层布置,可实现对直翼桨结构2.5 a以上的保护寿命。结论通过调整牺牲阳极设计参数,可对直翼桨桨叶、旋转箱体等关键结构提供较好的阴极保护效果,但旋转箱体与船体和上箱体的间隙由于结构遮挡效应保护不足,建议在实际工程应用中在这些结构部位表面涂装防腐涂料以降低腐蚀风险。

应用油井环境的新型牺牲阳极研发

热采井井下温度较高且环境介质较为恶劣,常规配方的铝基牺牲阳极在该条件下性能较差,需要开发适用于井下高温腐蚀环境的新型牺牲阳极。本文在Al-Zn-In系列典型成分牺牲阳极材料的基础上,优化引入其它金属元素设计出适用于高温油井环境下的牺牲阳极材料,在80℃油井采出液中对所研制的阳极材料进行了恒电流测试、极化曲线等电化学性能测试,通过对比分析开路电位、工作电位、电容量、电流效率、表面腐蚀形貌等指标,筛选出一种综合性能最优的井下耐高温铝合金牺牲阳极。

牺牲阳极在核电站钢筋混凝土构筑物维修中的保护效果监测

国内核电站大多靠近海边,受海洋大气环境的影响,钢筋混凝土的腐蚀问题不容忽视,传统局部打补丁的修补方法维修效果不佳,将埋入式牺牲阳极应用于钢筋混凝土结构的局部维修,具有施工简单,无需维护管理,保护效果好等特点,能大大减少重复性维修。本文对局部采用牺牲阳极维修后混凝土中钢筋的电位进行了监测,发现在牺牲阳极布置区域内钢筋电位极化较为明显,钢筋受到了较好的保护,但在布置区域之外,牺牲阳极的保护范围有限。

牺牲阳极保护的核电厂SEC泵壳修复工艺

针对某核电厂重要厂用水系统(SEC系统)泵壳出现贯穿型渗漏问题,对泵壳渗漏原因进行分析,发现渗漏原因是由泵壳本身铸造缺陷引起,并在海水腐蚀作用下最终形成贯穿缺陷。文中采用了补焊修复与电化学腐蚀防护相结合的方式,对泵壳泄漏部位进行焊接修复,并采用GTAW进行多层多道焊的方式,选用ER2594焊材和φ(Ar)98%+φ(N_(2))2%作为保护气,严格控制焊接工艺,完成了SEC泵壳修复,得到了两相比例良好的焊缝及热影响区组织。

回填石包覆下Al-Zn-In-Si-Ti-Sn牺牲阳极在淡海水中的电化学行为

采用电化学测试及电偶腐蚀试验等研究了回填石包覆下Al-Zn-In-Si-Ti-Sn牺牲阳极在淡海水中的电化学行为。结果表明:Al-Zn-In-Si-Ti-Sn牺牲阳极在回填石包覆环境中的电荷转移电阻(Rct)及电感电阻(RL)均高于在淡海水环境中的,且其在回填石包覆环境中的腐蚀电流密度(J_(corr))显著低于在淡海水环境的。回填石包覆下,阳极电偶电流大幅降低,混合电位显著正移,阳极溶解不均匀。回填石会阻碍Cl-和溶解氧的扩散,回填石包覆会导致Al-Zn-In-Si-Ti-Sn牺牲阳极的溶解速率显著下降,溶解不均匀,最终导致阳极性能下降。

船舶防腐蚀牺牲阳极设计优化

防腐设计是船体设计寿命的重要保障,牺牲阳极是船舶防腐蚀系统中重要的措施,合理的设计可以最大程度地起到保护船舶外部钢板的作用。本文基于船舶结构防腐蚀检验指南,就牺牲阳极设计进行可行性优化,主要针对船舶水线以下外板、海底门以及压载舱区域进行防腐,同时简单介绍其他一些海上平台的防腐方法,通过牺牲阳极计算书,计算出需要的阳极数量,考虑后期更换方便,合理地布置。同时,总结已有项目的经验教训,以期为后面项目提供参考。

临港滨海海洋项目中钢管桩牺牲阳极防腐的计算与应用

钢管桩作为海洋工程中的常用桩型,长期浸泡在海水中,为了减缓海洋环境下钢管桩的腐蚀速度,牺牲阳极保护由于性价比高、性能优良等优点被广泛运用。本文结合项目情况理清牺牲阳极的设计方法及施工要点,并对牺牲阳极后续监测与保养提出要求。

不同镁合金牺牲阳极材料在循环冷却水中的性能比较

为评价四种镁合金牺牲阳极材料在炼化企业循环水水冷器系统中的阴极保护性能,采用四天加速试验法对阳极材料工作电位、电流效率进行测量,使用扫描电子显微镜和能谱仪对溶解形貌和腐蚀产物成分进行表征,同时使用电化学工作站测量阳极材料的阳极极化曲线。结果显示,四种镁合金牺牲阳极材料高纯镁、M1C、AZ63B和AZ31B在两种实际工况循环水介质中都呈现出活化极化行为,溶解形貌都比较均匀,腐蚀产物主要是Mg(OH)_(2),高纯镁和M1C的工作电位比AZ63B和AZ31B的工作电位稍负一些;电流效率排序为高纯镁、AZ63B、M1C、AZ31B;在阴极保护设计时,可参考文中得到的镁牺牲阳极阴极保护性能表现,并综合经济性考量,选择合适的材料,同时需注意到在镁阳极表面极可能形成Mg(OH)_(2)沉积。

高性能牺牲阳极研发与性能检测分析

铝合金牺牲阳极作为海工领域常用的阴极保护关键材料,其质量和性能关乎受保护结构物的安全和使用寿命。首先以常见的Al-Zn(5.5%)-In(0.019%)-Si(0.09%)为阳极配方,进行了不同浇铸工艺(模具温度为常温至500℃)的阳极试制,优选出合适的模具温度;随后采用该模具温度对不同配方设计的牺牲阳极进行浇铸和电化学性能测试、化学成分分析和金相分析;此外,采用了不同电流密度的电化学性能测试对牺牲阳极的长期使用性能予以测试。结果表明在阳极配方为Al-Zn(4.3%)-In(0.022%)-Si(0.08%)、模具温度为350℃时可获得常温使用条件下的高性能铝合金牺牲阳极。

Al-Zn-In-Si牺牲阳极在不含/含硫酸盐还原菌海泥环境中的电化学性能研究

目的:分析A13型Al-Zn-In-Si牺牲阳极在不含/含硫酸盐还原菌海泥环境中的电化学性能。方法:进行4天强制电流标准试验,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)及三维超景深显微镜分析牺牲阳极腐蚀特征及表面元素含量的变化,对比研究了A13型Al-Zn-In-Si牺牲阳极在不含与含硫酸盐还原菌海泥环境中的电化学性能。结果:不含SRB海泥环境中牺牲阳极的电化学容量和电化学效率分别为1908.77 Ah/kg和66.78%,满足相关标准要求;而含SRB海泥环境中牺牲阳极的电化学容量和效率仅为1238.67 Ah/kg和43.33%,不满足牺牲阳极阴极保护在海泥环境下的设计标准。同时,含SRB海泥环境中铝阳极表面形成了大量密集分布的腐蚀坑洞,表现为典型的不均匀腐蚀特征,最大腐蚀深度达到1230 μm,约是不含SRB海泥环境中铝阳极腐蚀坑深(约300 μm)的4倍。结论:在含有SRB海泥环境中,A13型Al-Zn-In-Si牺牲阳极电化学容量和效率仅为1238.67 Ah/kg和43.33%,已经不能满足阴极保护设计标准要求。因此,在海泥环境中铝牺牲阳极的应用必须充分关注SRB这一因素,尤其是铝牺牲阳极需要长周期服役于海泥环境中的情况。

舰船用牺牲阳极防腐材料的研究进展

阐述了舰船腐蚀的现状,论述了铝合金、锌合金牺牲阳极材料的发展历程,分析了牺牲阳极材料的化学成分与其性能之间的关系,并展望了舰船用牺牲阳极材料今后的发展前景。国内常规舰船用牺牲阳极材料发展已较为成熟,但用于特殊环境下的阳极材料仍有较大发展空间。

牺牲阳极接触电阻测定及不确定度评定

文章主要阐述了牺牲阳极接触电阻的测定方法。通过构建数学模型,分析了测量过程中不确定量值的来源,评定并量化了各不确定度分量。

城镇燃气钢质管道牺牲阳极系统失效的解决措施

城镇燃气钢质管道的牺牲阳极保护系统常常会因为城市的开发建设、人为破坏或自然腐蚀造成损伤,从而造成牺牲阳极保护的失效,带来安全隐患。本文对现实中的情况进行了统计分析,总结了可能造成阴极保护系统失效的原因,并从测试桩结构的改进、阳极布局原则的调整和测试桩布局原则的调整等几个方面阐述了减缓腐蚀和牺牲阳极失效的解决措施。希望对埋地燃气管道的腐蚀防护有一定的借鉴作用,使阴极保护系统能够充分发挥作用。

温度对硅醛涂层水冷器牺牲阳极保护的影响研究

为了获得不同温度下水冷器牺牲阳极保护的边界参数,采用恒电位和动电位扫描方法研究了AZ31B镁合金牺牲阳极、10#碳钢以及硅醛涂层保护的10#碳钢在不同温度模拟冷却水的电化学性能。试验结果表明,温度对AZ31B镁合金牺牲阳极性能影响显著,腐蚀电位随着温度升高;在30~90℃工作温度范围内,硅醛涂层具有良好的保护性能,阴极极化电流密度较小,与牺牲阳极联合后,可对水冷器起到良好的保护作用。同时通过10#碳钢以及硅醛涂层钢阴极极化曲线和AZ31B镁合金阳极极化曲线获得了水冷器后续牺牲阳极保护模拟计算所需的边界条件。

某城镇埋地燃气管道牺牲阳极失效问题的分析及应对措施

城镇燃气管道牺牲阳极系统在日常运行过程中,经常会遇到一些外来因素导致阳极组失效,致使管道保护不到位。通过对某燃气管道牺牲阳极服役参数进行现场检测,针对遇到的具体问题,及时采取合理的解决措施,有效的遏制了保护电位的下降,从而使得燃气管道牺牲阳极保护系统发挥应有的保护作用,为后期的改进提供了参考依据。

海上风电桩基阴极保护经济技术分析——牺牲阳极与外加电流对比分析

近年来,随着对可再生能源需求的不断增加和对环境保护意识的提高,海上风电作为一种清洁、可持续的能源形式,得到了广泛关注。而海上风电桩基作为海上风电的基础,所处环境恶劣,遭受着严重的腐蚀。阴极保护作为一种有效的防腐措施能够延长桩基的使用寿命,提高风电资产回报率。本文以莱州市海上风电与海洋牧场融合发展研究试验项目风电桩基为例,对比分析了牺牲阳极和外加电流两种阴极保护路径的适用性。