[发明专利]一种镶嵌式复合牺牲阳极及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种镶嵌式复合牺牲阳极及其应用。

背景技术

海洋构筑物最常用的防腐措施是阴极保护或者涂装与阴极保护联合使用。阴极保护应用广泛，可用于裸露金属、涂层钢、钢筋混凝土等等；也可以应用于各种电解质溶液、水体、土壤等。牺牲阳极的阴极保护法简单、可靠，应用最有效、最安全、最广泛。在海洋环境中常用Al-Zn-In系牺牲阳极，它具有电位稳定、电化学容量高、阳极溶解均匀、价廉、易加工等优点。阴极保护设计中关键内容有保护电流密度、物料恒算、阳极合理配置、复杂部位设计以及屏蔽区设计等。保护电流密度是最关键的设计参数之一，包括初始电流密度、中期电流密度和末期电流密度。实际工作中为了满足初始发生电流的要求，往往增加牺牲阳极量，又因上述三个保护电流密度不同，按照NACE标准取其最大值，从而会造成阳极用量过大，成本增加，给构筑物的造价、施工及其自身负荷造成不利影响。

DNV标准中为了克服上述缺点，有建议采用镁阳极包覆Al合金牺牲阳极来解决初期保护电流密度大而中期保护电流密度小的矛盾；但是，由于镁阳极的电极电位过负，钢铁构筑物尤其是近阳极处易发生过保护、导致氢脆的危险，而且镁易燃，与铝合金熔点差别大、膨胀系数也不同，造成加工困难。活性铝阳极虽然易加工，但是同样存在过保护、导致氢脆的危险。目前尚未见由活性铝阳极和常用铝阳极组成的复合牺牲阳极的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镶嵌式复合牺牲阳极，用于海洋构筑物的阴极保护工程，它能弥补现有技术的上述不足。

一种镶嵌式复合牺牲阳极，其特征在于它以带钢芯的普通牺牲铝阳极作为母体，该母体里面镶嵌活性铝阳极。

上述镶嵌式复合牺牲阳极在海洋构筑物的阴极保护中的应用。

本发明的镶嵌式复合牺牲阳极容易加工、可避免过保护产生氢脆的危险，不仅适用于海上平台导管架、海底管线，也适用于其它海洋钢铁构筑物的阴极保护。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

附图2为其俯视图。

附图3为其A-A剖视图。

具体实施方式

有一个钢铁构筑物位于渤海，设计寿命为20年，初期极化时间为2年，采用长条形牺牲阳极，渤海海水电阻率为23Ω·cm，所需初期保护电流密度为130mA/m²，中期保护电流密度为80mA/m²，末期保护电流密度为90mA/m²，等效裸钢保护面积为5100m²。

如附图所示，本发明的镶嵌式复合牺牲阳极以带钢芯3的普通牺牲铝阳极1作为母体，该母体里面镶嵌活性铝阳极2。用于上述钢铁构筑物时，其中作为母体的普通牺牲铝阳极1的外尺寸为(250+260)*260*(1300+1500)，钢芯3的尺寸为Φ114*8.5，镶嵌在母体内的活性铝阳极2的尺寸范围为：长L1000—1200mm、宽d200—230mm、高h60—70mm。所用的镶嵌式复合牺牲阳极有165块，单个净重212kg，其中普通牺牲铝阳极1的重量为172—182kg，活性铝阳极2的重量为30—40kg。该镶嵌式复合牺牲阳极中普通牺牲铝阳极1和活性铝阳极2的面积比为6.9—4.7时，工作电位范围为-1.30—1.15V，通过活性铝阳极2的用量能确保构筑物的初始极化时间，不仅满足了初期保护电流密度的需求，也解决了镁包覆铝阳极所带来的过保护的缺点。