阴极保护在海洋平台上的应用_曹永升
海洋平台牺牲阳极阴极保护船舶阴极保护系统
海洋平台牺牲阳极阴极保护船舶阴极保护系统河南汇龙合金材料有限公司由于船舶在水中运动，影响船舶保护的因素很多，主要有流速、温度、盐分等，所以每当有条件变化时，均应及时检验阴极保护的有效性。
对于船舶的牺牲阳极装置，有的是直接焊到船壳上或用螺栓拧到船壳上，有的是通过导线与船壳连接。
它的管理维护和埋地金属构筑物一样，测试程序也一样。
通常船壳上的阳极寿命应能满足船舶进坞大修周期，每次进坞都应检查阳极的腐蚀过程及形态、阳极与船壳的连接是否松动。
并将代表性阳极取下，用钢丝刷洗掉表面疏松腐蚀产物，然后称重。
检测的数量，每侧至少4支阳极。
如果阳极是焊在船壳上的，难以取下，可用钢丝刷掉腐蚀产物，就地测量其尺寸。
在日常管理中，可定期测量船壳对水电位，如一个月一次或两个月一次，当发现电位参数异常，应查找原因，如连接是否断掉或松动，阳极是否丢失或阳极已腐蚀完等。
强制电流阴极保护系统安装完毕后，下水前要检查每只阳极及参比电极的绝缘水密封情况，核对所有接线是否正确。
下水时应及时调试。
当船舶在航行时，可将转换的开关旋至相应位置，利用附近的参比电极测量船壳的保护电位。
航行中，若海区、航速等发生变化时，应观察自控装置运行情况，记录电流和电压的变化数据。
必要时，重新调整给定电位值，以使全船各部位都处于最佳保护状态。
强制电流阴极保护系统通常设两个电流档：海港内是一档，海上又是一档。
因为船在航行时所需保护电流大，约为停泊时两倍。
每次调节，应等待数小时，使电流重新分布。
每天应抄报电源设备的电流、电压值，并监测船壳/海水的电位值，根据电位值调节其电流值。
船舶强制电流阴极保护系统的维护内容有，检查绝缘和覆盖层、检查密封位置的渗漏、检测各连接部位的电阻、校验参比电极。
对于发生覆盖层剥离的地方重新防腐绝缘。
应断开强制电流系统的电路。
海洋平台牺牲阳极阴极保护的特点是不需要外加直流电源，但牺牲阳极材料所具备的电位要足够负并且长期保持该负电位的电化学性能。
海洋平台的阴极保护系统牺牲阳极和外加电流阴极保护系统两者区别
海洋平台的阴极保护系统牺牲阳极和外加电流阴极保护系统两者区别业主：项目编号：工程地点：技术规格书编号 :工程名称：第 1 页共 9 页海洋平台的阴极保护系统牺牲阳极和外加电流阴极保护系统两者比较河南汇龙合金材料有限公司0 供业主订货A 供审查版次说明编制校对审核审定日期海洋平台飞溅区以上使用涂料涂装保护，是非常有效的保护方法。
但对飞溅区以下，特别是全浸区的保护，涂装就不那么安全可靠，如漆膜破损就会引起局部严重腐蚀和腐蚀疲劳。
因此全浸区一般均不单独使用涂料涂层保护，实践证明，涂装加阴极电化学保护，才是完善的保护方法。
一、阴极保护原理与类型根据金属电化学保护原理，金属在电解质溶液中，由于表面存在着电化学不均匀性，就会在金属表面形成无数微电池，其阳极部分不断遭到腐蚀，阴极部分得到保护。
若对金属通以直流电流，使其成为阴极，并供给大量电子使其阴极极化，当金属极化电位负到金属表面阳极的起始电位时，则腐蚀即可停止，金属也得到了完全的保护，这种方法称为阴极保护。
海水是强电解质，平台在海水中的腐蚀是电化学腐蚀，只要向平台钢结构供给直流电流，使之极化成为阴极，即可得到保护。
依据提供给受保护金属电流的方法，可把阴极保护分为外加电流阴极保护和牺牲阳极保护两类。
1.外加电流阴极保护系统该系统是由外加直流电源供给直流电，直流电的负极与被保护的结构连接，正极与辅助阳极连接，并同处于海水中。
当接通电路后，便向结构施加阴极电流，结构表面的电位就向负的方向移动，即阴极极化。
当其电位降低到阳极起始电位时，结构就停止腐蚀而受到了保护。
外加电流阴极保护系统是由直流电源、辅助阳极、电解质溶液（海水）、阴极（受保护结构）、参比电极以及控制仪表等构成。
辅助阳极是向被保护结构供应电流的器件，可做辅助阳极的材料很多，主要有铝银合金、铝铂合金、镀铂钛、镀铂铌、石墨及废钢等。
在这些材料中以铂为最佳，因为它是贵金属，所以将铂镀在金属铌、钛、钽等基体上使用。
阴极保护在石化行业中的应用
[4] 吴敬清, 陈平, 李正涛等. 阴极保护防护技术在英买力油气集 输管道中的应用[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2017, 37(17): 62-63, 66.
[5] 张亮, 宋积文, 陈胜利等. 海洋石油平台导管架阴极保护监测数
很强，利用其高电导率，一般采用牺牲阳极的阴极
据分析与讨论[J]. 装备环境工程, 2018, 15(3): 20-23.
作者简介：王涛 (1983－) ，男，甘肃敦煌人，工程师，本科，主要从事管道材料及其设计安装 工作。
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TOTAL CORROSION CONTROL VOL.35 No.04 APR. 2021
经验交流 Experience Exchange
安装费用少，投运后不需要维护，不需要额外的电 源，基本不产生腐蚀干扰，被广泛应用到低电阻率 的环境下保护金属材料，保护电流不可调节，对于 高电阻率环境下不适用，适用寿命短。
transportation pipelines were facing increasingly severe corrosion problems. Cathodic protection played an
important role in the corrosion of buried pipelines and offshore platforms, and it could effectively avoid or
（下转第89页）
全面腐蚀控制 第35卷第04期 2021年04月
19腐蚀研究Biblioteka Corrosion Research
中的腐蚀物质也有所区别，油气管道外表面的湿 度、温度也各不一样。在这种情况下，管理人员要 对大气和土壤腐蚀问题的机理进行全面研究，从而 对面前的油气管道所遭受的外腐蚀根源进行很好的 辨别。从而找到最科学的油气管道材质，使油气管 道腐蚀问题得到更好的解决。
乙二醇再生工艺在海上平台的应用
- 35 -第5期乙二醇再生工艺在海上平台的应用赵方生，马勇，陈宾，王志成，王沙，田炜，曹永升（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）[摘 要] 在海上气田开发中，为防止水合物生成，常在海底管道中注入乙二醇溶液。
该工艺的关键是乙二醇的再生。
本文介绍了海上平台应用乙二醇再生的多种方法，分析了各种再生方法的优缺点以及适用范围，可为海上乙二醇再生流程的设计提供参考。
[关键词] 海上平台；乙二醇；再生工艺；应用研究作者简介：赵方生（1985—），男，山东莱芜人，硕士，助理工程师。
主要从事海洋平台工艺方面的研究工作。
在海上气田开发过程中，开采出的井流中含有地层水，随着开发时间的延长，地层水在井流中的比例逐渐加大。
自水下生产系统井口流出的含地层水的气流，在输送过程中会产生较大的温降，易在海底管道中产生水合物。
对井口至平台间的管线，常用的防水合物的方法是注入水合物抑制剂。
常用的水合物抑制剂有甲醇（MeOH ）和乙二醇（MEG ）。
甲醇适用于任何操作温度下的天然气管道和设备，高蒸气压使甲醇可直接注入管道，但同时造成甲醇气相损失大，回收困难，使用甲醇投资低、操作费用高。
与甲醇相比，乙二醇凝点高，蒸气压低，气相损失小，可回收循环使用，使用乙二醇投资高、操作费用低。
乙二醇适用于温度较高，气量大，需连续注入抑制剂的地方。
为防止水下井口到海上平台间的输气管道生成水合物，通常两种抑制剂都会使用。
正常工况下采用乙二醇作为抑制剂，紧急泄放工况及投产单井启动工况时采用甲醇作为抑制剂。
选用乙二醇（MEG ）作为水合物抑制剂，必须进行回收，循环使用。
1 海上平台乙二醇再生方法乙二醇溶液被注入海底管道，在海上平台的三相分离器中分离出来，分离后的溶液称为乙二醇富液，之后进入再生系统，再生后的溶液称为乙二醇贫液，被重新注入海底管道。
2 传统乙二醇再生法传统乙二醇再生法是指对乙二醇富液进行除烃和脱水处理，使富液再生为贫液，重新回注管线。
海洋平台阴极保护系统无需潜水支持的阳极寿命延长方案
1701 典型阳极使用寿命延长解决方案全世界范围内有很多的海洋平台是在上世纪80年代到90年代建立的。
如果假设这些平台多数都是25年的设计寿命，那么这些牺牲阳极阴极保护系统已经或者几乎失效了。
因为海洋平台已经服役超过了它最初的设计年限，所以需要进行阴极保护系统的使用寿命延长以保证足够的保护。
阴极保护使用寿命延长的最大成本体现在安装费用上。
如果系统不需要潜水支持，那么它将大大降低整个工程的成本。
业界最关注的就是使用新方法使得阳极使用寿命延长能够更具经济性。
本文论述了一些典型的阳极阴极保护使用寿命延长方法[ 1-2]，以求更加省时、省力、省钱。
2 无需潜水支持的阳极使用寿命延长设计2.1 吊悬阳极它是通过阳极电缆（即阳极的延长阳极芯）水面上焊接于结构物上，并且底部连上一个混凝土压块以保证一定的稳定性。
因为它的导线经常受到波浪流和结构物碰撞的影响，再加上恶劣天气加大的荷载可能会切断导线。
因此，吊悬阳极只被应用于设计寿命少于5年的情况。
这类阳极是处于现今业界濒临淘汰的手段。
2.2 悬臂设计此种方法是把阳极垂直地顺入水下，直到阳极芯延长部分的底部插入海泥一下1米左右。
这将保证阳极不受外部的波流影响。
上部的阳极芯延长部分直接用两个H型钢焊接于水线以上的被保护钢结构见图3。
在管顶部焊接一个吊点以辅助吊装此系统。
管子底部要焊接一个锚固件以求扎入海泥，顶部要通上一个接头连接高压水龙头，从底部喷射高压水以帮助整套系统顺利插入海泥。
被连接的结构可以是H型钢也可以是钢管，阳极芯延长部分可以焊接也可以卡于结构体上。
这类设计常被应用于一些海水浑浊的海域，这类水域要求要尽量减少潜水作业。
延长阳极芯（悬臂）阳极设计可以提供这种不需要潜水支持的安装方式。
2.3 阳极撬设计每个阳极撬都由很多个牺牲阳极构成。
从图4我们可以看到一个典型的阳极撬结构由四个铝阳极、一个结构框架、一个混凝土压块和电连接线构成。
阳极撬上的牺牲阳极，可能会因为彼此的干扰问题而限制阳极的发生电流，从而需要安装很多数量的阳极撬以满足需要。
海洋构筑物和管底管道阴极保护措施
海洋构筑物和管底管道阴极保护措施海洋构筑物和管底管道阴极保护措施在海洋构筑物和海底管道上已经采用强制电流、牺牲阳极或者两种方法结合起来的阴极保护系统。
对每一构筑物必须具体问题具体分析，实现保护措施的优化。
例如，海洋平台实施强制电流保护中，维护和修理很困难，是需要研究解决的重点问题；而在港口设施中，这些问题可以忽略不计。
实施阴极保护前，必须准确了解所要应对的腐蚀介质的特性。
海洋构筑物和管底管道阴极保护措施在海洋构筑物和海底管道上已经采用强制电流、牺牲阳极或者两种方法结合起来的阴极保护系统。
对每一构筑物必须具体问题具体分析，实现保护措施的优化。
例如，海洋平台实施强制电流保护中，维护和修理很困难，是需要研究解决的重点问题；而在港口设施中，这些问题可以忽略不计。
实施阴极保护前，必须准确了解所要应对的腐蚀介质的特性。
海洋构筑物和管底管道阴极保护措施在海洋构筑物和海底管道上已经采用强制电流、牺牲阳极或者两种方法结合起来的阴极保护系统。
对每一构筑物必须具体问题具体分析，实现保护措施的优化。
例如，海洋平台实施强制电流保护中，维护和修理很困难，是需要研究解决的重点问题；而在港口设施中，这些问题可以忽略不计。
实施阴极保护前，必须准确了解所要应对的腐蚀介质的特性。
海洋构筑物和管底管道阴极保护措施在海洋构筑物和海底管道上已经采用强制电流、牺牲阳极或者两种方法结合起来的阴极保护系统。
对每一构筑物必须具体问题具体分析，实现保护措施的优化。
例如，海洋平台实施强制电流保护中，维护和修理很困难，是需要研究解决的重点问题；而在港口设施中，这些问题可以忽略不计。
实施阴极保护前，必须准确了解所要应对的腐蚀介质的特性。
海洋构筑物和管底管道阴极保护措施在海洋构筑物和海底管道上已经采用强制电流、牺牲阳极或者两种方法结合起来的阴极保护系统。
对每一构筑物必须具体问题具体分析，实现保护措施的优化。
例如，海洋平台实施强制电流保护中，维护和修理很困难，是需要研究解决的重点问题；而在港口设施中，这些问题可以忽略不计。
用于船舶防腐的阴极保护电极组
用于船舶防腐的阴极保护电极组阴极保护电极组是一种常用于船舶防腐的技术手段。
它通过向船舶表面引入电流，使船舶成为阴极，从而抑制金属腐蚀的发生，延长船舶的使用寿命。
本文将从阴极保护电极组的原理、组成部分和应用等方面进行探讨。
一、阴极保护电极组的原理阴极保护电极组的基本原理是通过将船舶结构与同一电解液中的金属电极（或金属骨架）相连，并向其引入恒定电流，使金属结构成为阴极，从而抑制金属的电化学腐蚀。
这种电流的引入可以通过外部电源或者自然电位提供。
在海水环境中，金属会发生电化学反应，即氧化还原反应。
当金属表面形成阳极和阴极区域时，即产生了电池，导致金属腐蚀。
阴极保护电极组的引入可以改变金属表面的电位，使其整体成为阴极，从而避免金属腐蚀。
二、阴极保护电极组的组成部分1. 阳极阳极是阴极保护电极组的重要组成部分，它一般由高纯度的金属制成，如铝、镁等。
阳极负责提供电流，使船舶成为阴极，从而抑制金属的电化学腐蚀。
阳极的选择要根据具体情况进行，考虑到金属的导电性、抗腐蚀性和成本等因素。
2. 引线引线是将阳极与船舶结构进行连接的导电部分，起到传递电流的作用。
引线应具有良好的导电性能和耐腐蚀性，以确保电流的顺利传输。
3. 引下极引下极也是阴极保护电极组的重要组成部分，它一般由导电性能好的金属材料制成，如铜或铜合金。
引下极的作用是将电流引到淡水区域或海域中，并与自然电位相接，实现阴极保护。
三、阴极保护电极组的应用阴极保护电极组广泛应用于船舶的防腐领域，其中主要包括以下几个方面。
1. 船体防腐船舶在海水中长期操作，容易受到腐蚀的侵蚀。
使用阴极保护电极组可以降低船体的金属腐蚀速率，延长船舶的使用寿命。
2. 金属结构防腐船舶的金属结构，如舵柱、舵机室等部位，也容易受到腐蚀的影响。
通过引入阴极保护电极组，可以减少金属结构的腐蚀程度，提高结构的稳定性和耐久性。
3. 管道防腐船舶上的管道系统往往需要面对海水中的腐蚀问题。
利用阴极保护电极组，可以减少管道的金属腐蚀速率，延长管道的使用寿命。
复杂海洋环境下长寿命牺牲阳极阴极保护关键技术及应用
复杂海洋环境下长寿命牺牲阳极阴极保护关键技术及应用在咱们海洋的深处，那可真是一个复杂又神秘的世界。
海水里盐分高，潮汐不断，温度忽冷忽热，海底的生物也各种各样，真的是给设备带来了不少麻烦。
你想，海洋里的钢铁、船只、平台这些大家伙，如果不做好保护，早晚就得被腐蚀得掉漆、烂掉。
就得提到一个非常有用的保护手段——牺牲阳极阴极保护。
这玩意儿听上去有点复杂，但实际上，就像给海洋中的设备穿上一层保护衣。
话说回来，长寿命牺牲阳极阴极保护技术，那才是关键中的关键。
简单来说，牺牲阳极阴极保护就像给设备找了个保镖。
海水中的腐蚀反应其实是因为金属表面与水发生了电化学反应，导致金属的分子不断流失，长时间下来，设备就会腐蚀，甚至报废。
而牺牲阳极就是通过将一些特定的金属材料（比如锌、铝或镁）放到设备旁边。
这些金属的电化学特性比设备的金属更容易发生反应，所以它们会先“牺牲”自己，保护设备不受损害。
像是站出来顶包，设备的“身体”没事，牺牲阳极自己吃了亏。
想象一下，海洋环境就像是一个大号的化学实验室，什么盐分、氧气、酸碱度都在作怪。
尤其是那些深海区域，水深又大，环境条件变得更加极端。
没有点好技术，根本扛不住。
比如传统的牺牲阳极，其实有个问题：它们的使用寿命并不是特别长。
如果阳极用得太快，设备就得经常进行维护或者更换阳极，想想每次去海上换东西可不容易，成本可就上去了。
可如果技术做得好，阳极能用个十年八年，设备就能“长命百岁”。
说白了，这就是长寿命牺牲阳极阴极保护技术的最大优势，它不但能有效抵抗腐蚀，还能减少频繁维护的麻烦。
在复杂海洋环境下，技术的应用就更重要了。
比如说，咱们的海底石油平台，得面对恶劣的天气和强烈的海流。
就算是坚固的钢材，放在海水中呆久了，也会被“慢慢啃掉”。
再比如海上风电平台，它们长期在海面上工作，阳光、风、雨、潮汐，啥都得忍。
你想想，如果没有这种长寿命保护技术，设备根本撑不住。
它不光要对抗自然的力量，还得要顶住人工的干扰，真是处处都得考虑到。
海洋平台阴极防腐技术研究
海洋平台阴极防腐技术研究摘要：海洋平台使用到的大部分的结构材料为钢材料，钢材料在使用的过程中受到空气、温度等环境因素，会产生腐蚀的现象，严重的会导致结构强度失效等问题。
通过采用阴极防护的方法可以有效的减缓海洋平台的腐蚀速率，保证平台的运行安全。
文章通过调研研究，分析了海洋平台阴极防腐和防腐检测的方法，通过研究对于提高海洋平台防腐的效果具有一定的意义。
关键词：海洋平台阴极防腐检测方法海上平台是海上油气资源开采重要的基础设备，海洋平台的规模大，涉及到多个学科方面的内容，而且海洋平台的成本非常高。
海洋平台在工作的过程中，工作的环境非常恶劣，同时海洋平台需要具有较长的工作寿命，这样就给海洋平台的设计与制造带了更高的要求。
在海洋特殊的工作环境中，由于海水的存在对于水下结构物不断的冲蚀，海洋生物对于海洋平台的侵蚀，以及温度、气候等方面对于海洋平台强度的挑战，海水洋流的对于海洋平台的冲刷，以及外界的载荷对于海洋平台的影响等，各个方面都对海洋平台的强度和工作寿命提出了巨大的挑战。
如果海洋平台在防腐方面没有达到要求，海洋平台容易因为腐蚀的问题而导致平台的实效，从而造成海洋平台的安全事故。
因此需要不断的加强海洋平台防腐蚀的能力，不断的提高海洋平台防腐蚀的水平，采用先进的防腐蚀方法。
现阶段应用较为广泛的海洋平台防腐蚀的方式，就是防腐层结合阴极防腐的方法。
在进行阴极防腐的过程中，采用的方法主要是牺牲阳极的方法。
在海洋平台防腐技术应用的过程中，利用海洋平台的一些表征参数，可以准确的表示出海洋平台目前的防腐水平，这些参数主要包括，电流的密度、阳极电流的大小等。
保护电位的值可以有效的反应出海洋平台，用到钢材料的防腐效果。
随着海洋平台工作年限的增加，海洋平台保护电位的大小会随之改变。
根据国家相关的法律法规的规定，我国海洋平台在工作的工程中，一定要进行严格的海洋平台防腐参数的检测与控制。
通过对影响到海洋平台防腐效果参数进行有效的检测与控制，可以有效的提高海洋平台防腐质量的监控，从而不断的提高海洋平台防腐的水平和效率。
海洋平台阴极保护与监测技术的应用
海洋平台阴极保护与监测技术的应用邵静;刘福国;王秀通;阳利军;赵晓栋;黄志强;韩延波;张兆德【摘要】This paper focuses on corrosion of the fully immersed zone of the offshore platform, introduces the princi-ples, types and characteristics of cathodic protection as well as composition and design of monitoring system, and dis-cusses the application significance of cathodic protection and monitoring system to underwater anti-corrosion of offshore platform.%针对海洋平台全浸区的腐蚀情况,着重介绍了阴极保护及其原理、种类及特点,监测系统的组成及设计,探讨阴极保护及监测系统对海洋平台水下防腐的应用意义.【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2018(015)003【总页数】5页(P24-28)【关键词】海洋平台;阴极保护;监测系统【作者】邵静;刘福国;王秀通;阳利军;赵晓栋;黄志强;韩延波;张兆德【作者单位】浙江海洋大学船舶与机电工程学院,浙江舟山 316022;中国科学院海洋研究所,山东青岛266071;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;中国科学院海洋研究所,山东青岛266071;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;烟台大学,山东烟台 264005;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;浙江海洋大学船舶与机电工程学院,浙江舟山 316022【正文语种】中文【中图分类】TJ07;TG17421世纪以来，海洋再次成为世界关注的焦点，我国也提出了“海洋强国”的口号，海洋战略地位空前提高。
海洋平台外加电流阴极保护技术
海洋平台外加电流阴极保护技术张脉松;尹鹏飞;马长江【摘要】要：本文介绍了海洋平台阴极保护的种类和特点，着重叙述了导管架平台外加电流阴极保护技术。
并通过对外加电流系统材料、设备、设计以及安装工艺方面的研究构建了一种导管架平台外加电流阴极保护成套技术。
%The types and characteristics of cathodic protection on offshore platform were introduced in this paper, the emphasis was on the impressed current cathodic protection (ICCP) technology of jacket platform. And build ICCP complete technology of jacket platform thought the study on the materials, equipment, design and installation process of ICCP system.【期刊名称】《全面腐蚀控制》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】5页(P20-23,62)【关键词】导管架平台;外加电流;阴极保护;腐蚀防护【作者】张脉松;尹鹏飞;马长江【作者单位】胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司，山东东营257064;青岛钢研纳克检测防护技术有限公司，山东青岛266071; 钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所，山东青岛266101;青岛钢研纳克检测防护技术有限公司，山东青岛266071; 钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所，山东青岛266101【正文语种】中文【中图分类】TG172.50 引言随着海洋油气的进一步开发利用，海洋平台所处水域越来越深，结构越来越复杂，腐蚀防护要求也越来越高。
考虑到水下防腐层的耐久性和维修涂层的难度，以及通过经济上的对比，现在建造的海上固定式导管架平台，全浸区的结构绝大多数都不采用防腐层保护，而仅依靠阴极保护来防止腐蚀破坏[1]。
海洋工程阴极保护技术发展与展望
4、阴极保护监控系统发展趋势
腐蚀平台 控制中心
云计算+专 家数据库
互联网+
分散数据
4、阴极保护监控系统发展趋势
指导材 料研发
指导结构 设计、选 材
腐蚀平台 控制中心
事故诊 断、失 效分析
行业国家标 准、指导阴 保设计
四、海洋平台阴极保护及延寿修复技术
1. 技术现状
我国现有各类海洋石油平台 400余座，主要是自升式移动平台和固定式导管架 海洋石油平台是海洋工程钢结构的代表，一方面技术含量高、附加值高、高度 平台， 90%以上采用牺牲阳极阴极保护，原因是陆地安，装费用低，技术常熟， 智能和高度系统化，单体造价高；另一方面，体积庞大、结构复杂（ 70层楼高、 工程经验丰富，无需后期维护保养，很好地契合了苛刻海洋环境中的腐蚀控制 上万吨）、服役环境苛刻（风暴与飓风、贯穿超差、飞溅、全浸、海泥各区 需要。 带），最能反映一个国家阴极保护技术水平。
2、外加电流系统辅助阳极发展趋势
(废钢铁、铝 辅助阳极随着市场需求不断提高和技术不断进步，从可溶性阳极 实验室测试和工程使用经验都表明，不溶性辅助阳极体性能与国
等)，到微溶性阳极(石墨、高硅铸铁、铅银合金等)，到不溶性阳极(铂复合阳极、
外有一定差距，表现在涂镀层易脱落，寿命短。
愈大。
金属氧化物阳极等)，寿命不断提高，体积越来越小，质量愈来愈轻，电流越来 技术现状优于恒电位仪，失效主要是电连接不可靠导致，非阳极本体
海洋工程阴极保护技术发展与展望
杨 朝 晖
张 伟
青岛钢研纳克检测防护技术有限公司 钢 铁 研究总 院 青岛海 洋 腐蚀研 究 所
目 录
一、海洋工程阴极保护技术 二、海洋工程牺牲阳极技术发展与展望
海洋构筑物的阴极保护
海洋构筑物的阴极保护海洋构筑物的阴极保护今天越来越多的海洋构筑物（即钻井和采油平台、钢板桩墙、船闸和其他港口设施）采油阴极保护，并且总是规定海洋管道必须施加阴极保护。
由于薄防腐层在水里的使用寿命很有限，一般来讲，薄防腐层都无法修补，因此，在近海工程中这样的薄防腐层很少使用，并且几乎从不采用。
人们为此进行了广泛的调研，并在此基础上定制了相应的规范来知道阴极保护的建立。
在潮汐带和飞溅区，阴极保护通常是不太幼小的。
在这些部位，人们常用厚覆盖层或耐腐材料做成的防护套防止腐蚀。
覆盖层将承受很强的机械应力作用，必须在这些部位牢靠地附着在金属材料上，甚至能在海水飞溅区的条件下实施修补。
必须保证覆盖层在阴极保护材料极化作用下保持良好的稳定性，并能耐受海洋生物、紫外线照射和海水侵蚀。
与管道和港口设施不同，海洋平台处于动态负荷的作用下。
因此，在选择钢材时，除了考虑机械强度和力学性能外，还必须结合实施阴极保护，考虑腐蚀疲劳和应变引发的应力腐蚀。
海洋构筑物的阴极保护今天越来越多的海洋构筑物（即钻井和采油平台、钢板桩墙、船闸和其他港口设施）采油阴极保护，并且总是规定海洋管道必须施加阴极保护。
由于薄防腐层在水里的使用寿命很有限，一般来讲，薄防腐层都无法修补，因此，在近海工程中这样的薄防腐层很少使用，并且几乎从不采用。
人们为此进行了广泛的调研，并在此基础上定制了相应的规范来知道阴极保护的建立。
在潮汐带和飞溅区，阴极保护通常是不太幼小的。
在这些部位，人们常用厚覆盖层或耐腐材料做成的防护套防止腐蚀。
覆盖层将承受很强的机械应力作用，必须在这些部位牢靠地附着在金属材料上，甚至能在海水飞溅区的条件下实施修补。
必须保证覆盖层在阴极保护材料极化作用下保持良好的稳定性，并能耐受海洋生物、紫外线照射和海水侵蚀。
与管道和港口设施不同，海洋平台处于动态负荷的作用下。
因此，在选择钢材时，除了考虑机械强度和力学性能外，还必须结合实施阴极保护，考虑腐蚀疲劳和应变引发的应力腐蚀。
阴极保护在海洋工程中的应用研究
阴极保护在海洋工程中的应用研究朱江【摘要】This article introduces the basic operational principles of cathodic protection as well as expounds its roles in protection against hull corrosion in ocean engineering. In addition, it proves that impressed current cathodic protection(ICCP) has more advantages.%文章介绍了阴极保护基本工作原理，并阐述了其在海洋工程中对控制船体外壳防锈方面的应用。
实例证明，在海洋工程中采用外加电流阴极保护更有优势。
【期刊名称】《南通航运职业技术学院学报》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】4页(P36-39)【关键词】阴极保护;ICCP;海洋工程;外壳保护【作者】朱江【作者单位】南通中远船务工程有限公司海工研发中心，江苏南通 226001【正文语种】中文【中图分类】U672.70 引言当今的船舶、海洋平台、特种工作船舶设施，广泛采用阴极保护方法防止外壳腐蚀。
阴极保护方法主要分为牺牲阳极（如在船体、船舵上加锌块）和外加电流保护（Impressed Current Cathode Protection，简称ICCP）两种。
浮式海洋工程平台在阴极保护系统安装后，需要保证储油平台25年后也无需进坞维修，且要实现压载舱及系泊系统的保护。
本文将对阴极保护系统在浮式海洋工程平台的具体应用进行研究，以供参考。
1 阴极保护的一般原理1.1 电化学腐蚀为理解阴极保护，首先要了解腐蚀机理。
发生腐蚀必须具备三个条件：两种不同的金属；一种电解质（溶解有一种或多种类型盐的水）；不同金属间存在金属（导电）通路。
两种不同的金属可以是完全不同的合金，如钢和铝，但更常见的情况是一整块钢表面上微观或宏观的冶金学差异。
阴极保护在海洋工程中的应用研究
朱江 ： 阴极保护在海洋工程中的应 用研究
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第二 ， 油漆特涂 ， 使船体金属表面与海水介质隔绝 ， 有效 的缓解锈蚀 ， 这是 目前各种船 舶中普遍使用 的
机 械涂 层 防护 措施 。 第三 ， 安装 比船体电位低的金属 ， 即牺牲 阳极。通常船舶水线 以下外壳、 水舱 、 压载舱 、 双层底 、 艏尖舱 、
舵等重要部位都会焊接大量锌块 ， 以缓解锈蚀 。牺牲 阳极 的保护方式 ， 并不适合长期不进干坞维修的海洋平
台， 且 投 资高 ， 安 装 布置 工程 量庞 大 。 第 四， 主动 防御 ， 安装 外 加 电流 阴极保 护 系统 （ Ｉ Ｃ Ｃ Ｐ） 。采 用外 加 电流 阴极 保护 系统 ， 设备 安装 相对 简单 ，
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海洋平台阴极保护监测系统的研制及应用
海洋平台阴极保护监测系统的研制及应用熊信勇;严涛;许川壁;严文侠;姚植忠;王华接;许世力;严岩;林连进;程志强;郑斌;杨立辉【期刊名称】《热带海洋学报》【年(卷),期】2003(022)001【摘要】介绍了自行研制的海洋平台阴极保护监测系统,它由双电极电位测量探头、牺牲阳极输出电流测量探头、信号传输电缆系统和微机数据采集系统组成;并结合近10a其在南海北部近海石油开发区的应用和运行状况,对阴极保护监测系统的性能、作用及意义进行了系统论述,以期为进一步的工作奠定基础.【总页数】6页(P70-75)【作者】熊信勇;严涛;许川壁;严文侠;姚植忠;王华接;许世力;严岩;林连进;程志强;郑斌;杨立辉【作者单位】中国科学院福建物质结构研究所二部,福建,厦门,361012;中国科学院南海海洋研究所,广东,广州,510301;中国科学院福建物质结构研究所二部,福建,厦门,361012;中国科学院南海海洋研究所,广东,广州,510301;中国科学院福建物质结构研究所二部,福建,厦门,361012;中国科学院南海海洋研究所,广东,广州,510301;中国科学院福建物质结构研究所二部,福建,厦门,361012;中国科学院南海海洋研究所,广东,广州,510301;中国科学院福建物质结构研究所二部,福建,厦门,361012;中国科学院南海海洋研究所,广东,广州,510301;中国科学院福建物质结构研究所二部,福建,厦门,361012;中国科学院福建物质结构研究所二部,福建,厦门,361012【正文语种】中文【中图分类】P754.4【相关文献】1.新型海洋石油平台阴极保护初期数据检测仪的开发与应用 [J], 宋积文;陈胜利;王秀通;彭希安2.阴极保护监测系统在海洋石油平台上的应用 [J], 樊华;边大勇;李月海;王钎宇;王志超;廖立斌3.海洋工程用新型牺牲阳极设计与性能研究(Ⅳ)——导管架平台阴极保护应用研究[J], 刘福国;张伟;王秀通;尹鹏飞;黄志强;张国庆;韩冰;李向阳4.海洋平台阴极保护与监测技术的应用 [J], 邵静;刘福国;王秀通;阳利军;赵晓栋;黄志强;韩延波;张兆德5.外加电流阴极保护在海洋石油平台161上的应用 [J], 张万期;赵振杰;唐友顺;屈会智因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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化学工程与装备 2013年 第8期
180 Chemical Engineering & Equipment 2013年8月
阴极保护在海洋平台上的应用
曹永升，史勋汉，孙为志，王 沙，赵 晨
（海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）
摘 要：本文通过分析对海洋平台所处环境的分析以及阴极保护的工作原理介绍，研究了阴极保护在海洋平台的腐蚀防护中的应用，分析了两种阴极保护的特点及其在海洋平台防腐工作中的应用情况和取得的效果。
关键词：阴极保护；海洋平台；腐蚀；防腐
1 概述
海洋平台是海上石油开采的主要装置。
随着海洋石油开发逐步向深海迈进，海洋平台的体积也逐渐加大，结构日趋复杂，投资日益增高。
并且海洋平台及其辅助设施都是由复杂的钢结构组成，长期受到海洋环境中着海水的侵蚀。
因此，如何加强平台结构的腐蚀防护、有效地控制平台钢结构的腐蚀，提高其使用寿命、保障生产运行的安全成为人们关注的焦点。
而阴极保护作为一种腐蚀防护方式，已广泛应用于各种环境的金属防腐实践中，这其中也包括海洋平台的腐蚀与防护。
2 阴极保护原理
阴极保护其实质是对阴极金属进行保护，防止金属结构的腐蚀。
通常我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。
腐蚀的危害性极大，世界上每年生产的钢铁中约有10％的钢铁因腐蚀而变成铁锈，大约30％的钢铁设备因为腐蚀而损坏。
这样不仅造成了极大的材料浪费，还会导致停产、人生伤害和环境污染等严重的生产事故。
据统计，有些国家由于金属的腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的2～4%。
金属腐蚀发生的根本原因是金属热力学性质上的不稳定性造成的，即金属本身较其他某些化合物（如氧化物，氢氧化物，盐等）原子处于较高的自由能状态，使得金属极易失去电子而被氧化，这种倾向在相应条件具备时，就会发生金属由单质向化合物的转化，即发生了腐蚀。
金属和金属的腐蚀主要是化学作用或电化学作用引起的，有时还包含了机械作用﹑物理作用及生物作用。
阴极保护一种用于防止金属在电介质中发生氧化还原反应的电化学保护技术，其基本原理是利用金属活性较大金属作为牺牲阳极、被保护金属作为阴极，或者是在被保护的金属表面施加一定的直流电流，从而使氧化还原反应不在阴
极金属上发生，进而达到保护阴极金属的目的。
也就是利用牺牲阳极材料或辅助阳极的腐蚀来替代被保护金属结构的腐蚀，从而使被保护结构的金属的使用寿命得以延长，进而提高设备等的安全性和经济性。
根据阴极供电电流的提供方式不同，阴极保护可分为牺牲阳极保护和外加电流保护两种。
（1）牺牲阳极阴极保护。
牺牲阳极阴极保护就是将电位更负，即金属活性较大的金属作为原电池的阳极，与被保护的金属相连，通过电负性金属或合金的不断溶解消耗，向被保护的金属提供保护电流，使处于电解质中的金属电子转移到被保护的金属上去，使得整个被保护的金属处于一个较负的相同的电位下，使阴极部分的金属免受腐蚀，达到保护的目的。
这种保护方式简便易行，不需要提供外加电源，并且很少产生腐蚀干扰。
牺牲阳极保护原理见图1。
图1 牺牲阳极保护原理图
（2）外加电流阴极保护。
外加电流阴极保护就是指利用外加直流电源和辅助阳极，将外部交流电转变成低压直流电，通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属，使其产生阴极极化，使被保护的金属结构电位低于周围环境电位。
也就是通过给金属补充大量的电子，使被保护金属处于电子
曹永升：阴极保护在海洋平台上的应用 181
过剩的状态，使得金属表面的各点达到同一负电位，从而避免金属原子因失去电子而变成离子溶与溶液。
外加电流保护原理见图2。
图2 外加电流保护原理图
3 阴极保护的应用
阴极保护技术起源于160多年前，到70年代初日趋完善。
我国早期颁布的行业标准SYJ7-84中就已规定油、气集输管道必须采用阴极保护技术。
油、气管道建设过程中对其实施阴极保护是必不可少的，要求都要符合石油天然气行业标准SY/T 系列规范。
实践证明，采用阴极保护进行金属的腐蚀防护投资少、效果好，经济效益及社会效益非常明显。
阴极保护技术是防止海洋平台钢结构腐蚀的一种重要方法，实践证明，阴极保护可以有效地延长海洋平台的使用寿命。
其中利用电极电位比被保护金属电位低的金属或合金作为阳极的牺牲阳极保护技术，只是通过少量的有色金属材料的消耗，就可以完全的保护被保护金属免于腐蚀，这种方式相对于外加电流保护技术简单易行，不需外加电源，也不干扰邻近设备和装置，不需要由专人的管理，只需将金属活性较大的金属和被保护金属连接起来形成腐蚀电极，就能使阴极金属而得到保护。
通过阴极保护，不但能够使钢材的普遍腐蚀得到有效的抑制，而且电位控制得当，还可以使钢材的疲劳值接近于空气中的状态。
阴极保护还能够有效防止结构节点等高应力部位以及焊接热影响区的疲劳裂纹等的点蚀危害。
同时阴极保护过程中反应时所产生的石灰质层还可以填塞疲劳裂纹，能够有效减缓裂纹的生长速度。
在平台的设计与制造过程中，位于海水全浸区和海泥区的海洋平台结构的腐蚀与防护都是利用牺牲阳极保护技术，而不是采用防腐涂层。
因为必须充分考虑水下金属结构的防腐涂层的耐久性，以及防腐涂层维修、维护的难度，进行充分的技术及经济对比。
在海洋平台下水之初，阴极保护过程处于初期极化阶段。
在这个阶段，要使牺牲阳极能够起到保护的作用，就要给牺牲阳极提供很大的初期极化电流，在深海或者海水温度较低的环境中所需电流更大；随着阴极保护逐渐进入平稳期，对维持电流的需求将会大大降低。
通常初期极化所需的电流是维持电流的3-5倍。
随着海洋石油开发逐步向深海推进，阴极保护的设计也不尽相同，这是由深海与浅海的环境条件的差异所导致的。
影响深水区内阴极保护的设计的环境因素主要有以下几点：海水温度、海水盐度、海水的溶氧度、海水的PH 值以及海水流速等，其中海水温度以及海水的PH 值的影响最为显著。
由于钙产物膜在深水中不稳定，为了使钢结构的极化能够更加的充分，就需要提供更高一些的阴极保护的设计电位。
牺牲阳极的材料选择是另外一个影响阴极保护设计的重要因素，鉴于海洋环境十分恶劣，所以平台结构所需要的牺牲阳极材料的寿命要较长，这使得铝阳极成为在选择海洋平台钢结构的阴极保护的阳极材料时，铝阳极成为了首选。
目前在铝中同时加入锌和锢元素的铝阳极（At-Zn-In）是国内应用最为广泛的，其中的锌和锢元素能够对铝的活化产生有利的影响，从而使铝合金的电化学性能得以改善，在海水中AI-Zn-In-Cd 合金阳极因其具有极化率小、表面溶解均匀、电位稳定、腐蚀产物可自行脱落、电流效率可达85%等优点，而被广泛地应用于海水中的阴极保护技术上。
4 结论
多年的工程实践表明，阴极保护技术在海洋平台上的应用取得了较好的效果，延长了被保护结构的使用寿命，有效降低了海洋平台结构因金属腐蚀而造成的结构破坏，提高了海洋平台生产的安全性和经济性。
参考文献
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[4] 姚 平, 鲍 祺, 王洪仁, 等. 中国南海东方气田海上
平台水下钢结构腐蚀与防护研究[J]. 全面腐蚀控制, 2010(01).。