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高温牺牲阳极的研究及应用 蒲志强· 郝小军” (+珠海煤气公司球海519000¨洛阳七二五所 洛阳471039) ■叠·本文对高沮牺牲阳报的研究及应用概况进行了综合论述． 关t一-高温牺牲阳极高温海水高温海泥《垂垂亨L一一 1前言 近海采油业的发展。要求牺牲阳极能适用于高温海水、海泥等恶劣环境中．大量输 送石油及天然气的管道，出于安全上的考虑被大部分埋在海底淤泥中，埋在海泥中的油气 管线．管中油温多在90--105C．最高可达115C1。l，这使得与之相连的牺牲阳极也处在高 温的环境．海水热交换设备的使用也存在同样的问题．船舶工业及采油工业的发展，需要 研制与推广应用于舱内及在码头，港口、钻井平台能耐高温及油污的牺牲阳极．炼油厂的 加温原油储罐内部局部温度可大于70C．常规牺牲阳极在高温、油污海水，半成水、海 泥中所提供的保护电流随温度，油污沾染波动很大、阳极电位正移，电流效率大大降低， 从而易失去保护作用． ． 三大系列牺牲阳极中．镁阳极由于电位太负，易于过保护，电流效率低，价格高，故 在海水，海泥中已很少采用。锌基阳极在高温海水．海泥中极化率大且存在晶间腐蚀。造 成阳极过早失效，尤其在高温海泥中．其电位正移使得其有效电压降低，从而不适于这种 高电阻率的介质中。而铝基阳极最有前景，应用也量广．但其在高温海水、海泥及油污海 水中的阳极性能的恶化．限制了它的应用。国内外对铝合金牺牲阳极在高温海水中的性能 研究涉及不多，还不能解决这个问题。 在高温海水、海泥中，铝阳极腐蚀产物容易在其表面形成一层高阻抗的硬壳层，致使阳 极局部腐蚀的程度加剧，自腐蚀大大增加．电流效率迅速下降．并且阳极溶解的不均匀程 度增大，易产生缩颈现象．造成阳极的过早失效叫啪Ⅲ[5】．同时铝阳极在高温条件下，电 位正移的倾向加太．从而有效电压降低，不能起到应有的保护作用。在油污海水中．由于 阳极表面粘污了油污，开路电位和工作电位较高．电流效率降低，使其使用受到很大影响。 2国内外现状 国内外从事这方面研制、开发的不多．有美国Dow公司的GⅢ旧【7I铝台金牺牲阳极， Kaiser公司的KA90Ⅱ]铝合金牺牲阳极．华中理工大学的唐和清等研制的lIT系列铝台金牺 牲阳极【9】，哈尔滨工程大学的龙萍等研究的铝合金牺牲阳极【…，华南理工大学李异等研制 的铝台金牺牲阳极【。I“Ⅱ’2113114I”l。其中研究和应用较多的为美凋Dow公司的GⅢ荆嘴合 一195— 金牺牲阳极和华南理工大学李异等研{}i的铝合金牺牲阳极。 美国am铝合金牺牲阳极在常温(200)海水中电流效率为86％，在高温(70℃)海水 中电流效率为45．58％，仅为常温时的53％；在常温(20℃)海泥中电流效率为53％，在高温 (70-c)海混中电流效率为21．2％，仅为常温时的40％。 华南理工大学的李异教授从事高温铝合金牺牲阳极的研制多年．与渤海油田和南海油 田公司长期合作，涉及高温铝台金牺牲阳极的研制，如九一届硕士研究生毕业论文铝合金 牺牲阳极在提高温度淡水的性能研究，九三届硕士研究生毕业论文用于高温海水及海泥中 铝合金栖牲阳极的研究，九九届硕士研究生毕业论文在特殊介质中应用的牺牲阳极的研 究；管道和设备的牺牲阳极保护。包括八八届硕士研究生毕业论文化工容器及设备破坏分 析本身及保护措施的试验研究，九六届硕士研究生毕业论文热水锅炉牺牲阳极保护系统的 研究，九八届硕士研究生毕业论文在役海底管线牺牲阳极评价及优质铝阳极的研究。研究 盐水、海泥中的各种性能，以及常温(23．5C)油污3．5％盐水中性能。 中海石油工程设计公司共同研制的，阳极性能为在常温(25℃)海水中电流效率为92．7％． 在高温(75C)海水中电流效率为82．5％．为常温时的89．O％，在常温(20℃)海泥中 电流效率为82．1％．在高温(75℃)海泥中电流效率为46．6％，为常温时的56．8V,I‘6x”职1I， 工作电位均小于．1．045V。这种阳极应用于渤海油田和南海油田，性能大大优于美国GⅢ 铝合金牺牲阳极。九六年到九八年为南海油田公司提供价值六千万美元的海底管线在役牺 牲阳极评价及筛选优质阳极的服务，为其更换阳极提