海洋乎台阴极保护监测系统地研究.pdfVIP

1998年11月 全国腐蚀电化学及测试方法学术讨论会论文集 221 海洋平台阴极保护监测系统的研究 许川壁熊信勇姚植忠许世力林连进郑斌 (中国科学院福建物质结构研究所厦门361012) 严文侠王华接严岩严涛 (中国科学院南海海洋研究所广舻’：10301) 一、溉述 海水是一种强腐蚀性的介质，海洋平台钢结构在海水介质中的腐蚀破坏问题，对平 台的安全运行构成严重的威胁．阴极保护是控制海洋平台水下钢结构腐蚀的主要措施， 阴极保护监测系统是阴极保护系统的重要组成部分，作为监测海洋平台水下钢结构阴极 保护状况的主要手段，可及时提供平台水下钢结构阴极保护系统运行状况的信息，对于 确保平台结构的长期安全营运，具有重要的价值．该系统能不间断地自动巡回测量平台 导管架不同节点的阴极保护系统主要运行参数，具有自动显示、存储测量结果和输出打 印功能．为新平台的阴极保护系统的合理设计提供可靠的依据． 二、原理及依据 根据已有的大量研究结果，国际船检机构制定了现行船检规范，规定了女掳}构在蹲 9 水中的阴极保护电位标准．在标准规定的阴极保护电位范围内，其保护度可S 5％以 上，钢的平均腐蚀率大大降低．更为重要的是，其局}{蚀得到了有效的控制． 阴极保护电流密度是一个随机参数，它随着海况条件和钢结构表面状况的变化而变 化．在不同海区、不同季节，均有很大的差异，据有关资料刊载，在墨西哥湾和印度尼 西亚海域，其典型的阴极保护电流密度设计值为54～65mA／m。；在美国西海岸，其典 计值为86—216mA／m。；而在库克湾其典型的阴极保护电流密度设计值则高达380～ 430mA／m2．由此可见，不同海区所需的阴极保护电流密度最大相差达6倍以上．此外， 阴极保护系统在不同时期所需的电流密度也不同，在阴极保护初期，所需的阴极保护电 流密度最大；以后，随着阴极保护系统的运行，钢表面阴极反应物的沉积等，所需的阴 极保护电流密度大大降低；但在风浪、湍流的作用下，会增大所需的阴极保护电流密度． 而必须指出的是，迄今为止，在我国近海油气田，尚未取得平台阴极保护电流密度的实 lllo‰?『0 测数据．而阴极保护电流密度的设计参数直接关系到平台水下钢结拘是否能达到所规：皇 的保护电位范围内，因此，对牺牲阳极所输出的阴极保护电流密度的监测是’}分必要的， 它不仅可以评估牺牲阳极工作性能，而且还可估算平台?k下钢结构所需的阴卺乏保护电流 密度及其变化规律，为该海区新建平台水下钢结构的b。彼保护设计积累数据和提供设计 依据． 三、监测系统及其主要技术性钝 海洋平台阴极保护监测系统是由双电极电位测量探头、牺牲阳极输出电流测量探 222 许川壁等： 海洋平台阴极保护监测系统的研究 头、信号传输电缆系统和微机数据采集系统所组风． i．双电极电位测量探头 双电极电位测壁探头是用来铡量平台水下钢结构关键节点部位的阴极，屎护电位．每 一个探头均由Ag／AgCl电极和zn电极组成，它具有长效和防污损生物附着，其结构具 有抗强烈冲击和振动的能力，并能承受于平台水深相应曲压力． 组成探头的两种电极材料分别在实验室的天然海水中和买海海水中进行了为期一年 和三年的性能测试．测试结果表明：A∥AgCl电