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分类号

阴保

密级

一般

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编号

2025.10.23

贵金属氧化物深井阳极（海洋石油钻井平台阴极保护）

技术部：刘珍

内部资料请勿外传

2025年10月23日

贵金属氧化物深井阳极在海洋石油钻井平台阴极保护中表现优异，其以钛基为基体、涂覆铱、铂等贵金属氧化物涂层，具备高化学稳定性、低消耗率、长寿命及高效电流输出能力，适用于高盐雾、强腐蚀的海洋环境，尤其适合大型导管架平台及深海工程，是保障平台长期安全运行的关键技术之一。

一、核心优势

耐腐蚀性强

贵金属氧化物涂层（如铱钽、铂钛）在Cl?浓度5000ppm的深海环境中，消耗率仅0.002mm/年，寿命可达40年，远超传统阳极材料（如高硅铸铁）。

涂层化学稳定性优异，能抵抗海水中的溶解氧、硫化氢等腐蚀性介质，减少阳极溶解速率，降低维护成本。

电流效率高

允许电流密度达50-100A/m2，是传统阳极的2-3倍，可快速为平台提供稳定保护电流。

输出电流均匀，避免局部过保护或欠保护，确保平台结构电位稳定在-0.85V至-1.15V（阴极保护电位范围）。

长寿命与低维护

寿命超过20年，减少频繁更换阳极的停机时间和成本。

预包装设计（如导气管、焦炭填料、钢制套管）简化安装流程，降低现场施工难度。

环境适应性广

垂直安装深度可达80-150米，穿透高电阻率海底淤泥层，直达低电阻率地层，实现三维电流分布。

适用于飞溅区、全浸区、海泥区等不同腐蚀环境，尤其适合深海油气平台导管架的防护。

二、技术特点

材料创新

阳极体：钛基贵金属氧化物涂层（如铱钽、铂钛），具备高催化活性和耐腐蚀性。

导气管：网孔状不锈钢管或绝缘法兰连接结构，排除阳极反应产生的气体（如O?、H?），避免气阻导致的电流分布不均。

焦炭填料：粒径2-5mm的高纯度冶金焦炭颗粒，混合化学吸水剂后填充于阳极串与钢套管间隙，降低接地电阻30%-50%。

钢制套管：219mm或273mm直径无缝钢管，壁厚≥6mm，兼具机械保护与电流导通功能。

系统设计优化

分段式预制结构：阳极串由2-4支管状阳极串联构成，单支尺寸常见￠25×1000mm、￠50×1500mm，便于运输和安装。

智能监测与调节：结合光纤传感技术，实时监测电位波动（精度±2mV），通过AI算法预测潮汐周期电流需求，调节精度达0.1A。

抗生物附着设计：导气管采用纳米银涂层，抑制藤壶等海洋生物附着，减少生物腐蚀风险。

三、应用场景

大型导管架平台

导管架处于海水和海底土壤的双重腐蚀环境中，深井阳极可安装在导管架附近的海底土壤中，通过合理布局有效防止腐蚀，延长使用寿命。

例如，南海某深海油气平台导管架防腐工程中，环形布置8口深井阳极（深度150米），单井输出电流50A，电位均匀度提升至98%（-0.91±0.02V），维护周期从2年延长至7年，全寿命成本降低45%。

深海油气开采设施

适用于FPSO单点系泊系统、海底管道等深海工程，解决传统牺牲阳极在深海区保护效果不佳的问题。

例如，在南海FPSO单点系泊系统中，深井阳极驱动电压达-1.45V（CSE），显著优于铝阳极在深海区的保护效果。

高盐雾、强腐蚀区域

飞溅区腐蚀速率最高（0.3-1mm/a），需采用厚膜型环氧玻璃鳞片涂层联合阴极保护。深井阳极可穿透高电阻率表层，直达低电阻率地层，提供稳定保护电流。

四、典型案例

塔里木油田输气管道

采用273×3000mm规格阳极体，单组保护范围达35公里，土壤电阻率改善率达78%。

西气东输三线甘肃段

使用YBMMO-6000型阳极，在干旱地区埋深达20-30米以接触含水层，有效降低接地电阻，扩大保护范围。