一种采用金属氧化物阳极的防腐蚀方法技术

本发明专利技术涉及一种采用金属氧化物阳极的外加电流阴极保护防腐蚀方法，适用于防止钢质浮码头、浮船坞、趸船等海中固定式金属结构物的腐蚀，属于电化学保护技术领域，其采用的外加电流阴极保护系统包括直流电源设备、管状金属氧化物阳极组件和参比电极组件，直流电源设备布置在浮码头金属结构物上，管状金属氧化物阳极组件采用吊挂式金属氧化物阳极组件，从钢结构物上布放到海中，参比电极组件采用吊挂式安装或固定式安装设置在浮码头金属结构物上的可固定位置；其安装方便，操作简单，保护寿命长，防腐蚀效果好，可靠性强。

【技术实现步骤摘要】

-本专利技术涉及一种采用金属氧化物阳极的外加电流阴极保护防腐 蚀方法，适用于防止钢质浮码头、浮船坞、趸船等海中固定式金属结 构物的腐蚀，尤其适于老旧钢质设施的防腐蚀，属于电化学保护技术 领域。
技术介绍
目前，阴极保护和涂料相结合可以有效地防止金属结构物在海水 中的腐蚀。依据提供保护电流的方式不同，阴极保护可以分为牺牲阳 极和外加电流两种方法。牺牲阳极法是通过将电负性的阳极材料和船 体相连接，通过电偶作用使其自身溶解消耗来产生阴极保护电流，其 特点是简单、可靠，但单只阳极的发生电流较小，为获得充分的保护 和较长的使用寿命，必须安装足够数量以及尺寸较大的牺牲阳极；而 外加电流阴极保护方法是通过外部的直流电源来提供所需的保护电 流，通常由电源设备、辅助阳极和参比电极等部分构成。其特点是驱 动电压高、输出电流大、保护寿命长，并且可随外界工况条件的变化 而自动调节输出电流的大小，使被保护的金属结构物一直处于最佳的 保护状态，但该系统较为复杂。尽管两种方法均可以获得良好的保护 效果，但在实际工程中需要根据具体的工况条件来进行选择。对于新 造的钢质浮码头、浮船坞、趸船等海中固定式金属结构物，大多数情 况下都是采用牺牲阳极保护，这是因为牺牲阳极方法安装简便，不用 维护，对于固定式结构物，也可以设计较长的保护寿命。然而，牺牲 阳极在工作的过程中会不断溶解消耗，当其剩余的量不足以维持对钢 结构物足够的保护时，则必须及时进行更换。更换牺牲阳极通常要在 干坞中进行，这需要将浮码头等结构物拖到船厂才能进行修理，这不 仅增加了修理费用，而且造成停产损失。因此，如何在不影响结构物 正常使用的情况下对原有阴极保护系统进行更新是一个需要解决的问题。目前常见的一种方法是采用吊挂式牺牲阳极对浸泡在海水中的 结构表面进行保护，但对于老旧结构物，由于原有的油漆涂层老化破 损严重，则必须吊挂很多的牺牲阳极才能满足保护需要，并且由于牺 牲阳极的保护范围较小，当浮码头等结构物的尺寸较大时，其底部尤 其是中央部位往往难以获得充分、均匀的保护。文献中介绍了一禾中夕卜力口电 流阴极保护系统，可以对这类老旧结构物进行有效的保护。其采用的 是远阳极地床技术，即在离要保护的金属结构物较远的海底安装辅助 阳极地床，电源设备安装在浮码头等结构物上。但这种方法需要潜水 员在水下安装，安装不便，并且对位于阳极地床和浮码头之间的结构 物有产生杂散电流腐蚀的危险。美国专利US Patent 4， 292， 149还 公开了一种用于保护海上石油钻井设施海水浸泡表面的辅助阳极组 件，它是将铂钛或铂铌复合丝缠绕在支撑的绳索上而构成。尽管铂钛 或铂铌丝阳极在海水中具有良好的电化学性能，但铂复合阳极由于制 备工艺复杂，因此价格较昂贵，和其它阳极材料相比不够经济。同时， 由于铂钛或铂铌复合丝是直接缠绕在支撑的绳索上，阳极工作时产生 的氯气等腐蚀性介质很容易导致支撑绳索的老化或破损。另外，铂钛 或铂铌复合丝与连接电缆之间存在的电缆接头容易损坏，易导致整个 保护系统失效。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，寻求设计一种采 用吊挂式金属氧化物阳极的外加电流阴极保护的防腐蚀方法，该方法 安装方便，保护寿命长，保护效果好，可长期可靠地工作，并且不会 对其他附近金属结构物产生杂散电流干扰。为了实现上述目的，本专利技术先选择外加电流阴极保护系统及其管 状金属氧化物阳极后，组装并固定连接在被保护的金属结构物或浮码 头上，接通电源进行防腐蚀保护，所采用的外加电流阴极保护系统包括直流电源设备、管状金属氧化物阳极组件和参比电极组件；直流电 源设备布置在浮码头金属结构物上，以减小与其相连的阳极电缆和阴 极电缆的长度，管状金属氧化物阳极组件采用吊挂式金属氧化物阳极 组件，从钢结构物上布放到海中，采用吊挂式安装或固定式安装的参 比电极组件设置在浮码头金属结构物上的可固定位置。本专利技术的直流电源设备输入为单相或三相交流电，直流输出的正 极端子接阳极电缆，负极端子接阴极电缆；直流电源设备采用自动控 制的恒电位仪或采用手动调节的整流器；直流电源设备上设有参比电 极接线端子并连接到参比电极组件上，测量被保护的金属结构物的电 位。本专利技术的参比电极组件设置在浮码头的可固定位置，该位置位于 两支阳极组件的中间，或远离阳极组件的位置，参比电极体采用银/ 氯化银、高纯锌(大于99.99WZn)或锌合金；参比电极的护套采用 玻璃钢、尼龙、聚氯乙烯或聚乙烯等绝缘材料制成，护套上制有透水 孔或半透膜和海水进行离子交换，用于防止参比电极体的损伤或污 染；参比电极组件在舷外吊挂式安装，或用钢筋固定在船舷，浸泡在 海水中并且尽可能地靠近被保护结构物的表面，以减小测量时的欧姆 降。本专利技术的管状氧化物阳极组件采用钛基管状金属氧化物阳极体， 在阳极体的工作表面覆有导电的陶瓷混合金属氧化物，氧化物由氧化 钌、氧化铱和氧化钯等铂族金属氧化物中的一种或二种及以上与氧化 钛、氧化锡、氧化钽等非贵金属氧化物中的一种或二种及以上混合构 成，金属氧化物的含量应不小于30°/。摩尔比；当金属氧化物的含量小 于该值时，混合金属氧化物阳极的电化学性能将会明显劣化；阳极电 缆和管状氧化物阳极组件内壁之间电性连接于阳极组件的中间部位， 采用两道冗余密封，先在管状金属氧化物阳极组件和阳极电缆之间填 充密封料如环氧树脂或石蜡，然后在管状金属氧化物阳极组件的两端 采用橡胶密封套，挤压式进行二次密封；在同一根阳极电缆上同时串 联多只管状金属氧化物阳极；管状金属氧化物阳极组件预先组装好后从浮码头上采用吊挂的方式布放到海中，下部连接有固定用的混凝土固定锚块；阳极电缆采用特制的电缆，其中间采用一根多股钢丝绳支撑。本专利技术的外加电流阴极保护系统包括至少一台恒电位仪， 一支管状氧化物阳极及一支参比电极；恒电位仪的数量及额定输出电压、电 流的大小、管状金属氧化物阳极和参比电极的数量都根据被保护金属 结构物的大小、结构形状以及涂层状况来确定。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点 一是采用外加电流阴极保护，提供的保护电流大，保护寿命长，并可使结构物一直处于良好保护状态；二是不需要进干坞安装，不会影响结构物的正常使用， 适于对老旧金属结构物进行保护系统更新；三是管状氧化物阳极组件 采用钛作阳极基体，阳极重量轻，具有良好的机械性能，便于搬运和 安装；采用了导电的混合金属氧化物做阳极涂层，使该阳极具有极高 的稳定性和很低的消耗率，因而可具有长的使用寿命；由于氧化物涂 层具有高的电化学活性，可采用较大的工作电流密度和较低的电源输 出电压，因而具有更高的效率，而且价格较铂阳极便宜，可节约贵金 属资源；四是采用了串型管状氧化物阳极结构，可以方便地增加阳极 数量和调节阳极之间的间距；五是该金属氧化物阳极组件是在工厂预 先组装好，并且在电缆接头处采用了冗余密封结构，提高了整个阳极 组件的可靠性；六是采用了近阳极系统，因此不会对附近的其它金属 结构物产生杂散电流干扰。 附图说明图1为本专利技术实施于金属结构的浮码头物件防腐蚀的结构原理 示意图，其中包括浮码头1、直流电源设备2、阳极电缆3、阴极电 缆4、参比电极组件5、管状氧化物阳极组件6和固定锚块7。具体实施例方式下面通过具体实施例并结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用金属氧化物阳极的防腐蚀方法，其特征在于选择外加电流阴极保护系统及其管状金属氧化物阳极后，组装并固定连接在被保护的金属结构物或浮码头上，接通电源进行防腐蚀保护，所采用的外加电流阴极保护系统包括直流电源设备、管状金属氧化物阳极组件和参比电极组件；直流电源设备布置在浮码头金属结构物上，管状金属氧化物阳极组件采用吊挂式金属氧化物阳极组件，从钢结构物上布放到海中，采用吊挂式安装或固定式安装的参比电极组件设置在浮码头金属结构物上的可固定位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许立坤，王均涛，辛永磊，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]