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阴极保护下深水中心管汇双相不锈钢管线的防腐蚀涂装

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腐蚀与防护 2023年第5期44卷 65-68,77页

作者：储乐平陈伟军郭海冯晓伟苗俊安张田海洋石油工程股份有限公司天津300452

中心管汇是深水生产系统中最复杂和典型的核心设备之一,管线良好的防腐蚀是确保该设备寿命期内免维护的关键。结合工程应用说明了阴极保护下双相不锈钢管线的防腐蚀涂层的作用,并从表面处理、涂装系统、涂层修复等方面介绍了防腐蚀涂装... 详细信息

中心管汇是深水生产系统中最复杂和典型的核心设备之一,管线良好的防腐蚀是确保该设备寿命期内免维护的关键。结合工程应用说明了阴极保护下双相不锈钢管线的防腐蚀涂层的作用,并从表面处理、涂装系统、涂层修复等方面介绍了防腐蚀涂装的过程和检测手段。

关键词：深水中心管汇阴极保护双相不锈钢防腐蚀涂装

阴极保护条件对高压直流干扰下X80钢腐蚀行为影响规律及作用机制

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金属学报 2024年

作者：谷少杰刘洋李彩霞胡上茂杜艳霞北京科技大学新材料技术研究院南方电网科学研究院有限责任公司

近年来，埋地油气管道受到的高压直流干扰问题引起广泛关注，如何准确评估高压直流干扰对埋地金属管道带来的腐蚀影响，并进行有效的防护成为实际生产的迫切需求。但目前较少关注管道本身的阴极保护对高压直流干扰下腐蚀行为的作用。本... 详细信息

近年来，埋地油气管道受到的高压直流干扰问题引起广泛关注，如何准确评估高压直流干扰对埋地金属管道带来的腐蚀影响，并进行有效的防护成为实际生产的迫切需求。但目前较少关注管道本身的阴极保护对高压直流干扰下腐蚀行为的作用。本工作通过实验室模拟实验，研究了高压直流干扰前阴极保护条件对高压直流干扰下X80钢腐蚀行为的影响。结果表明，在20 V直流干扰1 h作用下，未施加阴极保护时X80钢的腐蚀速率为170.81μm/h，阴极保护预处理电位为-0.85、-0.95、-1.05及-1.20 V时，腐蚀速率分别为124.39、87.13、54.56及1.45μm/h。通过表面产物膜层、电化学阻抗谱、极化特性等分析了不同阴极保护预处理电位对高压直流腐蚀行为的影响机制，结果表明：-0.85～-1.05 V下，干扰后试样产物主要是绿绣(GR1)和钙镁沉积层的混合物，直流干扰下试样腐蚀速率随阴极保护预处理电位逐渐负移而降低，原因是试样表面生成的钙镁沉积层质量逐渐升高；-1.20 V阴极保护极化电位下，腐蚀速率远小于其他电位的原因是试样在高阴极保护电位和高压直流干扰的综合作用下产生了钝化。

关键词： X80钢高压直流干扰阴极保护腐蚀行为

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钢筋混凝土埋入式牺牲阳极阴极保护试验研究

表面技术 2023年第12期52卷 390-398,418页

作者：李杰温小栋骆忠江胡立标冯蕾宁波工程学院浙江宁波315211 浙江钰烯腐蚀控制股份有限公司浙江宁波315100

目的提高现有牺牲阳极阴极保护技术的效果,采用活性阳极包覆砂浆,制备一种埋入式牺牲阳极,并研究其应用特性。方法采用二电极法测试阳极包覆砂浆的电阻率,通过加速试验、SEM-EDS分析锌腐蚀产物的迁移状况,采取自耦合试验测定埋入式牺牲... 详细信息

目的提高现有牺牲阳极阴极保护技术的效果,采用活性阳极包覆砂浆,制备一种埋入式牺牲阳极,并研究其应用特性。方法采用二电极法测试阳极包覆砂浆的电阻率,通过加速试验、SEM-EDS分析锌腐蚀产物的迁移状况,采取自耦合试验测定埋入式牺牲阳极下钢筋的电位等参数;在此基础上,研究埋入式牺牲阳极的特性及其阴极保护范围。结果活性阳极包覆砂浆的电阻率仅为18.48Ω·m。闭路电位、瞬间断电电位测试显示钢筋的稳定保护电位为−400~−440 mV,断电电位为−218 mV,满足NACE标准对衰减电位的最低要求(200 mV)。电流密度结果表明,埋入式阳极可提供的保护电流密度为6.1~7.7 mA/m^(2),符合EN 12696要求。通过网格法测量的结果显示,在钢筋密度比为0.20,以及高腐蚀环境条件下,埋入式牺牲阳极的最大有效保护距离可达到700 mm。SEM-EDS分析结果表明,锌阳极发生反应,生成了可溶性锌酸盐(ZnO_(2)^(2−)),且会由锌阳极表面向砂浆内部迁移,最终逐渐分散到砂浆孔隙中,可有效解决因锌阳极表面腐蚀产物聚集而影响活性的问题,并消除腐蚀产物体积增大造成的膨胀应力。工程应用结果表明,各测试点钢筋的保护电位均负于−400 mV,满足保护要求。结论埋入式牺牲阳极对钢筋有较好的保护效果,能够保持电位、电流输出稳定,不会影响阳极的活性,也不会给混凝土结构带来膨胀应力。

关键词：钢筋混凝土阴极保护牺牲阳极埋入式

泵喷推进型潜艇电场防护效果与阴极保护性能分析

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国防科技大学学报 2023年第4期45卷 215-223页

作者：柳懿唐炜豪王向军汪石川胡育诚海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

为探究泵喷推进型潜艇在电场防护和外加电流阴极保护这两种典型工作形态下的防护效果,采用边界元法建立了此型潜艇的腐蚀相关静电场模型,仿真分析了导流罩和导叶对电场防护与阴极保护效能的影响。结果表明:相较于传统推进方式,泵喷推进... 详细信息

为探究泵喷推进型潜艇在电场防护和外加电流阴极保护这两种典型工作形态下的防护效果,采用边界元法建立了此型潜艇的腐蚀相关静电场模型,仿真分析了导流罩和导叶对电场防护与阴极保护效能的影响。结果表明:相较于传统推进方式,泵喷推进型潜艇在海水中电场峰峰值降低了约38%,且其仅需约50%的电流值便能达到更优的电场防护效果。此外,不论阴极保护过程中整艇涂层是否完好,泵喷推进装置处的电场峰值均有一定程度的降低,这表明泵喷推进装置具有更好的电场隐身性能;然而在对泵喷推进型潜艇外加电流阴极保护的过程中,只能在船身和大轴处达到较好的保护效果,其导流罩内部的叶轮和导叶难以达到保护电位,处于欠保护状态,局部腐蚀防护仍需加强。

关键词：泵喷推进潜艇隐身电场防护阴极保护边界元法

用于海工结构阴极保护系统的水泥基阳极材料制备与性能

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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 485-497页

作者：纪学思高小建卜颖哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 中建西部建设西南有限公司成都610000

外加电场阴极保护(ICCP)是保障海洋环境钢筋混凝土结构耐久性和服役寿命的重要途径,但存在常规金属阳极材料消耗量大等问题,因此提出研制兼具优异力学性能和导电性能的水泥基阳极材料。实验室制备了2种水泥基阳极材料,兼具表面防护和导... 详细信息

外加电场阴极保护(ICCP)是保障海洋环境钢筋混凝土结构耐久性和服役寿命的重要途径,但存在常规金属阳极材料消耗量大等问题,因此提出研制兼具优异力学性能和导电性能的水泥基阳极材料。实验室制备了2种水泥基阳极材料,兼具表面防护和导电阳极功能,分别为内掺碳纤维、碳纳米纤维的高强导电砂浆材料和内嵌碳纤维网格布的导电砂浆材料;分别对2种阳极材料进行了力学性能、电阻率、抗渗性测试,并研究了在ICCP加速电场作用下的性能演变规律。结果表明:2种阳极材料均具有优异的力学性能,其抗压、抗弯强度分别最达103.0 MPa与14.6 MPa;导电性能良好,电阻率最低为160Ω·cm;气体渗透率和毛细吸水速率仅为普通混凝土的1/10,对混凝土结构具有良好的物理防护效果。ICCP加速试验后,2种材料的力学性能、导电性能仅产生轻微劣化现象,其中引入碳纤维网格布的阳极材料性能更加稳定,适用于重点混凝土工程的外加电流阴极保护,也可用于高氯盐环境条件下的混凝土构件电化学除氯,可望替代传统阳极材料。

关键词：海工混凝土阴极保护水泥基阳极材料力学性能导电性能抗渗性

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阴极保护检查片接地电阻数值模拟与实验研究

表面技术 2020年第1期49卷 262-268页

作者：赵会军杜鹏宇董亮杜艳霞宋琳琳常州大学江苏省油气储运技术重点实验室江苏常州213164 常州大学石油工程学院江苏常州213164 北京科技大学北京100083

目的研究阴极保护检查片结构及埋设方式对其接地电阻的影响。方法基于边界元平台建立常用检查片的边界元模型,从检查片形状、裸露面积、壳体大小、埋深和土壤电阻率等方面探讨其对检查片接地电阻的影响及规律,计算了检查片接地电阻在检... 详细信息

目的研究阴极保护检查片结构及埋设方式对其接地电阻的影响。方法基于边界元平台建立常用检查片的边界元模型,从检查片形状、裸露面积、壳体大小、埋深和土壤电阻率等方面探讨其对检查片接地电阻的影响及规律,计算了检查片接地电阻在检查片对地总电阻中的比重,并将检查片接地电阻的实验值与边界元模拟结果进行对比。结果随着极化电位负移,检查片接地电阻所占比重增大,最大接近95%。检查片裸露面积从6.5 cm^2增加至50 cm^2,其接地电阻降低约1/2。同一裸露面积下,圆形检查片接地电阻最大,长方形的最小,两者相差1.7倍左右。当壳体面积为检查片7倍等效圆直径面积时,接地电阻接近最大值,检查片接地电阻随土壤电阻率增大而成倍增加。在单一土壤环境中,检查片埋深在0.2 m以下时,接地电阻变化小于2%。在边界元模拟结果中,0.2 m埋深处,6.5 cm^2圆形检查片接地电阻模拟值比实验值小1.4%,6.5 cm^2棒状检查片接地电阻模拟值比实验值小6.3%。结论接地电阻的实验结果与边界元模拟结果具有较好的一致性,模型合理。

关键词：阴极保护检查片结构接地电阻边界元

阴极保护条件下X90钢母材和焊接接头在不同土壤环境中的氢脆敏感性

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腐蚀与防护 2022年第3期43卷 42-46页

作者：赵康中国石油西部管道公司乌鲁木齐830000

通过外加电流阴极保护下的慢应变速率试验,结合组织观察和电化学极化曲线测试,对比研究了X90钢母材和焊接接头在库尔勒和北京土壤模拟溶液中的氢脆敏感性。结果表明:X90钢母材组织晶粒细小,而焊接接头的熔合线及热影响区粗晶区的晶粒相... 详细信息

通过外加电流阴极保护下的慢应变速率试验,结合组织观察和电化学极化曲线测试,对比研究了X90钢母材和焊接接头在库尔勒和北京土壤模拟溶液中的氢脆敏感性。结果表明:X90钢母材组织晶粒细小,而焊接接头的熔合线及热影响区粗晶区的晶粒相对粗大;在-0.9,-1.1V(相对于饱和甘汞电极SCE)阴极保护下,母材在两种土壤模拟溶液中均表现出较低的氢脆敏感性;在同样的阴极保护电位下,X90钢焊接接头的氢脆敏感性明显高于母材,且其在库尔勒土壤模拟溶液中的氢脆敏感性高于在北京土壤模拟溶液中。在阴极保护条件下,材料的组织粗大、不均匀、高强度及土壤环境的高矿化度都会增加材料发生氢脆的风险,其中高矿化度环境是主要因素。

关键词：阴极保护 X90管线钢氢脆焊接接头

阴极保护电位与交流干扰对涂层阴极剥离性能的影响

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腐蚀与防护 2021年第12期42卷 60-67页

作者：张玉星乔佳葛宝玉马旭卿郭保玲邸鑫北京市燃气集团有限责任公司北京100011 北京安科腐蚀技术有限公司北京102211

通过阴极剥离试验,探究不同阴保电位(外加电位)、交流干扰下,新建FBE(熔结环氧)涂层、在役3PE(三层聚乙烯)涂层试样的阴极剥离距离,同时探究了交流干扰和阴极保护共存条件下涂层的阴极剥离距离。通过电化学阻抗谱(EIS)测试,对FBE涂层的... 详细信息

通过阴极剥离试验,探究不同阴保电位(外加电位)、交流干扰下,新建FBE(熔结环氧)涂层、在役3PE(三层聚乙烯)涂层试样的阴极剥离距离,同时探究了交流干扰和阴极保护共存条件下涂层的阴极剥离距离。通过电化学阻抗谱(EIS)测试,对FBE涂层的阴极剥离过程进行监测。结果表明:当新建FBE涂层试样的交流干扰为60~300 A/m^(2)时,其对涂层阴极剥离的影响较小;新建FBE涂层的阴极剥离距离随外加电位负向偏移、时间延长而增加。对于在役15 a的3PE涂层,外加电位为-1.2 V(CSE)时,在试验初期就迅速发生阴极剥离,后期剥离距离增速明显减缓,且出现典型的保护区、屏蔽区、新剥离区,新剥离区与底层涂层的抗阴极剥离性能有关,正常阴极保护电位范围内,阴保电位负向偏移时,阴极剥离距离增大。当阴保电位为-0.85~-1.0 V时,随着交流干扰强度增加,阴极剥离距离增加,当外加电位为-1.2 V时,交流干扰对阴极剥离的影响较小。

关键词：阴极保护交流干扰阴极剥离

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水罐内表面强制电流阴极保护阳极的布置

腐蚀与防护 2023年第10期44卷 85-89,94页

作者：陈珏伶朱加祥赵常英秦海燕王璇李鑫中国石油工程建设有限公司华北分公司任丘062552

以某3400 m^(3)碳钢注水罐内表面强制电流阴极保护辅助阳极用量计算及布置为例,对比了三种辅助阳极布置方案,讨论了阳极串数量,单串中阳极的数量,阳极与罐壁、罐底和液面的距离等对注水罐内表面强制电流阴极保护系统中辅助阳极布置有效... 详细信息

以某3400 m^(3)碳钢注水罐内表面强制电流阴极保护辅助阳极用量计算及布置为例,对比了三种辅助阳极布置方案,讨论了阳极串数量,单串中阳极的数量,阳极与罐壁、罐底和液面的距离等对注水罐内表面强制电流阴极保护系统中辅助阳极布置有效性的影响。结果表明:采用方案三的防护效果最佳。辅助阳极布置过程中,需要进行阳极串最上方阳极顶部与储罐内液面的距离、2.5Sab(阳极串的底部与罐底间的距离)等参数的计算和核算,确定罐壁各部位均处于保护,从而确保采取的阳极设置方案合理有效。

关键词：水罐内表面阴极保护强制电流辅助阳极混合金属氧化物阳极