陰極保護(hù)的案例
陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及相關(guān)問題探討
編 輯 | 化工活動(dòng)家
來 源 | 石油化工腐蝕與防護(hù) 勝利油田
作 者 | 楊超等
關(guān)鍵詞 | 陰極保護(hù) 應(yīng)用現(xiàn)狀
共 2475 字 | 建議閱讀時(shí)間 11 分鐘
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目前陰極保護(hù)與涂層協(xié)同保護(hù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于管道的腐蝕防護(hù)上。防腐層作為管道防護(hù)的第一道防線，將管道與腐蝕性介質(zhì)隔開，并且保護(hù)管道不受外力機(jī)械損傷；而當(dāng)防腐層出現(xiàn)破損時(shí)，此時(shí)陰極保護(hù)作為第二道防線，保證管道破損處不受腐蝕影響。陰極保護(hù)主要包括外加電流陰極保護(hù)和犧牲陽極陰極保護(hù)。對(duì)于不同防腐層的管道來說，SY/T 0036中指出了所需要的最小陰極保護(hù)電流密度：就目前應(yīng)用廣泛的3PE防腐層(1MΩ·m2)來說，金屬管道保護(hù)需要的陰極保護(hù)電流密度小于10μA/m2，一方面，防腐層極大地減小了陰極保護(hù)系統(tǒng)的輸出電流；另一方面，由于較高的防腐層電阻率，使得陰極保護(hù)電流更加均勻，能夠保護(hù)更長的管道。因此，從長輸管道陰極保護(hù)、集輸管網(wǎng)陰極保護(hù)和站場(chǎng)區(qū)域陰極保護(hù)三個(gè)方面進(jìn)行了討論，提出了陰極保護(hù)后續(xù)需要研究的四個(gè)問題。
陰極保護(hù)設(shè)計(jì)
1
長輸管道陰極保護(hù)
經(jīng)過多年的發(fā)展，長輸管道的外加電流陰極保護(hù)已經(jīng)形成了完整的計(jì)算、設(shè)計(jì)體系，長輸管道的陰極保護(hù)示意圖如下。
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3、氣相緩蝕劑
這類緩蝕劑是揮發(fā)性很高的物質(zhì)，含有緩蝕基團(tuán)，一般用來保護(hù)貯藏和運(yùn)輸中的金屬零部件，以固體形態(tài)應(yīng)用居多。它的蒸汽被大氣中的水分解出有效的緩蝕基團(tuán)，吸附在金屬表面，達(dá)到減緩腐蝕的目的。另外，它也是一種吸附性緩蝕劑，被保護(hù)的金屬表面不需要除銹處理。
4.陰極保護(hù)
陰極保護(hù)是依靠外加直流電流或犧牲陽極，使被保護(hù)金屬成為陰極，從而減輕或消除金屬的腐蝕的方法。因?yàn)樵趹?yīng)用陰極保護(hù)之前，大多數(shù)產(chǎn)生腐蝕的金屬結(jié)構(gòu)上都存在著陰極區(qū)和陽極區(qū)，如果能把所有的陽極區(qū)都變成陰極區(qū)，整個(gè)金屬構(gòu)件變成陰極，也就達(dá)到了消除腐蝕的目的。對(duì)于一個(gè)具體的工程，在選擇陰極保護(hù)系統(tǒng)之前，應(yīng)考慮的問題很多。
1、所需總保護(hù)電流
進(jìn)行陰極保護(hù)，必須知道所需的總電流。這可用臨時(shí)的試驗(yàn)裝置來測(cè)定電流的需要量。若所需要的保護(hù)電流不大（小于1.5~2A），最好選用犧牲陽極保護(hù)，如果所需保護(hù)電流較大，采用外加電流保護(hù)比較經(jīng)濟(jì)。
2、環(huán)境的變化
在透氣性較差的土壤中，金屬相對(duì)容易極化，若在氧容易到達(dá)結(jié)構(gòu)表面的土壤中，結(jié)構(gòu)要極化需要較大的電流。另外，土壤電阻率最低的地方是最適合于安裝四聲陽極或外加電流系統(tǒng)的陽極。水的運(yùn)動(dòng)有顯著的作用，若水靜止，保護(hù)電流可取較小值。相反，湍流的水能沖刷結(jié)構(gòu)表面，因此需要極強(qiáng)的機(jī)械去極化作用。
3、電的屏蔽
對(duì)間距小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且進(jìn)行陰極保護(hù)的構(gòu)件，很容易發(fā)生電的屏蔽作用。從遠(yuǎn)處陰極保護(hù)電源來的電流，很容易被外層構(gòu)件所吸收，只有少量電流能達(dá)到內(nèi)層構(gòu)件中，于是外層構(gòu)件就形成了一種電的屏蔽。此時(shí)，陰極的數(shù)量和配置應(yīng)盡量做到與被保護(hù)結(jié)構(gòu)的各部位距離大致相等，使電流的分散更加均勻。
4、經(jīng)濟(jì)因素
使用陰極保護(hù)時(shí)，應(yīng)考慮陰極保護(hù)在經(jīng)濟(jì)上是否合算。
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4.4經(jīng)濟(jì)因素
使用陰極保護(hù)時(shí)，應(yīng)考慮陰極保護(hù)在經(jīng)濟(jì)上是否合算。如果陰極保護(hù)是解決腐蝕問題的經(jīng)濟(jì)辦法，那么選擇的陰極保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)該是成本最低的，且其中需要考慮設(shè)計(jì)和安裝成本、電源成本以及系統(tǒng)維護(hù)的成本。
4.5保護(hù)壽命
設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該知道被保護(hù)結(jié)構(gòu)預(yù)期的使用期限。在實(shí)際應(yīng)用陰極保護(hù)的地方，應(yīng)該使陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壽命與被保護(hù)結(jié)構(gòu)的壽命相同，壽命過低，保護(hù)效果不好，過高會(huì)增加成本，造成浪費(fèi)。
4.6雜散電流的影響
在設(shè)計(jì)陰極保護(hù)系統(tǒng)之前，必須了解該地區(qū)是否有雜散電流。它主要來自電氣化鐵路、采礦機(jī)械、電焊等直流電源。雜散電流使被保護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很快的腐蝕，通常比其他環(huán)境因素引起的腐蝕更加嚴(yán)重。因此，在設(shè)計(jì)陰極保護(hù)時(shí)，應(yīng)該很好地選擇陽極系統(tǒng)的位置，盡量避開雜散電流。
4.7溫度
溫度會(huì)改變介質(zhì)的電阻，由于土壤和水的電阻通常是隨著溫度的升高而降低的。熱帶海水電阻比寒冷地區(qū)的同樣海水的電阻低很多就是這個(gè)原理。
4.8犧牲陽極材料
適合做犧牲陽極的材料有鋁、鎂、鋅。陽極材料可以澆鑄成多種不同形狀的犧牲陽極，以滿足陰極保護(hù)設(shè)計(jì)的需要。
4.9外加電流陽極
用于外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的陽極，最好在輸出電流時(shí)有一個(gè)符合實(shí)際的最低的腐蝕率。廢鋼管、棒及類似的廢鋼材料都可以用作外加電流保護(hù)系統(tǒng)的陽極，雖然消耗較多，但來源十分廣泛。總之，陰極保護(hù)比較適宜于腐蝕性不太強(qiáng)的介質(zhì)，如海水、土壤、中性鹽溶液等，在強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中，由于電能與護(hù)屏材料消耗太大，一般不采用。
05
陽極保護(hù)
以設(shè)備作為陽極，從外部通入電流，一般將加速腐蝕，且腐蝕電流隨陽極極化而增大。
展開 埋地金屬管道陰極保護(hù)技術(shù)
埋地金屬管道陰極保護(hù)技術(shù)
海洋工程結(jié)構(gòu)與船舶的腐蝕防護(hù)——現(xiàn)狀與趨勢(shì)
3. 6電化學(xué)保護(hù)
金屬- 電解質(zhì)溶解腐蝕體系受到陰極極化時(shí), 電位負(fù)移, 金屬陽極氧化反應(yīng)過電位減小, 反應(yīng)速度減小, 因而金屬腐蝕速度減小, 稱為陰極保護(hù)效應(yīng)。電化學(xué) (陰極) 保護(hù)法分兩種: 外加電流陰極保護(hù)和犧牲陽極陰極保護(hù)。
犧牲陽極陰極保護(hù)是將電位更負(fù)的金屬與被保護(hù)金屬連接, 并處于同一電解質(zhì)中, 使該金屬上的電子轉(zhuǎn)移到被保護(hù)金屬上去, 使整個(gè)被保護(hù)金屬處于一個(gè)較負(fù)的相同的電位下。該方式簡(jiǎn)便易行, 不需要外加電源, 很少產(chǎn)生腐蝕干擾, 廣泛應(yīng)用于保護(hù)小型 ( 電流一般小于1A) 金屬結(jié)構(gòu)。對(duì)于犧牲陽極的使用有很多失敗的教訓(xùn), 失敗的主要原因是陽極表面生成一層不導(dǎo)電的硬殼, 限制了陽極的電流輸出。
外加電流陰極保護(hù)是通過外加直流電源以及輔助陽極, 迫使電流從介質(zhì)中流向被保護(hù)金屬, 使被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)電位低于周圍環(huán)境。該方式主要用于保護(hù)大型金屬結(jié)構(gòu)。
近些年來, 深海環(huán)境下材料及構(gòu)件陰極保護(hù)的研究受到了格外的重視。陰極保護(hù)可以采用犧牲陽極方式, 也可以采用外加電流方式。從可靠性和管理維護(hù)等方面來看, 以犧牲陽極型的陰極保護(hù)居多。
腐蝕、生物侵蝕和污染使海洋建筑物付出極大代價(jià)。世界近海工程的發(fā)展推動(dòng)了這方面的研究工作。新的陰極防護(hù)系統(tǒng)和先進(jìn)的保護(hù)涂料得到了發(fā)展, 后者包括特殊的抗污染的化合物和防腐摻合劑。腐蝕作用隨環(huán)境不同而呈現(xiàn)出巨大差異。
世界各國對(duì)艦船的腐蝕問題給予了高度重視, 如美國海軍艦船通用規(guī)范等都提出了采用陰極保護(hù)與涂層聯(lián)合防腐蝕的措施, 并對(duì)方案設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、系統(tǒng)安裝、調(diào)試驗(yàn)收、日常維護(hù)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。
展開 電偶腐蝕現(xiàn)象的仿真分析
腐蝕分析中的犧牲陽極陰極保護(hù)
我們?cè)跔奚枠O陰極保護(hù)中刻意利用了電偶腐蝕現(xiàn)象。為了保護(hù)結(jié)構(gòu)部件（通常是鋼）免受腐蝕，通常將它以電連接方式連接到由較活潑金屬制成的犧牲陽極，犧牲陽極會(huì)優(yōu)先腐蝕。請(qǐng)注意，為了使?fàn)奚枠O有效地保護(hù)鋼，兩種金屬之間需要通過電路直連來形成閉合電路。實(shí)際上，犧牲陽極與受保護(hù)金屬表面短路連接，因此開始腐蝕。
當(dāng)我們?cè)?COMSOL Multiphysics 模型中定義犧牲陽極時(shí)，可以使用與上述理想化電偶腐蝕示例相同的方法，犧牲陽極和受保護(hù)鋼表面上的電位均設(shè)為 0 V。下面，我們看看陰極保護(hù)的陽極膜阻效應(yīng)案例中的鋼制平臺(tái)分析模型。在此模型中，我們定義的鋼表面具有與上節(jié)所述相同的外部電位條件。
“電極表面”邊界條件對(duì)鋼表面施加 0 V 外部電位。相同條件下，腐蝕電位負(fù)值更大時(shí)會(huì)導(dǎo)致犧牲陽極腐蝕。
COMSOL Multiphysics? 中的電極和外部短路建模
如果兩個(gè)金屬表面之間的電接觸不理想怎么辦？舉例來說，它們可能通過具有較大電阻的電纜連接。我們并不是直接將電位設(shè)置為 0 V，而是使用自 COMSOL 軟件提供的“外部短路”邊界條件。該設(shè)置將電極表面的外部電位定義為通過串聯(lián)電阻接地的均勻浮動(dòng)電位。根據(jù)歐姆定律，對(duì)地電壓的精確值取決于電極表面的總電流：
我們來看一個(gè)例子。海上陰極保護(hù)的一個(gè)常見任務(wù)是保護(hù)單樁，這些單樁是用于固定海底風(fēng)力渦輪機(jī)等海上結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)底座。通常，單樁在結(jié)構(gòu)上與過渡連接件連接，并總是位于水面以下，而過渡連接件會(huì)延伸到水面以上。
典型的海上單樁結(jié)構(gòu)示意圖。
為了保護(hù)所有結(jié)構(gòu)鋼零件免受腐蝕，我們使用犧牲陽極護(hù)套。當(dāng)陽極只與過渡連接件進(jìn)行直接電路連接時(shí)，單樁通過由結(jié)構(gòu)接觸形成的電接觸受到保護(hù)。由于這在電學(xué)上并非理想情況，我們?cè)陔娀瘜W(xué)模型中使用電阻來解釋不理想的電路連接。
展開 【精品】德國熱沖壓簡(jiǎn)介
為了避免表面氧化和脫碳，大量的金屬板會(huì)涂覆上一層保護(hù)層。在直接熱沖壓中應(yīng)用最為廣泛的是Al-Si涂層。Borsetto等研究了熱學(xué)參數(shù)對(duì)Al-Si涂層機(jī)械性能的影響。這些合金鍍層通常是持續(xù)熱浸電鍍工藝，溶液為10%Si和3%Fe和87%Al。在對(duì)含有涂覆層的工件熱處理的過程中，F(xiàn)e擴(kuò)散從表層-基體界面到表層是個(gè)熱激活過程。Al-Si涂層的熔點(diǎn)接近600℃。然而，由于基體中存在Fe，Al-Fe合金有著更高的熔點(diǎn)在界面生長并很快達(dá)到表面。Al-Fe合金遷移到表面，它們有高的熔點(diǎn)防止了表層被氧化。對(duì)于一個(gè)典型950℃熱沖壓過程，次層組織為交替變化的Al-Fe含量。在直接熱沖壓過程中，這個(gè)保護(hù)層阻止了氧化層的的產(chǎn)生。相比與在室溫下的初始狀態(tài)基礎(chǔ)材料，由于Al - Si層較低形成的限制，熱浸鍍鋁板不能用于間接熱沖壓過程中，它們不適合冷成形。這種涂層不提供陰極保護(hù)，如鋅，但有高的柵欄保護(hù)。類似的冷成型件，陰極保護(hù)是適用于熱沖壓零件的。汽車行業(yè)中的這些要求可能通過陰極保護(hù)得到滿足，如鋅。在加熱和熱沖壓過程中，熱浸鍍鋅的鋅層基體材料與形成金屬間化物鋅-鐵相發(fā)生反應(yīng)。為了盡量減少涂層中的裂紋擴(kuò)展到基礎(chǔ)材料，熱浸鍍鋅22MnB5只能在間接熱沖壓中使用。在熱沖壓后，氧化層必須經(jīng)過噴丸移除，以避免不良的涂料附著。另一種22MnB5的保護(hù)涂層是X-tex。這相當(dāng)于給直接和間接的熱沖壓附加一層防腐層。根據(jù)sol–gel工序涂層以μm的氧化材料的結(jié)合為基礎(chǔ)。有機(jī)和無機(jī)材料混合Al粒子來形成保護(hù)層。這種7μm的厚保護(hù)層在冷成型過程中使得材料在不加潤滑時(shí)候還能流動(dòng)。
最新的防止氧化層產(chǎn)生的方法是采用防護(hù)油，正如Moriand Ito (2009)中所描述的一樣。電爐中加熱的鋼板氧化能得到阻礙，并且研究了兩種不同的防護(hù)油。氧化防護(hù)油在成型和熱彎曲試驗(yàn)之外的冷卻試驗(yàn)中進(jìn)行了研究。
展開 13條屋面防雷接地施工檢查要點(diǎn)
（1）高層建筑屋頂應(yīng)設(shè)避雷針或避雷帶，應(yīng)對(duì)建筑物和屋面設(shè)備起到保護(hù)作用。
（2）避雷帶宜用φ10以上鍍鋅圓鋼，采用支架卡子固定，不得T焊，支架應(yīng)有足夠的強(qiáng)度且鍍鋅層良好。
（3）架直線段間距為0.5～1m，在直角彎處應(yīng)對(duì)稱，距彎300～500mm。支架高度為150mm。
（4）雷帶跨越建筑物變形縫室應(yīng)設(shè)補(bǔ)償器。
（5）避雷帶應(yīng)平直、鍍鋅層完好．接頭應(yīng)采用雙面焊接，搭接長度6倍直徑。
（6）焊扣、焊口須防腐處理。
避雷帶引下線、支承架安裝應(yīng)策劃設(shè)置在磁片縫或磁片中。
高度為：120-150mm（取150mm為好）
避雷帶過伸縮縫時(shí)采用“Ω”彎
引下線刷綠/黃標(biāo)識(shí)醒目
避雷帶定型化支承架
（7）防雷接地在室外距地面500mm處設(shè)測(cè)試點(diǎn)。數(shù)量按設(shè)計(jì)圖紙。
（8）屋面接地干線應(yīng)從接地裝置直接引出，接地干線和支線應(yīng)接地明顯可靠、不可拆卸的永久性連接。
（9）屋面的設(shè)備、全屬構(gòu)件、全屬管道、金屬支架、電氣設(shè)備金屬外殼都必須和接地干線可靠連接。
、
（10）保護(hù)接地線必須并連連接，不得串連。
（11）地線的接頭應(yīng)采用焊接、圓鋼接頭搭接長度6倍直徑，雙面焊接。扁鋼搭接長度2倍寬度，三面焊接。
（12）跨越建筑物變形縫時(shí)，應(yīng)設(shè)補(bǔ)償裝置。
（13）屋面管道設(shè)備跨接支架接地正確▼
防雷接地分為兩個(gè)概念，一是防雷，防止因雷擊而造成損害；二是靜電接地，防止靜電產(chǎn)生危害。隨著儲(chǔ)罐陰極保護(hù)應(yīng)用的日益廣泛，其保護(hù)效果越來越多的受到人們的關(guān)注，防雷接地規(guī)范與陰極保護(hù)規(guī)范的矛盾也越來越突出。
展開 【科普】五大環(huán)氧底漆對(duì)表面處理的不同之處
環(huán)氧類的底漆根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)、適用底材、涂裝領(lǐng)域的不同而劃分為不同性能、功能的產(chǎn)品，其中環(huán)氧富鋅底漆是涂裝范圍較為廣泛的一種，本身具備一種其它底漆所不能替代的性能，即陰極保護(hù)作用，今天小編將為大家介紹該漆與其它底漆的不同之處。
一、標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧富鋅底漆
適用底材：鋼鐵
表面處理：噴砂處理至Sa2.5級(jí)或動(dòng)力除銹至St3級(jí)。
表面粗糙度：30-75μm。
適用環(huán)境：大氣環(huán)境及土壤環(huán)境
配套面漆：聚氨酯面漆、丙烯酸聚氨酯面漆，氟碳面漆，環(huán)氧面漆等。
涂裝領(lǐng)域：作重防腐涂層的配套底漆，有陰極保護(hù)作用，適用于儲(chǔ)罐、集裝箱、鋼結(jié)構(gòu)、鋼管、海洋平臺(tái)、船舶、海港設(shè)施以及惡劣防腐蝕環(huán)境的底涂層等，且在耐鹽霧、防銹效果、漆膜特性方面較普通防銹漆優(yōu)異很多。
二、環(huán)氧鐵紅底漆
適用底材：鋼鐵
表面處理：拋丸或噴砂至sa2級(jí)或者手工除銹至ST2級(jí)
表面粗糙度：30~70μm
適用環(huán)境：大氣環(huán)境、土壤環(huán)境、水下環(huán)境
配套面漆：氯化橡膠漆，聚氨酯漆，丙烯酸漆，丙烯酸聚氨酯漆，氟碳漆等
涂裝領(lǐng)域：廣泛用于冶金、集裝箱、各類交通車輛、工程機(jī)械鋼板防銹處理，特別適合于鋼結(jié)構(gòu)防銹使用，是理想的金屬防銹處理和防銹保養(yǎng)底漆。
三、環(huán)氧鋅黃底漆
適用底材：鍍鋅鋼材、不銹鋼、鋁材、鋁合金涂裝的打底、防腐、防銹底漆。
表面處理：鋼絲刷或砂紙除銹至St 2級(jí)。
適用環(huán)境：大氣環(huán)境
配套涂層：
底漆： ——磷化底漆(可選)。
中間漆：——環(huán)氧云鐵中間漆。
面漆： ——氯化橡膠漆，聚氨酯漆，丙烯酸漆，丙烯酸聚氨酯漆，氟碳漆等。
涂裝領(lǐng)域：特別適用于沿海、濕熱地帶的鍍鋅鋼、鋁合金等防腐涂裝的底漆使用，具有優(yōu)良的鈍化、緩蝕防銹功能。
展開 【5/19更新】出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損壞：美國海軍“全鋁”軍艦存在斷裂風(fēng)險(xiǎn)，且有腐蝕隱患（文末領(lǐng)模型）
鋁船體結(jié)構(gòu)具有能夠承受巨大的水下爆炸載荷而不損失船體的水密性能的優(yōu)點(diǎn)，并且鋁合金船體結(jié)構(gòu)具有良好的延展性，在船體結(jié)構(gòu)斷裂之前，可承受巨大的塑性變形；而且海洋級(jí)鋁合金還具有“理論上”的優(yōu)良耐腐蝕性，用其建造的船體表面不需要涂覆腐蝕保護(hù)涂層。
但實(shí)際上在“獨(dú)立級(jí)”瀕海戰(zhàn)斗艦的首艦建造時(shí)，就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在船體上出現(xiàn)了長裂紋。2012年，在對(duì)“獨(dú)立級(jí)”LCS-2進(jìn)行潛水目視檢查和超聲測(cè)試后，發(fā)現(xiàn)噴水推進(jìn)組件發(fā)生了嚴(yán)重的電流腐蝕和點(diǎn)蝕，需要進(jìn)船塢修復(fù)和更換。并且鑒于推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)生的腐蝕問題，美國Austal船廠在之后新建的“獨(dú)立級(jí)”上都使用了新型防腐涂層材料，并加裝外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)。據(jù)稱，“獨(dú)立級(jí)”的“科羅納多號(hào)”等后續(xù)瀕海戰(zhàn)斗艦都將采用這一腐蝕防護(hù)方案。
由此可見，“獨(dú)立級(jí)”瀕海戰(zhàn)斗艦在采用鋁合金制造艦體時(shí)，雖然采用了高性能海洋級(jí)鋁合金材料，理論上具有很好的延展性，但恐怕在首次采用全鋁結(jié)構(gòu)建造大型高速軍艦前，美國海軍和船廠心里都沒底，也沒有對(duì)鋁合金艦體的疲勞性能、斷裂性能、腐蝕性能和防火性能進(jìn)行長期測(cè)試。這才導(dǎo)致以高速著稱的“獨(dú)立級(jí)”瀕海戰(zhàn)斗艦，出現(xiàn)了現(xiàn)在這種可能會(huì)因高速航行而導(dǎo)致艦體斷裂的風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)。
艦船與海洋設(shè)施鋁構(gòu)件、結(jié)構(gòu)的防腐措施包括：合金及狀態(tài)選擇、設(shè)計(jì)、有機(jī)涂層、緩蝕劑、陰極保護(hù)、增厚表面氧化膜、改善環(huán)境等。
如果“獨(dú)立”級(jí)的這一設(shè)計(jì)缺陷最終導(dǎo)致延長維修時(shí)間和操作限制，從而否定了該級(jí)艦隊(duì)的存在理由，它可能會(huì)引發(fā)一種與現(xiàn)在“自由”級(jí)類似的大規(guī)模退役的情況。
展開 石墨烯在涂料中的應(yīng)用
將其加入到環(huán)氧富鋅漆中，可在涂料中形成網(wǎng)狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，提高鋅粉的利用率，加強(qiáng)鋅粉對(duì)鋼板的陰極保護(hù)作用，具有更佳的保護(hù)效果。有研究表明，在環(huán)氧富鋅防腐涂料中添加 1.0%的石墨烯，可使耐鹽霧性從 624h 提高到 2500h，防腐性能提高明顯。田振宇等研究了石墨烯在重防腐涂料中的應(yīng)用。研究表明，石墨烯的加入使環(huán)氧富鋅防腐涂料中鋅的利用率明顯提高，發(fā)揮了良好的陰極保護(hù)協(xié)同作用，大大降低了鋅粉的用量，減少了施工時(shí)的粉塵污染。當(dāng)石墨烯含量l％時(shí)，鋅烯復(fù)合涂層的物理機(jī)械性能和耐鹽霧性能隨石墨烯含量的升高而增大。
1.2 水性防腐涂料
水性防腐涂料是一種環(huán)保、綠色涂料，由于 VOC 較低，成為防腐涂料的重要發(fā)展方向，在防腐涂料領(lǐng)域方面的應(yīng)用呈上升趨勢(shì)。水性防腐涂料是以水為分散劑，表面張力大，漆膜成膜性一直不夠理想。在水性防腐涂料中加入石墨烯（晶瑞單層0.5-1.5nm），可以有效改善這一缺點(diǎn)。但由于水自身的特點(diǎn)，表面張力大，導(dǎo)致了水性防腐涂料的成膜性能、漆膜防腐性能總體上都不及溶劑型防腐涂料。巨浩波等采用溶液超聲法制備了石墨烯/硅丙乳液復(fù)合材料，結(jié)果表明，當(dāng)石墨烯用量為 0.7%時(shí)，其在高分子基體中的分散狀態(tài)最好，與不加石墨烯的硅丙乳液涂膜相比，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高了 15.5%，斷裂伸長率下降了 3.6%，耐水性提高了 14%，失重 5%時(shí)的熱分解溫度提高了 43℃，防腐蝕性能也得到了極大提升。王耀文等研究發(fā)現(xiàn)，將0.5%～2%不同含量石墨烯作為防腐填料分別加入到水性環(huán)氧樹脂涂料中，有效地提高了涂層的防腐性能，隨著石墨烯含量的增加，涂料的防腐性能先提高后降低，當(dāng)石墨烯含量為 1.0%的涂層防腐效果最好。
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換熱器管束失效的原因分析
電化學(xué)保護(hù)方法不但可以防止應(yīng)力腐蝕斷裂, 而且在保護(hù)參數(shù)選用得當(dāng)?shù)臈l件下即使產(chǎn)生了裂紋仍可使其停止擴(kuò)展。可采用犧牲陰/陽極保護(hù)或表面噴涂耐蝕金屬的方法。
陰極保護(hù)：
利用外加直流電源，使金屬表面上的陽極變?yōu)?em>陰極而受到保護(hù)。這種方法消耗電量大，費(fèi)用高，采用極少。
陽極保護(hù)法：
把被保護(hù)的設(shè)備接以外加電源的陽極，使金屬表面生成鈍化膜，從而達(dá)到保護(hù)。碳鋼換熱器的造價(jià)低，但耐腐蝕性差。
通過采用犧牲陽極保護(hù)技術(shù)可以提 高換熱器的使用壽命，但這一技術(shù)的保護(hù)作用僅限于管子入口處的有限長度內(nèi), 管內(nèi)深處難以實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)，所以犧牲陽極保護(hù)法在換熱器上的應(yīng)用受到了很大限制。
在腐蝕性介質(zhì)中，加入少量的某些物質(zhì)，而這些物質(zhì)能使金屬的腐蝕大大降低，甚至停止，這類物質(zhì)稱為緩蝕劑。圖6是使用緩蝕劑前后的對(duì)比，緩蝕劑的加入應(yīng)以不影響生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量為原則。
可以通過除去介質(zhì)中的溶解氧和氧化劑以控制應(yīng)力腐蝕。降低介質(zhì)中 Cl- 的質(zhì)量濃度，嚴(yán)格控制介質(zhì)中硫的質(zhì)量濃度也是控制應(yīng)力腐蝕的有效措施。
在金屬表面，通過一定的涂覆方法，覆蓋一層耐腐蝕的涂料保護(hù)層，以避免金屬表面與腐蝕介質(zhì)的直接接觸。
這種技術(shù)方法最為經(jīng)濟(jì)有效，最初用于防止氣體介質(zhì) 腐蝕，所用涂料大部分為有機(jī)高分子混合物溶液。
展開 換熱器爆炸、泄露原因是啥？防腐措施有哪些？
電化學(xué)保護(hù)方法不但可以防止應(yīng)力腐蝕斷裂, 而且在保護(hù)參數(shù)選用得當(dāng)?shù)臈l件下即使產(chǎn)生了裂紋仍可使其停止擴(kuò)展。可采用犧牲陰/陽極保護(hù)或表面噴涂耐蝕金屬的方法。
陰極保護(hù)：
利用外加直流電源，使金屬表面上的陽極變?yōu)?em>陰極而受到保護(hù)。這種方法消耗電量大，費(fèi)用高，采用極少。
陽極保護(hù)法：
把被保護(hù)的設(shè)備接以外加電源的陽極，使金屬表面生成鈍化膜，從而達(dá)到保護(hù)。碳鋼換熱器的造價(jià)低，但耐腐蝕性差。
通過采用犧牲陽極保護(hù)技術(shù)可以提 高換熱器的使用壽命，但這一技術(shù)的保護(hù)作用僅限于管子入口處的有限長度內(nèi), 管內(nèi)深處難以實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)，所以犧牲陽極保護(hù)法在換熱器上的應(yīng)用受到了很大限制。
在腐蝕性介質(zhì)中，加入少量的某些物質(zhì)，而這些物質(zhì)能使金屬的腐蝕大大降低，甚至停止，這類物質(zhì)稱為緩蝕劑。圖6是使用緩蝕劑前后的對(duì)比，緩蝕劑的加入應(yīng)以不影響生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量為原則。
可以通過除去介質(zhì)中的溶解氧和氧化劑以控制應(yīng)力腐蝕。降低介質(zhì)中 Cl- 的質(zhì)量濃度，嚴(yán)格控制介質(zhì)中硫的質(zhì)量濃度也是控制應(yīng)力腐蝕的有效措施。
在金屬表面，通過一定的涂覆方法，覆蓋一層耐腐蝕的涂料保護(hù)層，以避免金屬表面與腐蝕介質(zhì)的直接接觸。
這種技術(shù)方法最為經(jīng)濟(jì)有效，最初用于防止氣體介質(zhì) 腐蝕，所用涂料大部分為有機(jī)高分子混合物溶液。
展開 表面處理技術(shù)分享（第三講：金屬增加輕度防腐與重度防腐涂層的區(qū)別簡(jiǎn)述）
預(yù)期使用壽命：需要短期防護(hù)還是長期保護(hù)。</p><p>3. 基材類型：不同類型的金屬基材可能需要不同的防腐體系。</p><p>4. 施工條件：能否滿足重度防腐涂料所需的表面處理要求和施工條件。</p><p>5. 預(yù)算限制：在滿足防護(hù)要求的前提下，選擇性價(jià)比最優(yōu)的方案。</p><p>防腐效果，施工比“輕重”更關(guān)鍵，無論選輕度防腐還是重度防腐，“三分材料，七分施工”：</p><p>? 基材必須徹底除銹、除油，否則涂層容易脫落； </p><p>? 嚴(yán)格控制涂層厚度，過薄防護(hù)不足，過厚易開裂； </p><p>? 施工后做好養(yǎng)護(hù)，避免過早暴露在惡劣環(huán)境中。</p><p><strong>三、經(jīng)典重度防腐涂層系統(tǒng)案例</strong></p><p>一個(gè)典型的重防腐系統(tǒng)通常包括：</p><p>? 底漆層：提供陰極保護(hù)（比如電泳）和基礎(chǔ)附著（磷化）。</p><p>? 中間漆：增加厚度，屏蔽腐蝕介質(zhì)。</p><p>? 面漆：抵抗環(huán)境侵蝕，提供美觀效果。</p><p> 例如在某跨海大橋項(xiàng)目中，常見的涂層系統(tǒng)為：環(huán)氧富鋅底漆（75μm）+ 環(huán)氧云鐵中間漆（125μm）+ 氟碳面漆（50μm），總厚度250μm，設(shè)計(jì)壽命可達(dá)15年以上。</p><p><strong>四、防腐涂料的發(fā)展趨勢(shì)</strong></p><p> 隨著技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保要求提高，防腐涂料正在向節(jié)能、低污染和高性能方向發(fā)展：</p><p>1. 高固體分涂料：體積固含量大于70%，VOC含量低。</p><p>2. 水性涂料：環(huán)保性能好，但目前在重防腐市場(chǎng)中占比較小（約6%）。</p><p>3. 無溶劑涂料：環(huán)保且防護(hù)性能好。</p><p>4.
展開 GHSC電偶腐蝕試驗(yàn)方法介紹
(2)避免形成大陰極小陽極的不利面積比，面積小的部件宜用腐蝕電位較正的金屬
(3)電位差大的異種金屬組裝在一起時(shí)，中間一般要加絕緣片，墊片緊固不吸濕，避免形成縫隙腐蝕。
(4)設(shè)計(jì)時(shí)，選用容易更換的陽極部件，或?qū)⑺雍褚匝娱L壽命;
(5)可能時(shí)加入緩蝕劑或進(jìn)行涂裝以減輕介質(zhì)的腐蝕，或加上第3塊金屬進(jìn)行陰極保護(hù)等。
GHSC試驗(yàn)應(yīng)按要求進(jìn)行，并滿足下列附加的要求、選擇和說明。
a)CRA試樣與完全浸入試驗(yàn)溶液的非合金鋼（即碳鋼）形成電偶。按NACE TM0177-1996的要求，非合金鋼的面積與浸濕的CRA試樣的面積的面積比在應(yīng)在0.5~1之間。加載夾具與試樣和耦合的碳鋼之間應(yīng)電絕緣。對(duì)于特定應(yīng)用的評(píng)定，CRA可以與在使用中將與之耦合的，低合金材料的試樣耦合。
b)試驗(yàn)環(huán)境為NACE TM0177-1996的A溶液，其H2S分壓為0.1MPa,溫度為24℃±3℃。對(duì)于特定應(yīng)用的評(píng)定，可采用E2.5中所述的SSC試驗(yàn)環(huán)境。
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