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小型船闸横拉钢闸门强制电流法阴极保护

2013-06-04 21:54:37
作者:本站整理
来源:电化学保护简明手册

1.工程概况裕溪口是目前长江下游最大的机械化煤港,主要承担淮北、淮南煤矿到华东的煤炭运输中转任务。钢闸门在一般江河水中,其均匀腐蚀速率比海水中

1. 工程概况
        裕溪口是目前长江下游最大的机械化煤港,主要承担淮北、淮南煤矿到华东的煤炭运输中转任务。

        钢闸门在一般江河水中,其均匀腐蚀速率比海水中低,但局部腐蚀有时则是很严重的。采用涂料与强制电流法联合保护挡潮闸、节制闸已有成功的实例,但在船闸钢闸门特别是横拉门上如何实施当时无先例,借此,该试验选择在裕溪口船闸门上进行。

        裕溪口船闸闸门长195m,宽15m,上、下两扇钢闸门的表面积约为2582m2,其水下面积约为2100m2

2. 保护参数的选取
(1)保护电流密度    据室内测出的涂漆钢片在裕溪河水中的静态极化曲线,得到保护电流密度约为2mA/m2,考虑到以后油漆损坏,故设计时取5mA/m2

(2)保护电位    涂漆钢片在裕溪河水中的自然腐蚀电位为-600mV左右(SCE),其析氢电位为-1200mV,故最大保护电位不应负于-1200mV,这是因为被保护表面处于析氢状态下,不仅会因其表面pH值增大产生碱腐蚀而导致保护效果降低,而且大量的氢气析出会使漆膜鼓泡破坏。

3. 辅助阳极的布置与安装
(1)阳极材料的选择  适用于淡水介质的辅助阳极材料有钢铁、高硅铸铁以及镀铂钛等。综合考虑,决定采用Φ22 mm、长10m的圆钢,其消耗率按9kg/(A·a)、利用率按60%计,每只阳极可使用5年左右。

(2)阳极数量及其布置  通过多次试验比较,决定在闸门的面板上布置8根圆钢作阳极,因闸门门库墙所限,阳极离面板最大距离只能是10cm;闸门的框架如果也布置8根阳极,则会因其表面积大、结构复杂而使得保护电位分布不均,因此,在框架上布置两排阳极,每排8根,从而使总的保护电位分布均匀,其电位分布见表1、表2。


表1 通电保护前闸门的自然电位(CSE)
 

测点所对应的的阳极编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8#
面板电位/-mV 568
561
585
577
599
576
594
571
597
573
598
580
598
573
600
563
624
573
602
580
609
579
506
580
596
582
577
578
601
578
框架电位/-mV 581
507
577
577
586
573
506
579
585
579
590
576
598
567
579
568
585
575
585
582
590
575
582
580
590
578
576
588
586
577

 

  

表2 通电后闸门的保护电位(CSE)

测点所对应的的阳极编号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 测点处的水流速/(m/s)
面板电位/-mV 818
763
715
783
925
844
880
841
950
855
801
845
950
905
711
704
715
721
750
789
915
841
825
820
970
785
799
763
915
815
1.5
3
框架电位/-mV 732
682
765
780
835
847
730
783
855
857
819
814
930
844
744
743
838
770
721
770
860
890
760
784
878
800
745
756
910
760
1.5
3
 
(3)阳极安装  由于每天有许多大小船只过闸,闸门上布置的长圆钢易遭碰撞,致使圆钢变形,甚至碰到闸门而造成短路,因此,必须在正常水位上下增加阳极支点。长阳极上端处于大气中,自顶端铁帽上焊接引线,在焊接点用环氧树脂密封。

(4)电缆的引出方式  对横拉式钢闸门的阳极、阴极电缆和参比电极导线的引出,采用触点式引线,通过两组触头,使闸门全开或全闭时电路接通,在闸门开或关的运行过程中电路断开。考虑到闸门的行进误差和闸门振动等因素,自行设计了大面积接触的铜触头,安装运行后,接触可靠,效果理想。

4. 直流电源的选择
        经计算,需电流11A,要求直流输出电压8.8V。故本试验每扇闸门采用一台稳压电源(60V,6A)和一台恒电位仪(12V,5A)。

5. 保护效果
        通电保护后,闸门的电位基本上都达到保护电位(见表2)。利用船闸停航大修时,对闸门的锈蚀情况又做了实地检查。其结果表明:实施阴极保护的钢闸门水下部位,基本不锈,用手抹去已脱落的面漆和底漆,能露出金属光泽。而没有实施阴极保护的钢闸门,腐蚀却十分严重,有的框架角钢边缘已被腐蚀得薄如刀口,证明阴极保护效果是十分明显的。

标签: 阴极保护, 强制电流, 小型船闸

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