[其他]架空金屬管道陰極保護裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86100581
• 申請日: 1986-05-21
• 公開（公告）號: CN86100581A
• 公開（公告）日: 1987-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛斗福;張宗旺;陳昆剛;樊增釗;謝良興
• 申請（專利權(quán)）人: 華東輸油管理局
• 主分類號: C23F13/02
• 分類號: C23F13/02
• 代理公司: 中國科學院上海專利事務(wù)所
• 代理人: 聶淑儀,潘振甦

本發(fā)明所涉及的是一種金屬電化學防腐蝕裝置。特別是只須在金屬表面涂敷一層固體電解質(zhì)涂料，（形成固體電解質(zhì)層），和涂敷一層電子導(dǎo)電輔助陽極材料（形成陽極層）在被保護金屬（即陰極）和陽極層之間施加一直流電源，外加一定的陰極電流后，陰極極化到一定程度，即可使其獲得可靠的陰極保護。該種裝置適用于架空金屬管道的陰極保護。

現(xiàn)有的陰極保護技術(shù)已延用了一個多世紀，成為一套為國際公認的較成熟的陰極保護技術(shù)。被廣泛地應(yīng)用于水下金屬構(gòu)件、地下輸油（氣）管線、地下電纜、地下金屬貯罐等金屬構(gòu)件的保護。這種技術(shù)的原理是：把處于連續(xù)相電解質(zhì)（土壤、海水）中的被保護金屬作為陰極，增設(shè)輔助陽極，通電后，使被保護金屬陰極極化到一定程度而減緩或抑制腐蝕的一種陰極保護技術(shù)。但，這種技術(shù)有以下缺點：（1）其陰極保護系統(tǒng)中，陽極表面積遠小于陰極表面積，即用較小的陽極面積就可保護大面積范圍的陰極金屬體，也正因此，陽極流向陰極的電流分布不均勻，在陰極表面電位存在著電位梯度分布，在一定條件下，遠陽極（或分散陽極）可減小這種梯度差（使這種梯度差時最低（或最高）電位均在安全保護電位的范圍。）;同時也會導(dǎo)致陰極保護電流流進鄰近（非保護體）的金屬構(gòu)件，使其遭到電化學腐蝕，陰極保護電流，流失嚴重時還會影響原陰極保護技術(shù)的實施。（2）此外，在某些場合需要增設(shè)絕緣法蘭，對保護區(qū)和非保護區(qū)進行電絕緣，以提高保護效果，（3）更重要的是不能對處于氣相環(huán)境中的金屬構(gòu)件進行保護（日本專利昭48-10439????1973，4，3，及美國專利2847375，1958，8，12，）（國際石油工程會議論文集四，1982，3，SPE9986，SPE9983）。

1985.4.1.提交的國內(nèi)發(fā)明專利申請?zhí)?5100697，名稱為“離子導(dǎo)體防腐蝕涂料及對暴露在汽相中金屬的防腐保護”，僅提供了防腐涂料β″-Al₂O₃的配料及其對16錳鋼的保護。其核心是：以快離子導(dǎo)體（β″-Al₂O₃）為基礎(chǔ)加入適當?shù)哪z（以A15N作粘結(jié)劑）作為防腐蝕涂料;以光譜石墨作為參比電極進行陰極保護的實驗室技術(shù)。

該技術(shù)存在的問題是：1.以β″-Al₂O₃（A15N）涂料作成涂層后，不能經(jīng)受極限潮濕態(tài)的考驗，並且沒有考慮β″-Al₂O₃（A15N）涂料在潮濕態(tài)時與陰極保護共同作用的性能，致使2.當涂層通過施加陰極保護電流（1.15V電位，甘汞參比）歷時30分鐘至4小時，β″-Al₂O₅A15N涂層表面即呈棉絮狀，並與鋼板出現(xiàn)不同程度剝脫，因此，無法實地使用;3.停止陰極保護后12小時，試件即嚴重生銹。4.β″-Al₂O₃A15N涂料存放在塑料編織袋內(nèi)不到2個月即把袋爛壞。5.只有實驗室試驗數(shù)據(jù)，沒有實用的配套防腐蝕裝置，現(xiàn)場無法實施該技術(shù)。6.該發(fā)明認為β″Al₂O₃A15N涂料可保護金屬基材，實質(zhì)是：β″-Al₂O₃-A15N涂料單獨作為涂層是要腐蝕金屬基材的，此觀點與實際相矛盾。

世界上有大量的金屬構(gòu)件裸露在大氣中。由于這些金屬的表面是空氣介質(zhì)，或者，其表面雖有一層薄的電解質(zhì)（如下大雨或結(jié)露等），但因電解質(zhì)不能形成連續(xù)相，所以，一直成為國內(nèi)外陰極保護的禁區(qū)。

本發(fā)明的目的，在于提供一種新的陰極保護技術(shù)，即將大氣環(huán)境中的金屬表面人造一層連續(xù)相固體電解質(zhì)涂層，用導(dǎo)電性能優(yōu)良的石墨涂層作輔助陽極，並用特制的恒電位儀，作為穩(wěn)定可靠的極化電源，使這類金屬構(gòu)件得到陰極保護。消除對鄰近非保護區(qū)的干擾，不需要采用相應(yīng)的防干擾措施即可提供穩(wěn)定、簡便、優(yōu)質(zhì)、可靠的陰極保護。

本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，包括：保護結(jié)構(gòu)、電源供電系統(tǒng)和保護電位測量系統(tǒng)三大部份。

1.保護結(jié)構(gòu)有三層：

內(nèi)層-欲保護的架空金屬構(gòu)件，作陰極;

中層-固體電解質(zhì)涂料，做連續(xù)相，涂敷在金屬構(gòu)件表面，隨后，將固體參比電極牢固地粘結(jié)在涂料上，並對接界面以外的部份，用絕緣材料封裝;

外層-涂敷一層電子導(dǎo)電的輔助陽極涂層于固體電解質(zhì)涂層上。

三層之間的面積比為1∶1∶1。