基于保护电流密度对钢质桩基牺牲阳极设计技术的应用研究

2021-09-24曹建群

全面腐蚀控制 2021年8期

曹建群

（广州特种承压设备检测研究院，广东广州 510663）

0 工程概况

该船厂3#码头工程在南沙龙穴岛，位于珠江口的蕉门、虎门水道出口交界处，年平均气温21.9～22.8℃之间，潮汐系数为1.15，为不正规半日混合潮型，年平均潮差约为1.6m，最大潮差3.4m。该海域的含盐量和pH值变化不大，多年的平均盐度约29.5‰，pH值约7.8，电导率为25.cm。该码头桩基采用双面埋弧焊螺旋焊钢管桩（聚脲喷涂防腐），钢号Q235B（SY/T 5040-2000），主要化学成分为：C(0.18%）、Si（0.20%）、Mn(0.62%）、P（0.015%）、S（0.005%）。码头排架桩基共用Φ508×12mm钢管桩149根，长度38m；靠船簇桩共用Φ508×12mm钢管桩40根，Φ813×14mm钢管桩37根，长度38m。

1 设计指标

该码头桩基采用牺牲阳极阴极保护设计，基于阳极安装费用最低的原则，设计其所需的阳极数量并确定其保护系统的使用寿命[1-3]。保护系统的设计寿命为30年，保护范围为钢管桩水位变动区最高位以下部分，在有效保护期间内，保护电位值如表1所示。

表1 钢管桩的保护电位值

2 牺牲阳极保护设计计算

2.1 保护电流密度和牺牲阳极材料的选取

保护电流密度为从恒定在保护电位范围内某一单位的电极表面上流入或流出的电流密度[4-6]，根据该码头工程管道桩所处的地理位置、介质条件、桩基材质、防腐层、码头结构等情况，参照相关标准资料，钢管桩各腐蚀区选择的保护电流密度如表2所示，其涂层破损系数为2（初期值），初期保护电流密度应在表2的基础上乘以涂层破损系数。