抛石环境中铝合金阳极性能评价及其对 海底隧道钢壳保护效果评估
2021-10-13赵永韬宋神友孙仁兴尹萍白润昊尹学涛高建邦朱帅帅金文良
赵永韬,宋神友,孙仁兴,尹萍,白润昊,尹学涛, 高建邦,朱帅帅,金文良
(1.青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司,山东 青岛 266101;2.深中通道管理中心,广东 中山 528400)
对于海洋环境水线以下的钢结构长寿命防腐蚀技术,通常会采用铝合金牺牲阳极。目前铝合金阳极电容量的检测标准都是采用天然或人工海水介质,短期检测主要用于相对成熟的铝合金阳极做出厂质量检验。例如GB/T 17848、NACE TM0190、DNV RP B401(附录B)。长期性能测试方法的标准较少,通常参考DNV RP B401 附录C,对阳极进行为期12个月的试验测试[1]。还有研究是针对深海等极端工况的,通过实验室模拟压力、含氧量等因素评价深海中金属结构物阴极保护效果和阳极消耗水平[2-4]。这些基于海水或淡海水的测试介质,都是匀质介质,其盐度和电阻率容易测定和控制,批量铝阳极电容量测定结果的重现性高,因此被公认为铝阳极质量检验的标准和依据。
考虑到上述原因,对于回填石、海泥等介质埋覆下金属结构的牺牲阳极保护,保守设计都采用比较低的电容量数值。如铝阳极在海泥长期电容量设计值采用1500 A·h/kg,相对于海水中设计值(2000 A·h/kg),减小了25%[12-14]。相关文献指出[15-17],阳极在海泥中可能会钝化,建议在海泥环境下慎用铝合金阳极[14]。现行国内外标准没有明确铝合金阳极材料在抛石或海底石子中阳极电容量的测试方法。因此,海底环境下铝阳极阴极保护设计往往存在着很大的主观性。
对于海水中大桥和港口码头钢管桩的铝合金阳极保护,设计寿命通常为25~35 a,而对于使用寿命超长的沉管式海底隧道,沉管钢壳安放后被回填石埋覆,铝阳极无法再更换和补充,因此阴极保护寿命要求达到100 a。……
