[其他]架空金屬管道陰極保護(hù)裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86100581
• 申請(qǐng)日: 1986-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN86100581A
• 公開（公告）日: 1987-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛斗福;張宗旺;陳昆剛;樊增釗;謝良興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東輸油管理局
• 主分類號(hào): C23F13/02
• 分類號(hào): C23F13/02
• 代理公司: 中國科學(xué)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(xué)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(hù)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(hù)。該種裝置適用于架空金屬管道的陰極保護(hù)。

現(xiàn)有的陰極保護(hù)技術(shù)已延用了一個(gè)多世紀(jì)，成為一套為國際公認(rèn)的較成熟的陰極保護(hù)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(hù)。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(hù)金屬作為陰極，增設(shè)輔助陽極，通電后，使被保護(hù)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(hù)技術(shù)。但，這種技術(shù)有以下缺點(diǎn)：（1）其陰極保護(hù)系統(tǒng)中，陽極表面積遠(yuǎn)小于陰極表面積，即用較小的陽極面積就可保護(hù)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(yuǎn)陽極（或分散陽極）可減小這種梯度差（使這種梯度差時(shí)最低（或最高）電位均在安全保護(hù)電位的范圍。）;同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致陰極保護(hù)電流流進(jìn)鄰近（非保護(hù)體）的金屬構(gòu)件，使其遭到電化學(xué)腐蝕，陰極保護(hù)電流，流失嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響原陰極保護(hù)技術(shù)的實(shí)施。（2）此外，在某些場(chǎng)合需要增設(shè)絕緣法蘭，對(duì)保護(hù)區(qū)和非保護(hù)區(qū)進(jìn)行電絕緣，以提高保護(hù)效果，（3）更重要的是不能對(duì)處于氣相環(huán)境中的金屬構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)（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(huì)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(qǐng)?zhí)?5100697，名稱為“離子導(dǎo)體防腐蝕涂料及對(duì)暴露在汽相中金屬的防腐保護(hù)”，僅提供了防腐涂料β″-Al₂O₃的配料及其對(duì)16錳鋼的保護(hù)。其核心是：以快離子導(dǎo)體（β″-Al₂O₃）為基礎(chǔ)加入適當(dāng)?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(jìn)行陰極保護(hù)的實(shí)驗(yàn)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(yàn)，並且沒有考慮β″-Al₂O₃（A15N）涂料在潮濕態(tài)時(shí)與陰極保護(hù)共同作用的性能，致使2.當(dāng)涂層通過施加陰極保護(hù)電流（1.15V電位，甘汞參比）歷時(shí)30分鐘至4小時(shí)，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(shí)地使用;3.停止陰極保護(hù)后12小時(shí)，試件即嚴(yán)重生銹。4.β″-Al₂O₃A15N涂料存放在塑料編織袋內(nèi)不到2個(gè)月即把袋爛壞。5.只有實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)，沒有實(shí)用的配套防腐蝕裝置，現(xiàn)場(chǎng)無法實(shí)施該技術(shù)。6.該發(fā)明認(rèn)為β″Al₂O₃A15N涂料可保護(hù)金屬基材，實(shí)質(zhì)是：β″-Al₂O₃-A15N涂料單獨(dú)作為涂層是要腐蝕金屬基材的，此觀點(diǎn)與實(shí)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(hù)的禁區(qū)。

本發(fā)明的目的，在于提供一種新的陰極保護(hù)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(hù)。消除對(duì)鄰近非保護(hù)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(jiǎn)便、優(yōu)質(zhì)、可靠的陰極保護(hù)。

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

1.保護(hù)結(jié)構(gòu)有三層：

內(nèi)層-欲保護(hù)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(duì)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。