海泥介质全埋管线阴极保护设计验证和优化

尹 萍,孙仁兴,李海祥,赵永韬

(青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司，青岛 266101)

海底钢制管线采用的防腐蚀措施大多为阴极保护与涂层联合保护方式，其中阴极保护通常选择牺牲阳极方法[1]。牺牲阳极埋于地下或安装于海水介质中，按DNVGL RP B401-2017标准CathodicProtectionDesign单个牺牲阳极的保护周期通常设计为20～30 a。鉴于海底工程设施建设施工复杂，投入成本高等原因，近年来对海底管线防腐蚀设施服役寿命的要求越来越高[2-3]。舟山市某引水工程为国家重大水利工程项目，其中21 km海底管线全埋于海泥中，其牺牲阳极具有无法更换，难以检查和维修等特点。因此，要求单个牺牲阳极的保护周期达到50 a。海泥环境复杂，且超长时间服役后涂层会老化，因此长期稳定的电化学性能对于全埋于海泥中的牺牲阳极尤为关键[4-9]。

在JTS153-2015《水运工程机构耐久性设计标准》中明确提出：海水环境中钢结构阴极保护牺牲阳极材料应根据环境介质条件选用铝合金或锌合金，海泥中应慎用铝合金。这也是考虑到海泥对阳极驱动电压和电流效率可能产生的不利影响而提出的警示。因此，以海泥为试验介质验证全埋于海泥中且服役时间超长的铝合金阳极的电化学性能参数是阴极保护设计中关键的环节。本工作描述了牺牲阳极阴极保护设计参数的验证过程，以及由此给阴极保护设计带来的优化结果。

1 试验

本试验采用2种铝合金阳极，分别是优选组分AZF01型阳极和DNV标准组分AZF02型阳极，其化学成分见表1。……