阳极镀层电位相对于被涂覆的金属本体更负。当内、外表面涂覆阳极镀层的金属管道处于腐蚀介质中时,阳极镀层会失去电子,成为电化学腐蚀的阳极,从而使金属得到保护。三元牺牲阳极镀层主要成分为 Zn-Al-Mg 合金,其中少量的 Al 和 Mg 使得极化初期产生较大电流,极化稳定后所需保护电流小,由成分较多的 Zn 来提供。该镀层具有对碳钢驱动电位不高、电流效率高、使用寿命长、成本低的特点,适合应用于高矿化度、低电阻率的油田采出液中。
三元牺牲阳极溶解涂覆在金属短节内外壁表面,将其内部引入网状骨架以防止阳极镀层脱落,形成三元牺牲阳极镀层保护器,设计寿命在 4 年以上。该装备应用于塔河油田井下注水管道 6 年以来,管道内外壁均未见明显腐蚀,受保护的 P110S 材质监测挂环点蚀速率下降了 87%~91%。目前塔河油田地面金属管道内壁腐蚀穿孔严重,如果将该技术应用于地面金属管道内防腐,整个油田每年可减少原油损失近万吨,减少经济损失上千万元。
图 1 未安装牺牲阳极保护器的管道 图 2 安装牺牲阳极保护器后的管道
图 3 三元牺牲阳极镀层保护地面金属管道内壁设计图
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