1. 工程概况
裕溪口是目前长江下游最大的机械化煤港,主要承担淮北、淮南煤矿到华东的煤炭运输中转任务。
钢闸门在一般江河水中,其均匀腐蚀速率比海水中低,但局部腐蚀有时则是很严重的。采用涂料与强制电流法联合保护挡潮闸、节制闸已有成功的实例,但在船闸钢闸门特别是横拉门上如何实施当时无先例,借此,该试验选择在裕溪口船闸门上进行。
裕溪口船闸闸门长195m,宽15m,上、下两扇钢闸门的表面积约为2582m2,其水下面积约为2100m2。
2. 保护参数的选取
(1)保护电流密度 据室内测出的涂漆钢片在裕溪河水中的静态极化曲线,得到保护电流密度约为2mA/m2,考虑到以后油漆损坏,故设计时取5mA/m2。
(2)保护电位 涂漆钢片在裕溪河水中的自然腐蚀电位为-600mV左右(SCE),其析氢电位为-1200mV,故最大保护电位不应负于-1200mV,这是因为被保护表面处于析氢状态下,不仅会因其表面pH值增大产生碱腐蚀而导致保护效果降低,而且大量的氢气析出会使漆膜鼓泡破坏。
3. 辅助阳极的布置与安装
(1)阳极材料的选择 适用于淡水介质的辅助阳极材料有钢铁、高硅铸铁以及镀铂钛等。综合考虑,决定采用Φ22 mm、长10m的圆钢,其消耗率按9kg/(A·a)、利用率按60%计,每只阳极可使用5年左右。
(2)阳极数量及其布置 通过多次试验比较,决定在闸门的面板上布置8根圆钢作阳极,因闸门门库墙所限,阳极离面板最大距离只能是10cm;闸门的框架如果也布置8根阳极,则会因其表面积大、结构复杂而使得保护电位分布不均,因此,在框架上布置两排阳极,每排8根,从而使总的保护电位分布均匀,其电位分布见表1、表2。
(3)阳极安装 由于每天有许多大小船只过闸,闸门上布置的长圆钢易遭碰撞,致使圆钢变形,甚至碰到闸门而造成短路,因此,必须在正常水位上下增加阳极支点。长阳极上端处于大气中,自顶端铁帽上焊接引线,在焊接点用环氧树脂密封。
(4)电缆的引出方式 对横拉式钢闸门的阳极、阴极电缆和参比电极导线的引出,采用触点式引线,通过两组触头,使闸门全开或全闭时电路接通,在闸门开或关的运行过程中电路断开。考虑到闸门的行进误差和闸门振动等因素,自行设计了大面积接触的铜触头,安装运行后,接触可靠,效果理想。
4. 直流电源的选择
经计算,需电流11A,要求直流输出电压8.8V。故本试验每扇闸门采用一台稳压电源(60V,6A)和一台恒电位仪(12V,5A)。
5. 保护效果
通电保护后,闸门的电位基本上都达到保护电位(见表2)。利用船闸停航大修时,对闸门的锈蚀情况又做了实地检查。其结果表明:实施阴极保护的钢闸门水下部位,基本不锈,用手抹去已脱落的面漆和底漆,能露出金属光泽。而没有实施阴极保护的钢闸门,腐蚀却十分严重,有的框架角钢边缘已被腐蚀得薄如刀口,证明阴极保护效果是十分明显的。
裕溪口是目前长江下游最大的机械化煤港,主要承担淮北、淮南煤矿到华东的煤炭运输中转任务。
钢闸门在一般江河水中,其均匀腐蚀速率比海水中低,但局部腐蚀有时则是很严重的。采用涂料与强制电流法联合保护挡潮闸、节制闸已有成功的实例,但在船闸钢闸门特别是横拉门上如何实施当时无先例,借此,该试验选择在裕溪口船闸门上进行。
裕溪口船闸闸门长195m,宽15m,上、下两扇钢闸门的表面积约为2582m2,其水下面积约为2100m2。
2. 保护参数的选取
(1)保护电流密度 据室内测出的涂漆钢片在裕溪河水中的静态极化曲线,得到保护电流密度约为2mA/m2,考虑到以后油漆损坏,故设计时取5mA/m2。
(2)保护电位 涂漆钢片在裕溪河水中的自然腐蚀电位为-600mV左右(SCE),其析氢电位为-1200mV,故最大保护电位不应负于-1200mV,这是因为被保护表面处于析氢状态下,不仅会因其表面pH值增大产生碱腐蚀而导致保护效果降低,而且大量的氢气析出会使漆膜鼓泡破坏。
3. 辅助阳极的布置与安装
(1)阳极材料的选择 适用于淡水介质的辅助阳极材料有钢铁、高硅铸铁以及镀铂钛等。综合考虑,决定采用Φ22 mm、长10m的圆钢,其消耗率按9kg/(A·a)、利用率按60%计,每只阳极可使用5年左右。
(2)阳极数量及其布置 通过多次试验比较,决定在闸门的面板上布置8根圆钢作阳极,因闸门门库墙所限,阳极离面板最大距离只能是10cm;闸门的框架如果也布置8根阳极,则会因其表面积大、结构复杂而使得保护电位分布不均,因此,在框架上布置两排阳极,每排8根,从而使总的保护电位分布均匀,其电位分布见表1、表2。
表1 通电保护前闸门的自然电位(CSE)
测点所对应的的阳极编号 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# | |||||||
面板电位/-mV |
568 561 |
585 577 |
599 576 |
594 571 |
597 573 |
598 580 |
598 573 |
600 563 |
624 573 |
602 580 |
609 579 |
506 580 |
596 582 |
577 578 |
601 578 |
框架电位/-mV |
581 507 |
577 577 |
586 573 |
506 579 |
585 579 |
590 576 |
598 567 |
579 568 |
585 575 |
585 582 |
590 575 |
582 580 |
590 578 |
576 588 |
586 577 |
表2 通电后闸门的保护电位(CSE)
测点所对应的的阳极编号 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# | 测点处的水流速/(m/s) | |||||||
面板电位/-mV |
818 763 |
715 783 |
925 844 |
880 841 |
950 855 |
801 845 |
950 905 |
711 704 |
715 721 |
750 789 |
915 841 |
825 820 |
970 785 |
799 763 |
915 815 |
1.5 3 |
框架电位/-mV |
732 682 |
765 780 |
835 847 |
730 783 |
855 857 |
819 814 |
930 844 |
744 743 |
838 770 |
721 770 |
860 890 |
760 784 |
878 800 |
745 756 |
910 760 |
1.5 3 |
(3)阳极安装 由于每天有许多大小船只过闸,闸门上布置的长圆钢易遭碰撞,致使圆钢变形,甚至碰到闸门而造成短路,因此,必须在正常水位上下增加阳极支点。长阳极上端处于大气中,自顶端铁帽上焊接引线,在焊接点用环氧树脂密封。
(4)电缆的引出方式 对横拉式钢闸门的阳极、阴极电缆和参比电极导线的引出,采用触点式引线,通过两组触头,使闸门全开或全闭时电路接通,在闸门开或关的运行过程中电路断开。考虑到闸门的行进误差和闸门振动等因素,自行设计了大面积接触的铜触头,安装运行后,接触可靠,效果理想。
4. 直流电源的选择
经计算,需电流11A,要求直流输出电压8.8V。故本试验每扇闸门采用一台稳压电源(60V,6A)和一台恒电位仪(12V,5A)。
5. 保护效果
通电保护后,闸门的电位基本上都达到保护电位(见表2)。利用船闸停航大修时,对闸门的锈蚀情况又做了实地检查。其结果表明:实施阴极保护的钢闸门水下部位,基本不锈,用手抹去已脱落的面漆和底漆,能露出金属光泽。而没有实施阴极保护的钢闸门,腐蚀却十分严重,有的框架角钢边缘已被腐蚀得薄如刀口,证明阴极保护效果是十分明显的。
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