1.外加电流阴极保护系统
该系统是由外加直流电源供给直流电,直流电的负极与被保护的结构连接,正极与辅助阳极连接,并同处于海水中。当接通电路后,便向结构施加阴极电流,结构表面的电位就向负的方向移动,即阴极极化。当其电位降低到阳极起始电位时,结构就停止腐蚀而受到了保护。
外加电流阴极保护系统是由直流电源、辅助阳极、电解质溶液(海水)、阴极(受保护结构)、参比电极以及控制仪表等构成。辅助阳极是向被保护结构供应电流的器件,可做辅助阳极的材料很多,主要有铝银合金、铝铂合金、镀铂钛、镀铂铌、石墨及废钢等。在这些材料中以铂为z佳,因为它是贵金属,所以将铂镀在金属铌、钛、钽等基体上使用。它输出的电流密度高(可达1000A/m2),消耗率低(仅为0.01克/年)。
2.牺牲阳极阴极保护系统
该系统是将电位较负的金属(如锌、铝合金等)作为阳极,与被保护的金属结构相连接,当浸入电解质溶液时,由于它们的电位差,电位较负的金属为阳极。阳极以离子状态溶解,靠阳极材料溶解而产生的直流电,使受保护的结构被极化为阴极而免遭腐蚀。
牺牲阳极保护系统是由牺牲阳极、阴极(被保护的结构)和电解液(海水)构成。阳极材料有镁合金、锌及锌合金、铝合金等,这些金属可制成各种形状和尺寸,并以高效率的电流分布,给结构提供充足的保护电流。
3.两种阴极保护系统的比较
外加电流阴极保护系统的优点是:
(1)电流电压可调性好,可随外界条件变化实现自动控制;
(2)输出功率大,可满足金属结构需要大功率保护的要求;
(3)根据保护工作的需要,可随时进行工作或停止工作;
(4)辅助阳极保护半径大,所需阳极数量少;
(5)重量较轻。
牺牲阳极保护系统的优点是:
(1)保护系统不需外加电源,结构简单,安装方便;
(2)不需要特殊照管;
(3)不易产生杂散电流。
缺点是:
(1)功率小;
(2)阳极有效作用半径小;
(3)所得到的电能成本高;
(4)电流输出量受工作表面积大小的限制;
(5)导线电阻和介质电阻对电流输出量影响大;
(6)牺牲阳极的体积和质量均较大。
综上分析,一般小型平台,采用牺牲阳极保护比较经济;而大型导管架平台,采用外加电流阴极保护比较好。近年来研究表明,采用两种方法联合保护,会取得良好效果,特别是在结构复杂、管节点处受遮蔽地方得不到充分保护时,在外加电流系统中加装牺牲阳极是个好办法。