1. 工程概況
裕溪口是目前長江下游最大的機(jī)械化煤港,主要承擔(dān)淮北、淮南煤礦到華東的煤炭運(yùn)輸中轉(zhuǎn)任務(wù)。
鋼閘門在一般江河水中,其均勻腐蝕速率比海水中低,但局部腐蝕有時(shí)則是很嚴(yán)重的。采用涂料與強(qiáng)制電流法聯(lián)合保護(hù)擋潮閘、節(jié)制閘已有成功的實(shí)例,但在船閘鋼閘門特別是橫拉門上如何實(shí)施當(dāng)時(shí)無先例,借此,該試驗(yàn)選擇在裕溪口船閘門上進(jìn)行。
裕溪口船閘閘門長195m,寬15m,上、下兩扇鋼閘門的表面積約為2582m2,其水下面積約為2100m2。
2. 保護(hù)參數(shù)的選取
(1)保護(hù)電流密度 據(jù)室內(nèi)測出的涂漆鋼片在裕溪河水中的靜態(tài)極化曲線,得到保護(hù)電流密度約為2mA/m2,考慮到以后油漆損壞,故設(shè)計(jì)時(shí)取5mA/m2。
(2)保護(hù)電位 涂漆鋼片在裕溪河水中的自然腐蝕電位為-600mV左右(SCE),其析氫電位為-1200mV,故最大保護(hù)電位不應(yīng)負(fù)于-1200mV,這是因?yàn)楸槐Wo(hù)表面處于析氫狀態(tài)下,不僅會(huì)因其表面pH值增大產(chǎn)生堿腐蝕而導(dǎo)致保護(hù)效果降低,而且大量的氫氣析出會(huì)使漆膜鼓泡破壞。
3. 輔助陽極的布置與安裝
(1)陽極材料的選擇 適用于淡水介質(zhì)的輔助陽極材料有鋼鐵、高硅鑄鐵以及鍍鉑鈦等。綜合考慮,決定采用Φ22 mm、長10m的圓鋼,其消耗率按9kg/(A·a)、利用率按60%計(jì),每只陽極可使用5年左右。
(2)陽極數(shù)量及其布置 通過多次試驗(yàn)比較,決定在閘門的面板上布置8根圓鋼作陽極,因閘門門庫墻所限,陽極離面板最大距離只能是10cm;閘門的框架如果也布置8根陽極,則會(huì)因其表面積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜而使得保護(hù)電位分布不均,因此,在框架上布置兩排陽極,每排8根,從而使總的保護(hù)電位分布均勻,其電位分布見表1、表2。
(3)陽極安裝 由于每天有許多大小船只過閘,閘門上布置的長圓鋼易遭碰撞,致使圓鋼變形,甚至碰到閘門而造成短路,因此,必須在正常水位上下增加陽極支點(diǎn)。長陽極上端處于大氣中,自頂端鐵帽上焊接引線,在焊接點(diǎn)用環(huán)氧樹脂密封。
(4)電纜的引出方式 對橫拉式鋼閘門的陽極、陰極電纜和參比電極導(dǎo)線的引出,采用觸點(diǎn)式引線,通過兩組觸頭,使閘門全開或全閉時(shí)電路接通,在閘門開或關(guān)的運(yùn)行過程中電路斷開。考慮到閘門的行進(jìn)誤差和閘門振動(dòng)等因素,自行設(shè)計(jì)了大面積接觸的銅觸頭,安裝運(yùn)行后,接觸可靠,效果理想。
4. 直流電源的選擇
經(jīng)計(jì)算,需電流11A,要求直流輸出電壓8.8V。故本試驗(yàn)每扇閘門采用一臺(tái)穩(wěn)壓電源(60V,6A)和一臺(tái)恒電位儀(12V,5A)。
5. 保護(hù)效果
通電保護(hù)后,閘門的電位基本上都達(dá)到保護(hù)電位(見表2)。利用船閘停航大修時(shí),對閘門的銹蝕情況又做了實(shí)地檢查。其結(jié)果表明:實(shí)施陰極保護(hù)的鋼閘門水下部位,基本不銹,用手抹去已脫落的面漆和底漆,能露出金屬光澤。而沒有實(shí)施陰極保護(hù)的鋼閘門,腐蝕卻十分嚴(yán)重,有的框架角鋼邊緣已被腐蝕得薄如刀口,證明陰極保護(hù)效果是十分明顯的。
裕溪口是目前長江下游最大的機(jī)械化煤港,主要承擔(dān)淮北、淮南煤礦到華東的煤炭運(yùn)輸中轉(zhuǎn)任務(wù)。
鋼閘門在一般江河水中,其均勻腐蝕速率比海水中低,但局部腐蝕有時(shí)則是很嚴(yán)重的。采用涂料與強(qiáng)制電流法聯(lián)合保護(hù)擋潮閘、節(jié)制閘已有成功的實(shí)例,但在船閘鋼閘門特別是橫拉門上如何實(shí)施當(dāng)時(shí)無先例,借此,該試驗(yàn)選擇在裕溪口船閘門上進(jìn)行。
裕溪口船閘閘門長195m,寬15m,上、下兩扇鋼閘門的表面積約為2582m2,其水下面積約為2100m2。
2. 保護(hù)參數(shù)的選取
(1)保護(hù)電流密度 據(jù)室內(nèi)測出的涂漆鋼片在裕溪河水中的靜態(tài)極化曲線,得到保護(hù)電流密度約為2mA/m2,考慮到以后油漆損壞,故設(shè)計(jì)時(shí)取5mA/m2。
(2)保護(hù)電位 涂漆鋼片在裕溪河水中的自然腐蝕電位為-600mV左右(SCE),其析氫電位為-1200mV,故最大保護(hù)電位不應(yīng)負(fù)于-1200mV,這是因?yàn)楸槐Wo(hù)表面處于析氫狀態(tài)下,不僅會(huì)因其表面pH值增大產(chǎn)生堿腐蝕而導(dǎo)致保護(hù)效果降低,而且大量的氫氣析出會(huì)使漆膜鼓泡破壞。
3. 輔助陽極的布置與安裝
(1)陽極材料的選擇 適用于淡水介質(zhì)的輔助陽極材料有鋼鐵、高硅鑄鐵以及鍍鉑鈦等。綜合考慮,決定采用Φ22 mm、長10m的圓鋼,其消耗率按9kg/(A·a)、利用率按60%計(jì),每只陽極可使用5年左右。
(2)陽極數(shù)量及其布置 通過多次試驗(yàn)比較,決定在閘門的面板上布置8根圓鋼作陽極,因閘門門庫墻所限,陽極離面板最大距離只能是10cm;閘門的框架如果也布置8根陽極,則會(huì)因其表面積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜而使得保護(hù)電位分布不均,因此,在框架上布置兩排陽極,每排8根,從而使總的保護(hù)電位分布均勻,其電位分布見表1、表2。
表1 通電保護(hù)前閘門的自然電位(CSE)
測點(diǎn)所對應(yīng)的的陽極編號(hào) | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# | |||||||
面板電位/-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 |
框架電位/-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 通電后閘門的保護(hù)電位(CSE)
測點(diǎn)所對應(yīng)的的陽極編號(hào) | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# | 測點(diǎn)處的水流速/(m/s) | |||||||
面板電位/-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 |
框架電位/-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)陽極安裝 由于每天有許多大小船只過閘,閘門上布置的長圓鋼易遭碰撞,致使圓鋼變形,甚至碰到閘門而造成短路,因此,必須在正常水位上下增加陽極支點(diǎn)。長陽極上端處于大氣中,自頂端鐵帽上焊接引線,在焊接點(diǎn)用環(huán)氧樹脂密封。
(4)電纜的引出方式 對橫拉式鋼閘門的陽極、陰極電纜和參比電極導(dǎo)線的引出,采用觸點(diǎn)式引線,通過兩組觸頭,使閘門全開或全閉時(shí)電路接通,在閘門開或關(guān)的運(yùn)行過程中電路斷開。考慮到閘門的行進(jìn)誤差和閘門振動(dòng)等因素,自行設(shè)計(jì)了大面積接觸的銅觸頭,安裝運(yùn)行后,接觸可靠,效果理想。
4. 直流電源的選擇
經(jīng)計(jì)算,需電流11A,要求直流輸出電壓8.8V。故本試驗(yàn)每扇閘門采用一臺(tái)穩(wěn)壓電源(60V,6A)和一臺(tái)恒電位儀(12V,5A)。
5. 保護(hù)效果
通電保護(hù)后,閘門的電位基本上都達(dá)到保護(hù)電位(見表2)。利用船閘停航大修時(shí),對閘門的銹蝕情況又做了實(shí)地檢查。其結(jié)果表明:實(shí)施陰極保護(hù)的鋼閘門水下部位,基本不銹,用手抹去已脫落的面漆和底漆,能露出金屬光澤。而沒有實(shí)施陰極保護(hù)的鋼閘門,腐蝕卻十分嚴(yán)重,有的框架角鋼邊緣已被腐蝕得薄如刀口,證明陰極保護(hù)效果是十分明顯的。
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標(biāo)簽: 陰極保護(hù), 強(qiáng)制電流, 小型船閘
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