[发明专利]一种基于阴极保护及牺牲阳极块寿命预测的海洋结构物保护方法

权利要求书

1.一种基于阴极保护及牺牲阳极块寿命预测的海洋结构物保护方法，其特征在于，先对受保护结构进行区域划分，再对划分后的每个区域进行阴极保护设计；利用设计后的牺牲阳极块参数结合环境因子进行数值模拟确定牺牲阳极块的有效寿命；最后对海洋结构物结构整体阴极保护进行数值模拟，验证整体保护效果。

2.根据权利要求1所述的一种基于阴极保护及牺牲阳极块寿命预测的海洋结构物保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对受保护的海洋结构物进行保护区域划分；

S2、对其中单个区域按照标准或设计手册进行牺牲阳极的阴极保护设计，确定牺牲阳极块的材料、尺寸在内的参数；

S3、根据划分的保护区域和牺牲阳极块，利用专业电化学仿真软件建立几何模型，设置电极边界条件，输入电解质的环境因子，对此区域牺牲阳极块的寿命进行阴极保护数值模拟预测；

S4、在所有划分区域阴极保护设计后，建立海洋结构物整体模型进行数值模拟，验证整体阴极的保护效果。

3.根据权利要求2所述的一种基于阴极保护及牺牲阳极块寿命预测的海洋结构物保护方法，其特征在于，所述步骤S1根据结构特征进行，避免某个区域中出现复杂结构；在划分区域后，避免最大区域面积S_max大于3倍的最小区域面积S_mix。

4.根据权利要求2所述的一种基于阴极保护及牺牲阳极块寿命预测的海洋结构物保护方法，其特征在于，所述步骤S2中，单个划分区域内只安装一块牺牲阳极块。

5.根据权利要求4所述的一种基于阴极保护及牺牲阳极块寿命预测的海洋结构物保护方法，其特征在于，单个划分区域内的牺牲阳极块根据其发生电流按相关手册中的阳极型号规格确定牺牲阳极块的材料和尺寸。

6.根据权利要求2所述的一种基于阴极保护及牺牲阳极块寿命预测的海洋结构物保护方法，其特征在于，所述步骤S3的具体过程如下：

S3-1、利用专业电化学软件对划分后的区域建立模型，包括受保护区域、牺牲阳极块、电解质；输入各部分电极边界条件：电解质中导入相关环境因子；电极表面添加相关的电极反应，以及材料的电化学性能参数；

S3-2、进行偏微分方程组的求解，得到阳极输出电流等整体计算结果，以及各节点的电位和电流密度等，并以云图或曲线的形式可视化计算结果，根据受保护区域表面上的保护电位分布并结合牺牲阳极块输出电流密度变化来判断阳极的失效时间，来预测牺牲阳极块的有效寿命。

7.根据权利要求6所述的一种基于阴极保护及牺牲阳极块寿命预测的海洋结构物保护方法，其特征在于，所述环境因子包括海水流速、温度以及溶解氧含量。

8.根据权利要求6所述的一种基于阴极保护及牺牲阳极块寿命预测的海洋结构物保护方法，其特征在于，所述电极边界条件还包括表面膜阻的变化规律。

9.根据权利要求6所述的一种基于阴极保护及牺牲阳极块寿命预测的海洋结构物保护方法，其特征在于，所述牺牲阳极块的失效条件为：1)保护区域电位分布不在有效保护范围-0.8V～-1.05V内；2)牺牲阳极块的电流密度小于0.8发生电流密度。