[发明专利]海洋回淤环境牺牲阳极系统可用寿命评估方法

说明书

本发明公开了一种海洋回淤环境牺牲阳极系统可用寿命评估方法，首先确定单块牺牲阳极的体积元素与牺牲阳极的有效净重之间的关系，以及确定海泥掩埋牺牲阳极消耗率，并计算出待测区域钢结构所需维持保护电流，然后根据现场检测待测区域海水中牺牲阳极的体积元素，计算待测区域牺牲阳极系统可用寿命。本发明综合考虑牺牲阳极被掩埋后的效能、牺牲阳极在海泥中消耗率的获取方法、阳极有效净重获、回淤后钢结构所需维持保护电流取得等问题，更接近回淤环境钢结构牺牲阳极所处实际工况，有助于提高回淤环境钢结构牺牲阳极可用寿命评估的准确性。

技术领域

本发明属于阴极保护领域，涉及牺牲阳极系统可用寿命的评估，特别是海洋回淤环境牺牲阳极系统可用寿命评估方法。

背景技术

牺牲阳极阴极保护在海洋环境钢结构防腐中广泛应用。目前，常用的牺牲阳极有铝合金牺牲阳极、镁合金牺牲阳极和锌合金牺牲阳极三种，其中铝合金牺牲阳极由于实际电容量高、性价比高、海水中性能优良等特点，成为海洋环境中应用最多的阳极类型。海洋钢结构(如海港码头钢管桩等)牺牲阳极设计和施工时，通常选用在海水环境中具有良好工作性能的铝合金牺牲阳极(以下简称“牺牲阳极”)。然而，我国沿海有大量回淤港口，当牺牲阳极在这种回淤环境下使用时，随着淤积程度不断加剧，常有牺牲阳极被海泥不同程度的掩埋。当设计用于海水环境的牺牲阳极被海泥掩埋后，被动用于海泥环境时，工作性能可能会下降甚至过早失效。牺牲阳极安装之初，表面状况良好，溶解均匀，但一段时间后，表面往往会被海生物(如牡蛎、藤壶等)覆盖，可能促使牺牲阳极发生不均匀溶解，同样会影响牺牲阳极使用效果和寿命。因此，有必要对钢结构牺牲阳极系统进行定期检测评估，以便及时采取处理措施，保障钢结构阴极保护效果和年限。

现行行业标准规范《水运工程水工建筑物检测与评估技术规范》(JTS 304-2019)附录F中有关于牺牲阳极检测的相关内容，但主要针对海水中的钢结构牺牲阳极系统，基本不考虑回淤带来的相关问题，不适用于回淤环境钢结构牺牲阳极可用寿命评估。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种海洋回淤环境牺牲阳极系统可用寿命评估方法，用于海洋回淤环境下钢结构牺牲阳极的定期检测，进而评估牺牲阳极系统工作状态和剩余寿命，以便及时判断是否需要对牺牲阳极进行处理，从而保障牺牲阳极的正常运行和使用寿命。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种海洋回淤环境牺牲阳极系统可用寿命评估方法，包括以下步骤：

步骤一：确定单块牺牲阳极的体积元素与牺牲阳极的有效净重之间的关系；

步骤二：确定海泥掩埋牺牲阳极消耗率E_gn；

步骤三：计算待测区域钢结构所需维持保护电流I_w；

现场测量待测区域钢结构所处位置水深D_s，得到水下区高度H_s和泥下区高度H_n，并根据钢结构形状获得钢结构的水位变动区表面积S_b，水下区表面积S_x和泥下区表面积S_n，随后根据钢结构在相应腐蚀区带的涂装面积S_t，涂层破损率f_p和所需维持保护电流密度i_w，计算待测区域钢结构所需维持保护电流I_w：