海洋平台

  油气开采用的生产平台通常计划使用几十年。全世界现有大约6000座这样的构筑物只能靠潜水员或潜水设备对它们就地检查与监测。世界上现有大约500座在用的半潜式动平台和钻机，它们可以像舰船一样进行处理(见第17章)，因为它们可以移动，可以在船坞里维护保养和修理。这些装置进坞保养周期正常为5年，在设计中必须充分考虑到这一点。铝阳极几乎是惟一使用的牺牲阳极，因为它们的质量比较轻，镀铂钛和镀铂铌也用作强制电流的辅助阳极(见7.2.2节)。在设计阶段，钢的负极限临界电位 U、是特别重要的，因为人们越来越多采用屈服强度超过800MPa的高强度钢材制造海洋平台支柱和浮体(见16.1.1节)

  因为钢构筑物的寿命比涂料的寿命还长，只有在特殊情况下或者为了进行某项调研16.2.1 钢构筑物生产平台才用覆盖层。因此，在设计阴极保护时，只需要考虑钢的保护电位U。这些构筑物采用极限抗拉强度达到 350N.mm-2的钢材，甚至很厚的钢板也能够焊接起来，焊接在一起的材料硬度能够保持在HV350(见2.3.4节[2,10])。相比之下，具有相同保护效果和寿命的铝阳极质量轻得多，对于要保护的无覆盖层的表面而言，这是非常重要的优点。如果钢平台位于较深的水域，那么需要用几千吨铝阳极，所以必须考虑它们如何施工以及如何把它们运输到安装现场。

在工地上，要将阳极安装架焊接到搭接接头上，阳极安装位置离构筑物的最小距离30cm，这样使电流能够更均匀地分配[1~3]。但是，即使是这样的距离，电位分布仍然不太均匀。

  需要特别关注海洋钢平台连接节点的防腐。因此，必须按图16-4所示把阳极安装在这些节点附近。间隔距离必须足够大，要使这些焊接接缝避开搭接缝区域。人们要花很大的精力进行计算才有望达到以最轻的阳极质量达到最佳的电流分布，并且只有用计算机程序才能测算出阳极的合理分布方案[111。

这些生产平台装有许多生产油管和立管，它们连接出油管线。这些设施必须采取特别可靠的防腐措施，因为它们的损坏会导致漏油漏气，造成人员伤亡事故和严重的环境污染。这些管子通常采用加厚防腐层，在飞溅区，覆盖层厚度超过10mm，这些覆盖层必须能够承受住阴极极化作用(见5.2.1节和17.3节)。在选择牺牲阳极时，必须考虑到输送介质的温度。在某些海域，按照国家技术规范，假如采用不同的保护系统，例如在海洋平台本身采用强制电流保护而立管采用牺牲阳极保护时，立管就必须(与海洋平台)实现电绝缘。由于维护与修理比较困难的问题，至今，只有大约10座固定式平台采用强制电流保护。在水下部位，特别是必须通过受到高度应力作用的飞溅区进行作业时，要重新连接

固定阳极的电缆几乎是不可能的。参考文献[9]中介绍了在Nordsee研究平台上进行这些作业时遇到的种种困难。在Murchison平台上，因为要运输的负荷量受到了限制，所以把强制电流保护与牺牲阳极方法结合起来[12。在建造工地上，事先把阳极安装在平台上，并连接好电缆。安装时留有一定的冗余量，这样在使用中万一个别阳极破损时也不必进行修理。通常平台的下部直到飞溅区安置在指定位置一年后才安装甲板上的构筑物，所以无法在平台刚开始就位后就使强制电流保护设施投人运行，在此阶段就需要采用牺牲阳极保护，这也说明强制电流保护

比牺牲阳极法费用更贵。图16-5所示是开发的新型阳极和试验情况，它们改进了维护和修理的可能性，可以把它们提升到作业船上进行修理，连接电缆也是可以更换的。在浅水海域，必须精确计算锚泊力，因为在波涛汹涌的海面，平台会受到巨大的动态应力作用，海底必须适合平台长期锚泊，不允许任何供应船在平台周围水域里锚泊。但是，这项要求常常妨碍了强制电流保护的安装，因为操作工不愿意也不能使自己受到这样的工作条件的限制，构筑物与固定的强制电流辅助阳极之间的距离是个重要的因素。阳极数量必须少一些，所以，单件阳极的质量就要很大，假如这个距离不够大，会造成过负的电位。规定最

  小距离是1.5m[1~8]，但在实际施工中要达到这样的要求非常困难，因为波涛汹涌的海面影响太大。除了对安装强制电流装置的限制外，还规定正在进行潜水作业时，要关断防保护系统(I4，这条规定并非无可非议:只要天气允许，在生产平台的水下区域可以连续进行作业，但是，假如每次必须关断保护系统，那么强制电流保护的作用就非常有限了,保护电流设备必须安装在甲板上，这样就需要相当长的电缆和相应的导线横截面。只应采用像舰船上用的那种电位控制的保护电流设备，因为波涛汹涌的海面的不断变化使必要的电流密度也不断发生改变(见图16-2和图16-3)。

24016.2.2 凝土构筑物在北海与波罗的海已经建造了许多钢筋混凝土平台。在水下部位采用60mm的混凝土覆盖层加强薄弱部位，在预应力混凝土构件上采用 75mm的混凝土覆盖层，而在飞溅区采用 100mm 的混凝土覆盖层来防止加强钢筋的腐蚀[15]。在这些构筑物上总是嵌装或阶装有大量钢部件，对于这些附着部件，钝态的加强钢筋起到外部阴极结构的作用，因此必须对它们实施阴极保护。在设计牺牲阳极保护时，必须允许按照表16-3和导电性加强钢筋附近的表面积，提供每平方米混凝土表面大约5mA的电流密度。图16-6所示是用牺牲阳极保护的管道的连接管件，用直立附装的大型阳极保护钢套管壁，它一直打进海底。用扁钢将阳极连接到管壁上。