新解讀《GB/T39155-2020金屬和合金的腐蝕海港設(shè)施的陰極保護(hù)》目錄一、《GB/T39155-2020》究竟涵蓋哪些海港設(shè)施？專家深度剖析適用范圍二、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)如何影響海港設(shè)施陰極保護(hù)效果？未來趨勢下的數(shù)值奧秘解讀三、犧牲陽極與外加電流，海港設(shè)施陰極保護(hù)系統(tǒng)該如何抉擇？專家視角對比分析四、低水位加速腐蝕（ALWC）成海港設(shè)施新挑戰(zhàn)？標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)對策略全解析五、微生物腐蝕（MIC）對海港設(shè)施危害幾何？標(biāo)準(zhǔn)里的防護(hù)要點(diǎn)大揭秘六、涂層聯(lián)合保護(hù)在海港設(shè)施陰極保護(hù)中作用多大？未來幾年應(yīng)用趨勢解讀七、電連續(xù)性驗(yàn)證對海港設(shè)施陰極保護(hù)有多關(guān)鍵？操作要點(diǎn)與未來要求分析八、海港設(shè)施陰極保護(hù)調(diào)試有何要點(diǎn)？從標(biāo)準(zhǔn)看未來調(diào)試工作方向九、海港設(shè)施陰極保護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)與管理，遵循標(biāo)準(zhǔn)有哪些新思路？十、《GB/T39155-2020》對海港設(shè)施建設(shè)與維護(hù)行業(yè)影響幾何？未來發(fā)展預(yù)測一、《GB/T39155-2020》究竟涵蓋哪些海港設(shè)施？專家深度剖析適用范圍（一）固定港口構(gòu)筑物的詳細(xì)界定在《GB/T39155-2020》中，固定港口構(gòu)筑物是陰極保護(hù)的重要對象。其中包括橋墩，它作為支撐橋梁結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分，長期處于海水或海泥環(huán)境，易受腐蝕。碼頭則是貨物裝卸的平臺，系纜柱用于船舶靠泊和系泊，板樁或管樁起著穩(wěn)固碼頭結(jié)構(gòu)的作用，這些設(shè)施都明確被納入標(biāo)準(zhǔn)適用范圍。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定陰極保護(hù)要確保這些設(shè)施的金屬外表面得到有效防護(hù)，以延長其使用壽命，保障港口的正常運(yùn)行。（二）浮動(dòng)港口構(gòu)筑物的具體范疇浮動(dòng)港口構(gòu)筑物同樣在該標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋之下。浮筒常用于標(biāo)記航道或系泊船舶，浮標(biāo)為船舶導(dǎo)航提供重要指示，浮船塢用于船舶維修和保養(yǎng)，船閘和水閘控制水位和水流。這些浮動(dòng)設(shè)施在海水中不斷移動(dòng)，其金屬部件更易遭受腐蝕。標(biāo)準(zhǔn)要求對其進(jìn)行陰極保護(hù)，通過合理的設(shè)計(jì)和安裝陰極保護(hù)系統(tǒng)，減少海水對金屬的侵蝕，維持設(shè)施的功能性和安全性。（三）附屬設(shè)施的保護(hù)范圍確定對于與港口構(gòu)筑物相連的附屬設(shè)施，如連接到構(gòu)筑物上的錨鏈，只要其淹沒區(qū)域與主構(gòu)筑物未電隔離，也在標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)范圍內(nèi)。雖然錨鏈在使用中頻繁受力且處于復(fù)雜的海水環(huán)境，但陰極保護(hù)能有效降低其腐蝕速率。標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)要將這些附屬設(shè)施納入整體陰極保護(hù)設(shè)計(jì)，確保整個(gè)海港設(shè)施系統(tǒng)的完整性，避免因附屬設(shè)施的腐蝕而影響主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。（四）不適用設(shè)施的明確說明值得注意的是，該標(biāo)準(zhǔn)也明確了不適用的設(shè)施。固定或浮動(dòng)的離岸海工構(gòu)筑物，像海上裝載平臺，因其所處環(huán)境和工作條件與普通海港設(shè)施差異較大，不在此列。海底管道和船舶也不適用，海底管道有專門的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，船舶則因自身的移動(dòng)性和獨(dú)特的腐蝕環(huán)境需遵循船舶行業(yè)的相關(guān)規(guī)定。此外，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的陰極保護(hù)有對應(yīng)的ISO12696標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)并不涉及。明確不適用范圍，有助于相關(guān)人員準(zhǔn)確運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)，避免錯(cuò)誤操作。二、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)如何影響海港設(shè)施陰極保護(hù)效果？未來趨勢下的數(shù)值奧秘解讀（一）有氧環(huán)境下保護(hù)電位的重要意義與數(shù)值依據(jù)在有氧海水環(huán)境中，鋼的保護(hù)電位是陰極保護(hù)的關(guān)鍵參數(shù)。根據(jù)《GB/T39155-2020》，使用Ag/AgCl/海水參比電極測量時(shí)，極化電位需≤-0.80V。這一數(shù)值是基于大量實(shí)驗(yàn)和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)得出的。當(dāng)電位達(dá)到此值時(shí)，鋼鐵表面能形成一層穩(wěn)定的保護(hù)膜，有效阻止氧氣和水與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而抑制腐蝕。隨著未來海港設(shè)施向大型化、復(fù)雜化發(fā)展，對保護(hù)電位的精準(zhǔn)控制要求會更高，這一數(shù)值將成為保障設(shè)施長期穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。（二）厭氧環(huán)境下保護(hù)電位的特殊要求及原理在厭氧海水和海泥環(huán)境，包括存在硫酸鹽還原菌（SRB）、微生物腐蝕（MIC）和低水位加速腐蝕（ALWC）的區(qū)域，鋼的保護(hù)準(zhǔn)則更為嚴(yán)格。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用Ag/AgCl/海水參比電極測得的極化電位需負(fù)于-0.90V。這是因?yàn)樵趨捬鯒l件下，微生物活動(dòng)活躍，會加速金屬腐蝕。更負(fù)的電位能為金屬提供更強(qiáng)的電子保護(hù)，抑制微生物的腐蝕作用。隨著對海洋微生物腐蝕研究的深入，未來可能會根據(jù)不同微生物種類和環(huán)境因素，進(jìn)一步優(yōu)化這一電位數(shù)值，以實(shí)現(xiàn)更高效的陰極保護(hù)。（三）過保護(hù)限值的作用及對設(shè)施的影響標(biāo)準(zhǔn)建議使用-1.10V（相對于Ag/AgCl/海水參比電極）作為極限電位，以防止涂層剝離和疲勞裂紋擴(kuò)展速率增加。過保護(hù)會導(dǎo)致金屬表面產(chǎn)生過多氫氣，可能破壞涂層的附著力，引發(fā)涂層剝離。同時(shí)，氫氣滲入金屬內(nèi)部，會增加金屬的脆性，加速疲勞裂紋的擴(kuò)展。在未來海港設(shè)施的維護(hù)中，嚴(yán)格控制電位不超過這一限值至關(guān)重要，避免因過保護(hù)對設(shè)施造成不可逆的損害，確保設(shè)施的結(jié)構(gòu)完整性和安全性。（四）未來技術(shù)參數(shù)調(diào)整的潛在方向隨著材料科學(xué)和電化學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來《GB/T39155-2020》中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)可能會有所調(diào)整。一方面，新型耐腐蝕材料的應(yīng)用可能改變保護(hù)電位的需求。例如，研發(fā)出更具抗腐蝕性能的合金鋼材，其所需的保護(hù)電位數(shù)值可能會發(fā)生變化。另一方面，更精準(zhǔn)的監(jiān)測技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)對環(huán)境因素的實(shí)時(shí)監(jiān)測，根據(jù)海水溫度、鹽度、含氧量等動(dòng)態(tài)調(diào)整保護(hù)電位，以適應(yīng)復(fù)雜多變的海洋環(huán)境，進(jìn)一步提升海港設(shè)施陰極保護(hù)的效果和效率。三、犧牲陽極與外加電流，海港設(shè)施陰極保護(hù)系統(tǒng)該如何抉擇？專家視角對比分析（一）犧牲陽極系統(tǒng)的適用場景解析犧牲陽極系統(tǒng)在常規(guī)港口設(shè)施中應(yīng)用廣泛。對于一些規(guī)模較小、結(jié)構(gòu)相對簡單的港口，如小型碼頭、簡易系泊設(shè)施等，犧牲陽極系統(tǒng)具有獨(dú)特優(yōu)勢。其工作原理是利用比被保護(hù)金屬更活潑的金屬作為陽極，在海水中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，陽極不斷溶解，釋放電子給被保護(hù)金屬，使其成為陰極而得到保護(hù)。這種系統(tǒng)無需外部電源，安裝和維護(hù)相對簡便，成本較低。在未來幾年，對于一些偏遠(yuǎn)地區(qū)或?qū)╇姺€(wěn)定性要求不高的小型海港設(shè)施，犧牲陽極系統(tǒng)仍將是首選的陰極保護(hù)方式。（二）外加電流系統(tǒng)的優(yōu)勢與適用領(lǐng)域外加電流系統(tǒng)適用于高電流需求或微咸水環(huán)境的海港設(shè)施。在大型港口，如集裝箱碼頭、大型船閘等，由于設(shè)施規(guī)模大，金屬表面積廣，需要較大的保護(hù)電流，犧牲陽極難以滿足需求，此時(shí)外加電流系統(tǒng)就能發(fā)揮優(yōu)勢。它通過外部電源向陽極提供電流，可根據(jù)實(shí)際需要靈活調(diào)節(jié)電流大小。在微咸水環(huán)境中，由于電解質(zhì)特性的變化，犧牲陽極的性能可能受到影響，而外加電流系統(tǒng)能更好地適應(yīng)這種環(huán)境，確保陰極保護(hù)效果。隨著未來大型海港設(shè)施的不斷建設(shè)，外加電流系統(tǒng)的應(yīng)用將更加普遍。（三）兩種系統(tǒng)的電流密度差異及影響犧牲陽極系統(tǒng)的電流密度一般在80-200mA/m2，而外加電流系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)需增加10-50%的余量。這是因?yàn)橥饧与娏飨到y(tǒng)要考慮到電源設(shè)備的效率、線路損耗以及可能出現(xiàn)的環(huán)境變化等因素。電流密度的不同直接影響到陰極保護(hù)的效果和系統(tǒng)的運(yùn)行成本。犧牲陽極系統(tǒng)電流密度相對固定，適用于對電流需求較穩(wěn)定、規(guī)模較小的設(shè)施；外加電流系統(tǒng)可調(diào)節(jié)的高電流密度則能滿足大型復(fù)雜設(shè)施的需求，但運(yùn)行成本相對較高。在選擇陰極保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，需綜合考慮設(shè)施特點(diǎn)、電流需求和成本因素，以確定合適的電流密度。（四）未來系統(tǒng)選擇的發(fā)展趨勢預(yù)測從未來發(fā)展趨勢看，對于海港設(shè)施陰極保護(hù)系統(tǒng)的選擇將更加多元化和精細(xì)化。隨著智能監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，可根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測到的設(shè)施腐蝕狀況、環(huán)境參數(shù)等信息，動(dòng)態(tài)調(diào)整陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行模式。對于一些大型綜合性港口，可能會采用犧牲陽極與外加電流相結(jié)合的混合系統(tǒng)，在不同區(qū)域、不同工況下發(fā)揮各自優(yōu)勢。同時(shí)，隨著新型陽極材料和電源技術(shù)的研發(fā)，兩種系統(tǒng)的性能將不斷提升，成本也可能進(jìn)一步優(yōu)化，為海港設(shè)施陰極保護(hù)提供更可靠、高效的解決方案。四、低水位加速腐蝕（ALWC）成海港設(shè)施新挑戰(zhàn)？標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)對策略全解析（一）低水位加速腐蝕（ALWC）的形成機(jī)制深度剖析低水位加速腐蝕（ALWC）是海港設(shè)施面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問題。其形成機(jī)制較為復(fù)雜，主要與海水的潮汐運(yùn)動(dòng)以及微生物活動(dòng)有關(guān)。在低水位區(qū)域，海港設(shè)施的金屬表面處于干濕交替狀態(tài)。當(dāng)金屬表面暴露在空氣中時(shí)，會形成一層薄薄的水膜，這層水膜中富含氧氣和鹽分，為腐蝕反應(yīng)提供了電解質(zhì)環(huán)境。同時(shí)，微生物在這種環(huán)境下大量繁殖，尤其是硫酸鹽還原菌（SRB）。SRB的代謝活動(dòng)會產(chǎn)生硫化氫等腐蝕性物質(zhì)，加速金屬的腐蝕。而且，干濕交替的過程使得金屬表面的保護(hù)膜不斷被破壞和重建，進(jìn)一步加劇了腐蝕速率。據(jù)研究，在ALWC環(huán)境下，金屬的腐蝕速率可比正常全浸區(qū)高出數(shù)倍。（二）標(biāo)準(zhǔn)中針對ALWC的檢測要求解讀《GB/T39155-2020》對ALWC的檢測提出了明確要求。首先，要對海港設(shè)施的低水位區(qū)域進(jìn)行定期檢查，觀察金屬表面是否有明顯的腐蝕跡象，如銹斑、坑蝕等。對于一些重要設(shè)施，可采用無損檢測技術(shù)，如電化學(xué)阻抗譜（EIS）、線性極化電阻（LPR）等方法，精確測量金屬的腐蝕速率。當(dāng)檢測到微生物腐蝕時(shí)，需特別關(guān)注。因?yàn)槲⑸锏拇嬖跁O大地影響ALWC的發(fā)展。此時(shí)，不僅要檢測金屬表面的腐蝕情況，還要對周圍環(huán)境中的微生物種類、數(shù)量進(jìn)行分析，以便更準(zhǔn)確地評估ALWC的風(fēng)險(xiǎn)程度，為后續(xù)采取針對性措施提供依據(jù)。（三）應(yīng)對ALWC的初始電流密度調(diào)整策略當(dāng)海港設(shè)施存在ALWC時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定需調(diào)整初始電流密度。通常情況下，初始電流密度需提高至170-200mA/m2，相比不受MIC影響時(shí)的數(shù)值有顯著提升。這是因?yàn)樵贏LWC環(huán)境下，金屬表面腐蝕活性增強(qiáng)，需要更大的電流來抑制腐蝕反應(yīng)。更高的初始電流密度能使金屬表面迅速極化，形成穩(wěn)定的保護(hù)膜，阻擋氧氣、水分和微生物的侵蝕。通過提高初始電流密度，可以在短時(shí)間內(nèi)降低ALWC對海港設(shè)施的損害，為后續(xù)的長期保護(hù)奠定基礎(chǔ)。（四）極化時(shí)間延長在應(yīng)對ALWC中的作用在設(shè)計(jì)陰極保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)對ALWC時(shí)，極化時(shí)間可能需要延長，并且要在設(shè)計(jì)中預(yù)留余量。由于ALWC環(huán)境的復(fù)雜性，金屬表面達(dá)到穩(wěn)定極化狀態(tài)所需的時(shí)間比正常環(huán)境更長。延長極化時(shí)間可以確保金屬在長期的干濕交替和微生物腐蝕環(huán)境下，充分形成有效的保護(hù)膜。預(yù)留余量則是考慮到可能出現(xiàn)的各種不確定因素，如環(huán)境變化、微生物活動(dòng)加劇等。通過合理延長極化時(shí)間和預(yù)留余量，能提高陰極保護(hù)系統(tǒng)在ALWC環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性，有效延長海港設(shè)施的使用壽命。五、微生物腐蝕（MIC）對海港設(shè)施危害幾何？標(biāo)準(zhǔn)里的防護(hù)要點(diǎn)大揭秘（一）微生物腐蝕（MIC）對海港設(shè)施的危害表現(xiàn)微生物腐蝕（MIC）對海港設(shè)施的危害不容小覷。海港設(shè)施長期處于富含微生物的海水環(huán)境中，微生物在金屬表面附著生長，形成生物膜。生物膜中的微生物通過代謝活動(dòng)改變金屬表面的化學(xué)環(huán)境，產(chǎn)生酸性物質(zhì)或具有腐蝕性的代謝產(chǎn)物，如硫化氫、有機(jī)酸等。這些物質(zhì)會破壞金屬表面的鈍化膜，加速金屬的腐蝕。MIC不僅會導(dǎo)致金屬均勻腐蝕，還易引發(fā)局部腐蝕，如點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕等。局部腐蝕的危害更為嚴(yán)重，可能在短時(shí)間內(nèi)造成金屬結(jié)構(gòu)的穿孔或斷裂，嚴(yán)重威脅海港設(shè)施的結(jié)構(gòu)安全，增加設(shè)施的維護(hù)成本和安全風(fēng)險(xiǎn)。（二）標(biāo)準(zhǔn)中對MIC環(huán)境的識別方法《GB/T39155-2020》提供了一系列識別MIC環(huán)境的方法。首先，可以通過觀察金屬表面的腐蝕形態(tài)來初步判斷。如果金屬表面出現(xiàn)異常的腐蝕坑、銹瘤，且腐蝕區(qū)域周圍有黏液或變色現(xiàn)象，可能存在MIC。進(jìn)一步的檢測可采用微生物學(xué)分析方法，采集海水或金屬表面的生物膜樣本，在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行微生物培養(yǎng)和鑒定，確定微生物的種類和數(shù)量。還可以利用電化學(xué)檢測技術(shù)，如測量腐蝕電位、極化電阻等參數(shù)，根據(jù)參數(shù)的變化來判斷是否存在MIC。準(zhǔn)確識別MIC環(huán)境是采取有效防護(hù)措施的前提。（三）針對MIC的陰極保護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)在MIC環(huán)境下進(jìn)行陰極保護(hù)設(shè)計(jì)，需要特別注意一些要點(diǎn)。由于微生物的活動(dòng)會影響金屬的腐蝕電位，所以在確定保護(hù)電位時(shí)，要充分考慮MIC的影響。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，在存在MIC的厭氧海水和海泥環(huán)境中，使用Ag/AgCl/海水參比電極測得的極化電位需更負(fù)，一般要負(fù)于-0.90V。同時(shí)，要適當(dāng)提高初始電流密度，以克服微生物對金屬腐蝕的加速作用。在選擇陽極材料時(shí)，應(yīng)選用抗微生物腐蝕性能好的材料，如混合金屬氧化物陽極，它能在MIC環(huán)境中穩(wěn)定工作，確保陰極保護(hù)系統(tǒng)的有效性。（四）防止MIC的輔助措施與標(biāo)準(zhǔn)要求除了陰極保護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)還提出了一些防止MIC的輔助措施?？梢詫８墼O(shè)施的金屬表面進(jìn)行預(yù)處理，如采用表面涂層、緩蝕劑等方法，提高金屬表面的抗微生物附著能力。定期對海港設(shè)施進(jìn)行清潔和維護(hù)，去除金屬表面的生物膜和污垢，減少微生物的生存環(huán)境。在海港設(shè)施的運(yùn)行管理中，要加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測，控制海水中微生物的含量。通過這些輔助措施與陰極保護(hù)相結(jié)合，能更全面、有效地防止MIC對海港設(shè)施的腐蝕，保障海港設(shè)施的安全穩(wěn)定運(yùn)行。六、涂層聯(lián)合保護(hù)在海港設(shè)施陰極保護(hù)中作用多大？未來幾年應(yīng)用趨勢解讀（一）涂層聯(lián)合保護(hù)的協(xié)同作用原理涂層聯(lián)合保護(hù)在海港設(shè)施陰極保護(hù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的協(xié)同作用。涂層作為第一道防線，能為金屬表面提供物理屏障，阻止海水、氧氣和其他腐蝕性介質(zhì)與金屬直接接觸，降低腐蝕反應(yīng)的發(fā)生概率。而陰極保護(hù)則通過提供電子，使金屬表面成為陰極，抑制腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行。當(dāng)涂層存在少量破損時(shí)，陰極保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)ζ茡p部位進(jìn)行保護(hù)，防止腐蝕進(jìn)一步擴(kuò)展。兩者相互配合，涂層減少了陰極保護(hù)系統(tǒng)所需的電流密度，降低了能耗和運(yùn)行成本；陰極保護(hù)則彌補(bǔ)了涂層可能存在的缺陷，確保海港設(shè)施在復(fù)雜的海水環(huán)境中得到全面有效的保護(hù)。（二）涂層破損系數(shù)的設(shè)計(jì)考量因素在設(shè)計(jì)涂層聯(lián)合保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，涂層破損系數(shù)是一個(gè)關(guān)鍵考量因素。根據(jù)《GB/T39155-2020》，初始涂層破損系數(shù)一般按1%-2%設(shè)計(jì)。這一數(shù)值是基于對海港設(shè)施在實(shí)際使用過程中涂層可能受到的機(jī)械損傷、老化等因素的綜合考慮。例如，海港設(shè)施在船舶靠泊、裝卸貨物等操作過程中，涂層可能會受到碰撞、摩擦而破損。同時(shí)，海水