油氣開(kāi)采用的生產(chǎn)平臺通常計劃使用幾十年。全世界現有大約6000座這樣的構筑物只能靠潛水員或潛水設備對它們就地檢查與監測。世界上現有大約500座在用的半潛式動(dòng)平臺和鉆機，它們可以像艦船一樣進(jìn)行處理(見(jiàn)第17章)，因為它們可以移動(dòng)，可以在船塢里維護保養和修理。這些裝置進(jìn)塢保養周期正常為5年，在設計中必須充分考慮到這一點(diǎn)。鋁陽(yáng)極幾乎是惟一使用的犧牲陽(yáng)極，因為它們的質(zhì)量比較輕，鍍鉑鈦和鍍鉑鈮也用作強制電流的輔助陽(yáng)極(見(jiàn)7.2.2節)。在設計階段，鋼的負極限臨界電位 U、是特別重要的，因為人們越來(lái)越多采用屈服強度超過(guò)800MPa的高強度鋼材制造海洋平臺支柱和浮體(見(jiàn)16.1.1節)

  因為鋼構筑物的壽命比涂料的壽命還長(cháng)，只有在特殊情況下或者為了進(jìn)行某項調研16.2.1 鋼構筑物生產(chǎn)平臺才用覆蓋層。因此，在設計陰極保護時(shí)，只需要考慮鋼的保護電位U。這些構筑物采用極限抗拉強度達到 350N.mm-2的鋼材，甚至很厚的鋼板也能夠焊接起來(lái)，焊接在一起的材料硬度能夠保持在HV350(見(jiàn)2.3.4節[2,10])。相比之下，具有相同保護效果和壽命的鋁陽(yáng)極質(zhì)量輕得多，對于要保護的無(wú)覆蓋層的表面而言，這是非常重要的優(yōu)點(diǎn)。如果鋼平臺位于較深的水域，那么需要用幾千噸鋁陽(yáng)極，所以必須考慮它們如何施工以及如何把它們運輸到安裝現場(chǎng)。

在工地上，要將陽(yáng)極安裝架焊接到搭接接頭上，陽(yáng)極安裝位置離構筑物的最小距離30cm，這樣使電流能夠更均勻地分配[1~3]。但是，即使是這樣的距離，電位分布仍然不太均勻。

  需要特別關(guān)注海洋鋼平臺連接節點(diǎn)的防腐。因此，必須按圖16-4所示把陽(yáng)極安裝在這些節點(diǎn)附近。間隔距離必須足夠大，要使這些焊接接縫避開(kāi)搭接縫區域。人們要花很大的精力進(jìn)行計算才有望達到以最輕的陽(yáng)極質(zhì)量達到最佳的電流分布，并且只有用計算機程序才能測算出陽(yáng)極的合理分布方案[111。

這些生產(chǎn)平臺裝有許多生產(chǎn)油管和立管，它們連接出油管線(xiàn)。這些設施必須采取特別可靠的防腐措施，因為它們的損壞會(huì )導致漏油漏氣，造成人員傷亡事故和嚴重的環(huán)境污染。這些管子通常采用加厚防腐層，在飛濺區，覆蓋層厚度超過(guò)10mm，這些覆蓋層必須能夠承受住陰極極化作用(見(jiàn)5.2.1節和17.3節)。在選擇犧牲陽(yáng)極時(shí)，必須考慮到輸送介質(zhì)的溫度。在某些海域，按照國家技術(shù)規范，假如采用不同的保護系統，例如在海洋平臺本身采用強制電流保護而立管采用犧牲陽(yáng)極保護時(shí)，立管就必須(與海洋平臺)實(shí)現電絕緣。由于維護與修理比較困難的問(wèn)題，至今，只有大約10座固定式平臺采用強制電流保護。在水下部位，特別是必須通過(guò)受到高度應力作用的飛濺區進(jìn)行作業(yè)時(shí)，要重新連接

固定陽(yáng)極的電纜幾乎是不可能的。參考文獻[9]中介紹了在Nordsee研究平臺上進(jìn)行這些作業(yè)時(shí)遇到的種種困難。在Murchison平臺上，因為要運輸的負荷量受到了限制，所以把強制電流保護與犧牲陽(yáng)極方法結合起來(lái)[12。在建造工地上，事先把陽(yáng)極安裝在平臺上，并連接好電纜。安裝時(shí)留有一定的冗余量，這樣在使用中萬(wàn)一個(gè)別陽(yáng)極破損時(shí)也不必進(jìn)行修理。通常平臺的下部直到飛濺區安置在指定位置一年后才安裝甲板上的構筑物，所以無(wú)法在平臺剛開(kāi)始就位后就使強制電流保護設施投人運行，在此階段就需要采用犧牲陽(yáng)極保護，這也說(shuō)明強制電流保護

比犧牲陽(yáng)極法費用更貴。圖16-5所示是開(kāi)發(fā)的新型陽(yáng)極和試驗情況，它們改進(jìn)了維護和修理的可能性，可以把它們提升到作業(yè)船上進(jìn)行修理，連接電纜也是可以更換的。在淺水海域，必須精確計算錨泊力，因為在波濤洶涌的海面，平臺會(huì )受到巨大的動(dòng)態(tài)應力作用，海底必須適合平臺長(cháng)期錨泊，不允許任何供應船在平臺周?chē)蚶镥^泊。但是，這項要求常常妨礙了強制電流保護的安裝，因為操作工不愿意也不能使自己受到這樣的工作條件的限制，構筑物與固定的強制電流輔助陽(yáng)極之間的距離是個(gè)重要的因素。陽(yáng)極數量必須少一些，所以，單件陽(yáng)極的質(zhì)量就要很大，假如這個(gè)距離不夠大，會(huì )造成過(guò)負的電位。規定最

  小距離是1.5m[1~8]，但在實(shí)際施工中要達到這樣的要求非常困難，因為波濤洶涌的海面影響太大。除了對安裝強制電流裝置的限制外，還規定正在進(jìn)行潛水作業(yè)時(shí)，要關(guān)斷防保護系統(I4，這條規定并非無(wú)可非議:只要天氣允許，在生產(chǎn)平臺的水下區域可以連續進(jìn)行作業(yè)，但是，假如每次必須關(guān)斷保護系統，那么強制電流保護的作用就非常有限了,保護電流設備必須安裝在甲板上，這樣就需要相當長(cháng)的電纜和相應的導線(xiàn)橫截面。只應采用像艦船上用的那種電位控制的保護電流設備，因為波濤洶涌的海面的不斷變化使必要的電流密度也不斷發(fā)生改變(見(jiàn)圖16-2和圖16-3)。

24016.2.2 凝土構筑物在北海與波羅的海已經(jīng)建造了許多鋼筋混凝土平臺。在水下部位采用60mm的混凝土覆蓋層加強薄弱部位，在預應力混凝土構件上采用 75mm的混凝土覆蓋層，而在飛濺區采用 100mm 的混凝土覆蓋層來(lái)防止加強鋼筋的腐蝕[15]。在這些構筑物上總是嵌裝或階裝有大量鋼部件，對于這些附著(zhù)部件，鈍態(tài)的加強鋼筋起到外部陰極結構的作用，因此必須對它們實(shí)施陰極保護。在設計犧牲陽(yáng)極保護時(shí)，必須允許按照表16-3和導電性加強鋼筋附近的表面積，提供每平方米混凝土表面大約5mA的電流密度。圖16-6所示是用犧牲陽(yáng)極保護的管道的連接管件，用直立附裝的大型陽(yáng)極保護鋼套管壁，它一直打進(jìn)海底。用扁鋼將陽(yáng)極連接到管壁上。