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外加電流陰極保護
鎖定
- 中文名
- 外加電流陰極保護
- 又稱為
- 強制電流陰極保護
- 優 點
- 適合比較大型設備結構的保護
- 缺 點
- 檢測與維護的費用非常高
外加電流陰極保護定義
外加電流陰極保護系統的優點:適合比較大型設備結構的保護,各種大型儲罐的陰極保護。
外加電流陰極保護系統的缺點:檢測與維護的費用非常高;需要持續不斷的外部電源供給;可能會導致過保護引發管道氫脆。
外加電流陰極保護原理
一、鐵生鏽的過程可分為兩類:
二、吸氧腐蝕,自然界中最為普遍。
條件:不純的鐵,空氣,潮濕的環境。
道理是:在潮濕的環境中,不純的鐵(含碳)形成了鐵---氧氣--水無數個微小的原電池。
鐵:負極:Fe-2e-=Fe2+
碳:正極:2H2O+O2+4e-=4OH-
Fe2++2OH-=Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
由以上式可知:鐵失電子後與氧、水形成鐵鏽而溶解在水中,這樣鋼結構就會一點一點的腐蝕掉。
既然上式中正極要得電子形成氫氧根,那麼我們就通過外加電流提供給保護的鋼結構(負極)電子,這樣鋼結構中的鐵就不會失電子而被腐蝕了。
外加電流保護鋼結構的原理就要先明白鋼結構在海水(土壤)中受腐蝕的原理:
外加電流陰極保護陰極保護系統
外加電流陰極保護組成
外加電流陰極保護陽極地牀選址
在選擇陽極地牀場址時,不僅要考慮方便的電源盒較低的土壤電阻率,而且要考慮與外部管道的距離。要得到較低的陽極電壓的方法很多,可以採用若干個陰極保護站,每個陰極保護站由較低的電流輸出;可以加長陽極地牀來降低接地電阻;可以強行降低所需的陽極電壓或採用深井陽極。有20m厚的覆土層的深井陽極特別適用於都市中管道的陰極保護,因為都市中的管道與外部裝置的距離較小。
外加電流陰極保護優缺點
優點:
1、需要較大的電流場合,特別是裸露的或塗層較差的結構物的防護;
2、所有導電的電解質溶液內;
3、用於水箱裏的大型熱交換器、油加熱處理器和其他容器保護
4、儲水罐的內壁
5、地面上儲存罐的外底
6、地下儲罐
7、地下或水中的基樁和打板樁
缺點:
2、需要外部電源,持續的電源供給費用;
外加電流陰極保護陽極材料
外加電流陰極保護要求
外加電流陰極保護是防止地下金屬結構如管道、儲罐等腐蝕的有效方法。輔助陽極是外加電流系統中的重要組成部分,起作用是將保護電流經過介質傳遞到保護結構物表面上。地下結構物外加電流陰極保護用陽極通常並不直接埋在土壤中,而是在陽極周圍填充碳質回填料而構成陽極地牀。碳質回填料通常包括冶金焦炭、和石墨顆粒等。回填料的作用是降低陽極地牀的接地電阻,延長陽極壽命。
針對陽極的工作環境,結合實際工程的要求,理想的埋地用輔助陽極應當具備如下性能:
a、良好的導電性能,工作電流密度大,極化小;
c、機械性能好,不易損壞,便於加工製造,運輸和安裝;
d、綜合保護費用低。
外加電流陰極保護廢鋼陽極
鋼鐵陽極是指角鋼、扁鋼、槽鋼、鋼管制作的陽極或其他用作陽極的廢棄鋼鐵構築物,陽極的消耗率8kg/(A.yr)~10kg/(A.yr)。廢鋼鐵是早期外加電流陰極保護常用陽極材料,其來源廣泛,價格低廉。由於是溶解性陽極,表面很少析出氣體,因而地牀中不存在氣阻問題。其缺點是消耗速率大,使用壽命短,多用於臨時性保護或高電阻率土壤中。
外加電流陰極保護柔性陽極
另一種新型柔性陽極,即混合金屬氧化物柔性陽極,用鈦絲替代了到點聚合物,該陽極是將鈦絲陽極每隔10米與電纜連接一次,並放置在填料帶中,具有更好的機械強度,局部大電流輸出,也不會造成陽極的損壞 ,電流分佈更為均勻,克服了聚合物柔性陽極的缺點。
外加電流陰極保護網狀陽極
網狀陽極是混合金屬氧化物帶狀陽極與鈦金屬連接片垂直鋪設、交叉點焊接組成的外加電流陰極保護輔助陽極。將該陽極網予埋在儲罐基礎中,為儲罐地板提供保護電流。網狀陽極的優點電流分佈均勻。輸出可調,保證儲罐充分能保護。產生的雜散電流很少,不會對其他結構造成腐蝕干擾。不需要回填料,安裝簡單。由於大量工作已經在工廠內完成,質量容易保證。儲罐與管道之間不需要絕緣,不需對電氣以及防雷接地系統做任何改造。不已受今後工程施工的損壞,使用壽命長。
外加電流陰極保護混合物陽極
外加電流陰極保護聚合物陽極
聚合物柔性陽極是在銅芯上包覆導電聚合物(聚合物中添加碳粉)而構成的連續性陽極,也稱柔性陽極或纜行陽極。銅芯起導電的作用,而導電聚合物則參與電化學反應。由於銅芯具有優良的電導性,因此可以在數千米長的陽極上設一通電點,聚合物陽極在土壤中使用時,需在其周圍填充焦炭粉末而構成陽極地牀,其在地牀最大允許工作電流為82mA/m,儘管與其他陽極相比,其工作電流密度很低,但由於可靠近被保護結構物鋪設連續地牀,因此可提供均勻的、有效的保護。
外加電流陰極保護高硅鑄鐵陽極
外加電流陰極保護所用電源
外加電流陰極保護電源類型
外加電流陰極保護技術要求
外加電流陰極保護施工
外加電流陰極保護系統的施工應按照設計施工圖、儀器設備使用説明書或安裝規格書的要求執行,並應滿足本規範的相關規定。
外加電流保護的施工安裝規定
2.與整流器相連的導線應遵循地方和國家電器規程,與所用的供電電源要求一致。應在交流回路中提供外部斷路開關。整流器外殼應可靠接地。
3.所有電纜均應仔細檢查,檢測其絕緣缺陷,應小心進行以防損傷電纜的絕緣,電纜絕緣的缺陷必須進行修補。
外加電流陰極保護設備位置選擇
外加電流陰極保護設備位置選擇應考慮的因素
1.有無現存的低壓電源;
2.保護電流需要量;
4.對個人利益損害儘量少;
5.有良好的專門運輸線;
6.其他外部裝置與貴金屬陽極應有足夠的間距,使干擾影響最小。