貴金屬氧化物陽(yáng)極-深井陽(yáng)極

貴金屬氧化物陽(yáng)極-深井陽(yáng)極

陽(yáng)極體所帶電纜的長(zhǎng)度和規(guī)格型號(hào)等。 
★     深井陽(yáng)極是適應(yīng)國(guó)內(nèi)深井保護(hù)需開發(fā)研制而成的外加電流陰極保護(hù)技術(shù)。 
★     深井陽(yáng)極是指陽(yáng)極體頂部距地面≥15m的陽(yáng)極地床，是相對(duì)淺埋陽(yáng)極而言。 
★     深井陽(yáng)極適用于大型長(zhǎng)輸管線、城市管網(wǎng)、水電工程、表層土壤電阻率高的地區(qū)埋地金屬構(gòu)筑物的陰極保護(hù)。是長(zhǎng)輸管線、城市管網(wǎng)、區(qū)域性保護(hù)的主要技術(shù)之一。 
★     深井陽(yáng)極對(duì)非保護(hù)的地下鋼結(jié)構(gòu)的影響極小、投資小、不受地形限制。 
★     具有接地電阻小、干擾小、節(jié)能防爆、不須沿線開挖。 
★     具有保護(hù)效果好、輸出電流大、電流分配均勻、保護(hù)距離長(zhǎng)，使用壽命長(zhǎng)。 

深井陽(yáng)極通常情況下是指被埋在15米以下的以豎直方向擺放的陽(yáng)極。深井陽(yáng)極主要的工作環(huán)境一般是在施工地方空間比較狹小或者施工土壤的電阻率非常高的情況中的。

 

 貴金屬氧化物陽(yáng)極是在鈦基材上覆蓋一層具有電催化活性的金屬氧化物而構(gòu)成，氧化物涂層極化小并且消耗率極低，通過調(diào)整氧化物層的成分，可以使其適用于不同的環(huán)境，為了適應(yīng)陰極保護(hù)快速施工的需要，根據(jù)市場(chǎng)和客戶需求開發(fā)研制了工廠預(yù)制式深井陽(yáng)極體。本陽(yáng)極體由貴金屬氧化物管狀陽(yáng)極串、導(dǎo)氣管、焦炭填料和鋼質(zhì)套管組成，將貴金屬氧化物管狀陽(yáng)極串（由 1 － 4 支陽(yáng)極組成）固定在鋼質(zhì)套管中心，裝上導(dǎo)氣管后陽(yáng)極串四周填充焦炭填料。本陽(yáng)有使用壽命長(zhǎng)、安裝方便、接地電阻小等優(yōu)點(diǎn)。本陽(yáng)極體的開發(fā)成功極大地縮短了工程施工周期，同時(shí)有效保證了陰極保護(hù)系統(tǒng)的關(guān)鍵部位―陽(yáng)極地床的施工質(zhì)量。廣泛應(yīng)用于海水、淡水、土壤介質(zhì)中，由于貴金屬氧化物陽(yáng)有其它陽(yáng)極所不具備的優(yōu)點(diǎn)，它已成為目前最為理想和最有前途的輔助陽(yáng)極材料。

深井陽(yáng)極設(shè)計(jì)安裝

深井陽(yáng)極是深度在15米以下的豎直陽(yáng)極。主要用作地表空間狹小或地表土壤電阻率高的場(chǎng)合下的陰極保護(hù)系統(tǒng)陽(yáng)極。采用深井陽(yáng)極的優(yōu)點(diǎn)之一是陽(yáng)極距離被保護(hù)結(jié)構(gòu)有一定距離，使保護(hù)電流的分布更加均勻，另外，也會(huì)減小對(duì)其他埋地金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕干擾。為了便于陽(yáng)極的安裝，保證工程質(zhì)量，近年發(fā)展的混合金屬氧化物陽(yáng)極串得到了廣泛應(yīng)用。本文將對(duì)陽(yáng)極串深井陽(yáng)極的設(shè)計(jì)、選材、安裝進(jìn)行介紹。

     對(duì)于一些比較復(fù)雜管網(wǎng)，或者廠區(qū)的埋置裝置實(shí)施陰極保護(hù)的時(shí)候，最早采取淺埋式陽(yáng)極，陽(yáng)極地床與被保護(hù)金屬的距離一般都在300米以上。使用發(fā)現(xiàn)，只有陽(yáng)極地床的保護(hù)，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。只有靠近陽(yáng)極地床的一面得到有效地保護(hù)，而內(nèi)部管道則無法得到保護(hù)。又將陽(yáng)極地床沿管道布置，是管道得到了保護(hù)，但因占地面積大，影響后期施工，或在施工時(shí)受到破壞，也帶來了極大的維修費(fèi)用。進(jìn)過長(zhǎng)期的積累經(jīng)驗(yàn)，后采取使用深井陽(yáng)極。

1. 陽(yáng)極串及電纜：陽(yáng)極串是將幾支混合金屬氧化物筒狀陽(yáng)極固定在一根陽(yáng)極電纜上，混合金屬氧化物有不消耗、電流輸出大、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。與之相對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極電纜應(yīng)耐侵蝕。陽(yáng)極工作時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氯氣并使陽(yáng)極電纜處于酸性介質(zhì)中。因此，陽(yáng)極電纜的絕緣層要能夠抵抗氯氣的侵蝕。經(jīng)常采用的陽(yáng)極電纜絕緣層為PVDF/HMWPE。截面積一般是8–10mm2。

  2.土壤電阻率土壤電阻率在深井陽(yáng)極設(shè)計(jì)中有很大的影響，它決定陽(yáng)極的用量、陽(yáng)極井的直徑以及深度、電源設(shè)備的功率等。一般將陽(yáng)極位置選在土壤電阻率低、土質(zhì)均勻的地點(diǎn)。電阻率有兩種方式獲得，一是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，二是利用現(xiàn)有的陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行估算。陽(yáng)極的接地電阻一般占系統(tǒng)電阻的85%。如果附近的陰極保護(hù)設(shè)施輸出電壓40V，電流20A，則該系統(tǒng)的電阻為2 歐姆。陽(yáng)極的接地電阻為2x0.85=1.7ohm。據(jù)此，可根據(jù)相應(yīng)陽(yáng)極地床的電阻公式計(jì)算出土壤的電阻率。陽(yáng)極接地電阻將直接影響系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本，一般來講，接地電阻不大于0.5 歐姆。

  3.陽(yáng)極井的尺寸影響陽(yáng)極接地電阻的主要因素是陽(yáng)極井深度?？紤]陽(yáng)極井的直徑時(shí)，應(yīng)充分考慮到排氣管（25mm）、陽(yáng)極以及電纜將占據(jù)相當(dāng)?shù)目臻g。因此，陽(yáng)極井的直徑一般不小于200mm。直徑小于200mm時(shí)，應(yīng)對(duì)陽(yáng)極的安裝進(jìn)行嚴(yán)格控制，輸出電流大時(shí)，應(yīng)增大陽(yáng)極井直徑。

  4.回填料的電流密度陽(yáng)極井的尺寸不是隨意確定的，它將受到一系列因素的影響。其中之一是填料與土壤接觸面上的電流密度。經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于回填料的電流密度要進(jìn)行限制，其原因如下：

  1）陽(yáng)極與土壤之間必須保持一定的濕度，由于電滲透效應(yīng)，陰極保護(hù)電流試圖將水分蒸干，其程度取決于土壤類型以及電流密度。

  2）陽(yáng)極反應(yīng)消耗水分并產(chǎn)生氣體，氣體的積聚或陽(yáng)極表面的干燥都會(huì)增大陽(yáng)極的接地電阻。氣體的產(chǎn)生量直接與電流密度有關(guān)。

  3）在特殊情況下，陽(yáng)極與土壤接觸面的溫度會(huì)升高，這也會(huì)加快水分的蒸發(fā)速度，而溫度又和電流密度、土壤導(dǎo)熱性以及陽(yáng)極尺寸有關(guān)。

  4）建議回填料電流密度按下表選?。?/span>

  土壤類型

  回填料電流密度 (A/m2)

  非常干燥

  1.08

  干燥

  1.61

  半干（在水位線以上）

  2.15

  潮濕（處于地下水位以下）

  3.22

  開放式陽(yáng)極井

  4.95

  填料電流密度確定后，就可以確定陽(yáng)極長(zhǎng)度了。陽(yáng)極長(zhǎng)度只能大于計(jì)算值。

  5.回填料的選擇使用填料的目的是減小陽(yáng)極接地電阻、由于陽(yáng)極反應(yīng)轉(zhuǎn)移到填料上，減小陽(yáng)極的消耗、減少氣阻、保持陽(yáng)極井的形狀。因此，填料應(yīng)具有低電阻率、小粒徑以及高密度是很重要的?；靥盍戏譃閮深悾?，石油焦碳以及冶金焦碳。建議采用石油焦碳，它是高溫?zé)瞥傻?，具有良好的?dǎo)電性和均勻性。建議將焦碳回填料用泵從陽(yáng)極井底部打入井中。

  回填料的指標(biāo)：

  電阻率

  10 ohm.cm max

  粒徑

  通過 200– 20 號(hào)篩

  含碳量

  90% min

  密度

  1120kg/m3

  貴金屬氧化物陽(yáng)極-深井陽(yáng)極

采用低電阻率填料將減少陽(yáng)極用量，在同一地質(zhì)條件以及陽(yáng)極井尺寸情況下，填料電阻率低，陽(yáng)極間距增大，填料電阻率高，陽(yáng)極間距減小。盡管廠家聲稱的填料電阻率會(huì)很低，但考慮到實(shí)際安裝陽(yáng)極時(shí)，陽(yáng)極的密實(shí)程度、水含量等不確定因素，設(shè)計(jì)時(shí)，填料電阻率最小取2.0ohm.cm。填料顆粒是球形，這種形狀易于回填和壓實(shí)。另外，為了補(bǔ)充陽(yáng)極工作時(shí)對(duì)填料的消耗，填料長(zhǎng)度一般要低于最下面的陽(yáng)極3 米，高于最上面的陽(yáng)極3米。

  6.排氣管采用排氣管的目的除了排除氣體，減小氣阻外，它還可以用來散發(fā)熱量、回注水。安裝陽(yáng)極時(shí)，可以利用排氣管輔助陽(yáng)極安裝。排氣管上的小孔或狹縫要小于填料粒徑以防止被填料或淤泥堵塞。推薦排氣管直徑為25mm，填料柱以上的排氣管沒有鉆孔或狹縫。

  7.定位器使用定位器的目的是保證陽(yáng)極處于填料的中心部位。填料密實(shí)以及陽(yáng)極工作后，定位器將很快腐蝕掉。一般一根陽(yáng)極安裝兩個(gè)定位器。

  8.陽(yáng)極串配重

  為了使陽(yáng)極串順利的下降到陽(yáng)極井的底部，在陽(yáng)極串底部要連接一個(gè)重物，通常是混凝土重塊，重量在5–7公斤之間。將此重物用塑料繩與陽(yáng)極串底部連接，距離底部陽(yáng)極下端3米。當(dāng)采用復(fù)式陽(yáng)極電纜時(shí)，重塊與陽(yáng)極電纜折彎處連接，距離底部陽(yáng)極下端3–4米。吧女干部還沒呢鋼化膜極化沒回家符合規(guī)定采購(gòu)還沒很尬發(fā)給你過年好發(fā)過火拿不拿吧

  9.套管套管不僅為陽(yáng)極井提供支撐作用，方便陽(yáng)極串安裝，同時(shí)可以限制陰極保護(hù)電流從近地表釋放。套管的長(zhǎng)度、材質(zhì)、高出地表的距離都取決于陽(yáng)極井類型以及土質(zhì)條件。

  10.不導(dǎo)電填料采用不導(dǎo)電填料的目的是減小陰極保護(hù)電流在近地表處釋放。通常用礫石、粗砂回填陽(yáng)極柱上方的陽(yáng)極井。

  11.電源設(shè)備計(jì)算出陽(yáng)極的接地電阻后，就可以根據(jù)保護(hù)電流確定整流器的功率。需要注意的是陽(yáng)極接地電阻一般只占整個(gè)陰極保護(hù)系統(tǒng)電阻的85%。處于焦碳回填料中的陽(yáng)有2 伏的反電動(dòng)勢(shì)。選取設(shè)備容量時(shí)，還要予留15%的裕量。當(dāng)幾個(gè)陽(yáng)極井共用一臺(tái)整流設(shè)備時(shí)，要經(jīng)過可調(diào)電阻將陽(yáng)極電纜與設(shè)備連接。

  12.陽(yáng)極的安裝

  1）安裝套管：打完陽(yáng)極井后，首先安裝6米的塑料套管。該套管位于陽(yáng)極井頂部，其直徑要比陽(yáng)極井大5–6厘米。建議將此套管留在陽(yáng)極井中。

  2）井下試驗(yàn)：建議進(jìn)行陽(yáng)極井沿深度方向的電阻測(cè)試，以確定陽(yáng)極安放位置，從而減小接地電阻。測(cè)量時(shí)，將陽(yáng)極井充滿水，測(cè)量輔助陽(yáng)極與被保護(hù)結(jié)構(gòu)之間的電阻。

  3）陽(yáng)極井清理：用清水將泥漿置換出。喜歡你復(fù)活甲你還要你啊是不太好已提交昆塔斯容納方然收納 發(fā)的敢怒敢言還讓我深圳吧

  4）安裝陽(yáng)極：將排氣管平放在地面上，將其底部封住。將陽(yáng)極串靠近排氣管平放，排氣管的下端部超出底部陽(yáng)極下端0.5米。

  5）用塑料繩將配重塊連接到最下部的陽(yáng)極，距離陽(yáng)極下端部3米。對(duì)于復(fù)式電纜的陽(yáng)極串，配重塊連接到電纜上，距離底部陽(yáng)極下端3.5米。

  6）將陽(yáng)極串、排氣管、電纜固定在一起。此時(shí)，在陽(yáng)極上安裝定位器。陽(yáng)極電纜每隔2米用膠帶與排氣管固定一次。固定陽(yáng)極時(shí)，陽(yáng)極距離排氣管的距離為5–7厘米。

  7）將填料注入管下放到陽(yáng)極井底部，或在安放陽(yáng)極串的同時(shí)下放注料管。下放陽(yáng)極串/排氣管。陽(yáng)極串定位后，迅速固定好陽(yáng)極電纜。

  8）用泵將填料打入陽(yáng)極井，此操作一旦開始，中途將不能停止，直到填料填充完畢。從陽(yáng)極井的底部注入填料，將避免產(chǎn)生孔隙、填壓不實(shí)等問題出現(xiàn)。用粗砂或礫石將填料上部的空間填滿。

  9）高出地表的套管要加蓋帽，蓋帽下面的套管部分要鉆出很多直徑6.35mm的小孔，以利于氣體排放。

10）排氣管上端要加蓋濾帽，防止昆蟲進(jìn)入。

深井陽(yáng)極是深井陰極保護(hù)技術(shù)的重要組成部分，是保護(hù)電流的發(fā)散單位；深井的鉆建質(zhì)量及陽(yáng)極的安裝質(zhì)量直接影響著整個(gè)油田區(qū)域性陰極保護(hù)的保護(hù)效果。為了保證鉆井質(zhì)量及陽(yáng)極安裝質(zhì)量，特編制以下施工說明及要求。

  施工說明及要求：

  1、陽(yáng)極井

  （1）陽(yáng)極井鉆機(jī)：能夠吊動(dòng)兩噸重量的物體；或與其相匹配的鉆井；同時(shí)必須保證鉆機(jī)的正常運(yùn)行工作。

  （2）井架與井座：必須與地面保持垂直，不得傾斜，井座一定要牢固，吊裝陽(yáng)極體井架升起的高度不得小于8米并與地面垂直。同時(shí)，載重量不得小于2燉。井徑：先用450mm的鉆桿鉆深5m，取出鉆桿后加裝護(hù)井鋼套管（450*4*5000）后，再換用350mm的鉆桿鉆至圖紙所要求的深度，并且在鉆井的過程中要不斷加膨潤(rùn)土和用黃泥固井，防止井塌，同時(shí)，鉆井的工程中井徑必須一致，井必須和地面保持垂直，嚴(yán)禁出現(xiàn)喇叭口或縮井現(xiàn)象。井鉆好后，井內(nèi)必須充滿水，以保養(yǎng)井，原則上，不得超過1小時(shí)；并檢測(cè)井是否達(dá)到設(shè)計(jì)的規(guī)定要求。

  2、分段預(yù)制式陽(yáng)極體的組合裝配

  現(xiàn)場(chǎng)焊接分段預(yù)制式陽(yáng)極體，保證陽(yáng)極體中心線重合并垂直。在吊裝焊接時(shí)，第一組陽(yáng)極引線從第二組陽(yáng)極排氣管中穿出，這時(shí)，可焊接一、二組陽(yáng)極體，焊接時(shí)，273夾板必須夾緊陽(yáng)極體，以免陽(yáng)極體掉進(jìn)井內(nèi)；焊接第三組陽(yáng)極體時(shí)，第一、二組陽(yáng)極引線從第三組陽(yáng)極排氣管中穿出。三根陽(yáng)極引線捆綁在一起，準(zhǔn)備安裝排氣管；在焊接過程中，焊接必須緊固、牢靠，必須焊接兩遍，并不得出現(xiàn)氣孔、加渣；裝配焊接好一段，下井一段，裝配焊接是在吊裝下井過程中進(jìn)行的。焊接陽(yáng)極體的焊接人員必須持有焊接等級(jí)證書，同時(shí)必須保證焊接設(shè)備運(yùn)行正常及焊接工具齊全。

  3、組合裝配式陽(yáng)極體整體吊裝下井

  陽(yáng)極體必須吊裝在陽(yáng)極井中的中央部位，在三組陽(yáng)極體吊裝組和裝配完后整體下井，咋都給你會(huì)給你孤鴻寡鵠怒號(hào)光明那個(gè)號(hào)碼掛號(hào)費(fèi)那個(gè)號(hào)你剛剛用12的鋼絲繩一頭穿過陽(yáng)極體兩邊的吊環(huán)用鋼絲卡卡緊。另一頭連接到卷?yè)P(yáng)機(jī)上開始慢慢下放，辺下方邊安裝排氣管，下方同時(shí)將陽(yáng)極體上的排氣孔捅開，安裝排氣管時(shí)，陽(yáng)極引線電纜從排氣管中穿插時(shí)，不要將陽(yáng)極引線電纜外的保護(hù)皮磨破，同時(shí)排氣管必須和陽(yáng)極體上的排氣管接頭連接好并保持垂直。在吊裝陽(yáng)極體和安裝排氣管時(shí)，必須由足夠的人員，不得少于10人。

  4、用礫石填井

  陽(yáng)極體吊裝下井安裝及碳素填料填完后，往深井中填入礫石，填至井下0.5米處。填井時(shí)，排氣管保持在陽(yáng)極井中的中央部位，注意不要將礫石填到排氣管里，以免把排氣管堵住，必須把礫石碾壓平實(shí)。礫石粒徑為：20mm-40mm。

  5、陽(yáng)極引線電纜與陽(yáng)極主電纜的連接

  三根陽(yáng)極引線電纜依次接入接線盒接線柱上，要保證牢固、無松脫。陽(yáng)極主電纜從接線盒中引出。陽(yáng)極主電纜和陽(yáng)極引線電纜用250*50*8的接線銅排連接。接線銅排上安裝四個(gè)接線柱（引線三個(gè)，主電纜一個(gè)）。陽(yáng)極主電纜穿過井臺(tái)上的陽(yáng)極主電纜預(yù)留空時(shí)，外加防護(hù)套管。

  6、修建井臺(tái)

  井臺(tái)基礎(chǔ)為0.3m厚的礫石層，夯實(shí)。在礫石層上用普通紅磚、水泥砌筑成圓柱形：外徑2.8m，內(nèi)徑1.2m。距地面0.15m處，井臺(tái)砌筑成方柱形，長(zhǎng)寬各1.5m，高0.65m,內(nèi)徑為0.7m.砌筑井臺(tái)時(shí)預(yù)留陽(yáng)極主電纜孔，孔徑80mm。井臺(tái)內(nèi)壁用水泥抹平，厚10mm。井臺(tái)基礎(chǔ)及井臺(tái)總高度為：1.6m，井臺(tái)內(nèi)腔形狀為梨形，井臺(tái)高出地面0.5m。水泥選用20#，磚選用普通紅磚，礫石粒徑：20-40mm。

  7、安裝井座、井蓋

  按照“陽(yáng)極井井座、井蓋結(jié)構(gòu)圖”中的尺寸和工藝要求，在工廠中定制井座、井蓋。將井座放置在井臺(tái)上。井座中心與井口圓心對(duì)齊。井座周圍用磚、水泥漿加固，使之與井臺(tái)連接為一體。井座中心與井口圓心對(duì)齊。井座周圍用磚、水泥漿加固，使之與井臺(tái)連為一體。還要用木板維護(hù)至固化、干燥。井座、井蓋均選用灰口鑄鐵HT15-32制造并加瀝青防腐。水泥選用20#

西氣東輸管道工程全線采用強(qiáng)制電流陰極保護(hù)方案，沿線陰極保護(hù)站的設(shè)置分布是根據(jù)陰極保護(hù)工藝計(jì)算確定的保護(hù)半徑、工藝站場(chǎng)和線路閥室的位置、經(jīng)濟(jì)可靠的交流電源、日常管理、數(shù)據(jù)傳輸、檢修和維護(hù)的方便性等諸項(xiàng)因素后，本著盡可能將陰極保護(hù)站與工藝站場(chǎng)合建的原則；同時(shí)綜合考慮了工程建設(shè)周期的需要；設(shè)置陰極保護(hù)站處深井陽(yáng)極地床的具體環(huán)境條件等因素后，確定應(yīng)在某壓氣站設(shè)置一座陰極保護(hù)站。某壓氣站作為需先期建設(shè)向上海供氣的東段管線的起點(diǎn)，在此建陰極保護(hù)站讓強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)盡早投運(yùn)是合理的。