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长输管道用浅埋式高硅铸铁阳极体

长输管道用浅埋式高硅铸铁阳极体
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更新时间:2018-07-13 11:54
所属类别:冶金、矿产 » 金属网 » 其他金属网
MIP版:长输管道用浅埋式高硅铸铁阳极体

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长输管道用浅埋式高硅铸铁阳极体Shallow buried high - silicon cast iron anode for long - distance pipeline

深井阳极是深度在 15 米以下的竖直阳极。主要用作地表空间狭小或地表土壤电阻率高

的场合下的阴极保护系统阳极。采用深井阳极的优点之一是阳极距离被保护结构有一定距

离,使保护电流的分布更加均匀,另外,也会减小对其他埋地金属结构的腐蚀干扰。为了便

于阳极的安装,保证

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工程质量,近年发展的混合金属氧化物阳极串得到了广泛应用。本文将

对阳极串深井阳极的设计、选材、安装进行介绍。

1. 阳极串及电缆:

阳极串是将几支混合金属氧化物筒状阳极固定在一根阳极电缆上, 混合金属氧化物阳极

具有不消耗、电流输出大、体积小、重量轻的优点。与之相对应的阳极电缆应耐侵蚀。阳极

工作时,阳极反应会产生氯气并使阳极电缆处于酸性介质中。因此,阳极电缆的绝缘层要能

够抵抗氯气的侵蚀。经常采用的阳极电缆绝缘层为 PVDF/HMWPE。截面积一般是 8 – 10mm2。

2. 土壤电阻率

土壤电阻率在深井阳极设计中有很大的影响,它决定阳极的用量、阳极井的直径以及深

度、电源设备的功率等。一般将阳极位置选在土壤电阻率低、土质均匀的地点。电阻率有两

种方式获得,一是现场

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测试,二是利用现有的阴极保护系统进行估算。阳极的接地电阻一般

占系统电阻的 85%。 如果附近的阴极保护设施输出电压 40V, 电流 20A,则该系统的电

阻为 2 欧姆。阳极的接地电阻为 2x 0.85 = 1.7 ohm。 据此,可根据相应阳极地床的电阻公

式计算出土壤的电阻率。阳极接地电阻将直接影响系统的运营成本,一般来讲,接地电阻不

大于 0.5 欧姆。

3. 阳极井的尺寸

长输管道用浅埋式高硅铸铁阳极体Shallow buried high - silicon cast iron anode for long - distance pipeline

影响阳极接地电阻的主要因素是阳极井深度。考虑阳极井的直径时,应充分考虑到排气

管(25mm)、阳极以及电缆将占据相当的空间。因此,阳极井的直径一般不小于 200mm。

直径小于 200m

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m 时,应对阳极的安装进行严格控制,输出电流大时,应增大阳极井直径。

4. 回填料的电流密度

阳极井的尺寸不是随意确定的,它将受到一系列因素的影响。其中之一是填料与土壤接

触面上的电流密度。经验表明,对于回填料的电流密度要进行限制,其原因如下:

1)阳极与土壤之间必 tt20985553展,向质量要效益。 

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须保持一定的湿度,由于电渗透效应,阴极保护电流试图将水分

蒸干,其程度取决于土壤类型以及电流密度。

2)阳极反应消耗水分并产生气体,气体的积聚或阳极表面的干燥都会增大阳极的接地

电阻。气体的产生量直接与电流密度有关 

3)在特殊情况下,阳极与土壤接触面的温度会升高,这也会加快水分的蒸发速度,而

温度又和电流密度、土壤导热性以及阳极尺寸有关。

4)建议回填料电流密度按下表选取:

长输管道用浅埋式高硅铸铁阳极体Shallow buried high - silicon cast iron anode for long - distance pipeline

土壤类型 回填料电流密度 (mA/m2)

非常干燥 1.08

干燥 1.

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61

半干 (在水位线以上) 2.15

潮湿 (处于地下水位以下) 3.22

开放式阳极井 4.95


填料电流密度确定后,就可以确定阳极长度了。阳极长度只能大于计算值。

5. 回填料的选择

使用填料的目

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的是减小阳极接地电阻、由于阳极反应转移到填料上,减小阳极的消耗、

减少气阻、保持阳极

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井的形状。因此,填料应具有低电阻率、小粒径以及高密度是很重要的。

回填料分为两类,即,石油焦碳以及冶金焦碳。建议采用石油焦碳,它是高温烧制成的,具

有良好的导电性和均匀性。建议将焦碳回填料用泵从阳极井底部打入井中。


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