【電氣工程】陰極保護(hù)的基本知識(shí).doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除天馬行空官方博客：/tmxk_docin ；QQ:1318241189；QQ群：175569632陰極保護(hù)的基本知識(shí)陰極保護(hù)是基于電化學(xué)腐蝕原理的一種防腐蝕手段。 陰極保護(hù)是基于電化學(xué)腐蝕原理的一種防腐蝕手段。美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)（NACE）對(duì)陰極保護(hù)的定義是：通過(guò)施加外加的電動(dòng)勢(shì)把電極的腐蝕電位移向氧化性較低的電位而使腐蝕速率降低。犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)就是在金屬構(gòu)筑物上連接或焊接電位較負(fù)的金屬,如鋁、鋅或鎂。陽(yáng)極材料不斷消耗,釋放出的電流供給被保護(hù)金屬構(gòu)筑物而陰極極化，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)。外加電流陰極保護(hù)是通過(guò)外加直流電源向被保護(hù)金屬通以陰極電流，使之陰極極化。該方式主要用于保護(hù)大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結(jié)構(gòu)。 保護(hù)電位是指陰極保護(hù)時(shí)使金屬腐蝕停止（或可忽略）時(shí)所需的電位。實(shí)踐中，鋼鐵的保護(hù)電位常取-0.85V（CSE），也就是說(shuō)，當(dāng)金屬處于比-0.85V（CSE）更負(fù)的電位時(shí)，該金屬就受到了保護(hù)，腐蝕可以忽略。 陰極保護(hù)是一種控制鋼質(zhì)儲(chǔ)罐和管道腐蝕的有效方法，它有效彌補(bǔ)了涂層缺陷而引起的腐蝕，能大大延長(zhǎng)儲(chǔ)罐和管道的使用壽命。根據(jù)美國(guó)一家陰極保護(hù)工程公司提供的資料，從經(jīng)濟(jì)上考慮，陰極保護(hù)是鋼質(zhì)儲(chǔ)罐防腐蝕的最經(jīng)濟(jì)的手段之一。 網(wǎng)狀陽(yáng)極陰極保護(hù)方法 網(wǎng)狀陽(yáng)極陰極保護(hù)方法是目前國(guó)際上流行且成熟的針對(duì)新建儲(chǔ)罐罐底外壁的一種有效的陰極保護(hù)新方法，在國(guó)際和國(guó)內(nèi)都得到了廣泛應(yīng)用。網(wǎng)狀陽(yáng)極是混合金屬氧化物帶狀陽(yáng)極與鈦金屬連接片交叉焊接組成的外加電流陰極保護(hù)輔助陽(yáng)極。陽(yáng)極網(wǎng)預(yù)鋪設(shè)在儲(chǔ)罐基礎(chǔ)中，為儲(chǔ)罐底板提供保護(hù)電流。 網(wǎng)狀陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)較其它陰極保護(hù)方法具有如下優(yōu)點(diǎn)： 1) 電流分布均勻，輸出可調(diào)，保證儲(chǔ)罐充分保護(hù)。 2) 基本不產(chǎn)生雜散電流，不會(huì)對(duì)其它結(jié)構(gòu)造成腐蝕干擾。 3) 不需回填料，安裝簡(jiǎn)單，質(zhì)量容易保證。 4) 儲(chǔ)罐與管道之間不需要絕緣，不需對(duì)電氣以及防雷接地系統(tǒng)作任何改造。 5) 不易受今后工程施工的損壞，使用壽命長(zhǎng)。 6) 埋設(shè)深度淺，尤其適宜回填層比較薄的建在巖石上的儲(chǔ)罐。 7) 性價(jià)比高，造價(jià)僅為目前鎂帶犧牲陽(yáng)極的1倍；雖然長(zhǎng)期由恒電位儀提供電流，但其可靠性，壽命和綜合經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)高于犧牲陽(yáng)極； 深井陽(yáng)極陰極保護(hù) 深井陽(yáng)極陰極保護(hù)是近年來(lái)興起的一種陰極保護(hù)方法，采用的陽(yáng)極與淺埋基本相同，但施工較淺埋陽(yáng)極復(fù)雜得多，且一次性投資比較高，調(diào)試比較麻煩?，F(xiàn)場(chǎng)是否適合采用深井保護(hù)還需考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況、地層結(jié)構(gòu)以及周圍金屬構(gòu)筑物的分布情況。但從其保護(hù)效果及投資來(lái)說(shuō)，推薦在需要對(duì)整個(gè)大型罐區(qū)和埋地管網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)時(shí)采用。深井陽(yáng)極也可用于保護(hù)長(zhǎng)輸管道，但由于現(xiàn)場(chǎng)施工復(fù)雜等原因，一般很少采用。 柔性陽(yáng)極產(chǎn)品 柔性陽(yáng)極亦稱纜形陽(yáng)極，是一種新型陽(yáng)極，早期主要是為解決覆蓋層老化的老齡管道的陰極保護(hù)問(wèn)題而研制開(kāi)發(fā)，目前已廣泛應(yīng)用于新建和已建管道及儲(chǔ)罐的保護(hù)。 該陽(yáng)極的基本結(jié)構(gòu)為銅芯外面包裹導(dǎo)電聚合物及耐酸堿編織層，然后經(jīng)過(guò)特殊的工藝處理，使之具有耐熱、抗老化的性能，在允許在工作電流范圍內(nèi)，其工作壽命預(yù)期可達(dá)40年以上。這種結(jié)構(gòu)，銅芯確保了縱向低電阻，可以把電流傳到很遠(yuǎn)；而且導(dǎo)電聚合物確保了橫向有一較高電阻接地，使銅芯中的電流只能慢慢地“滴入”地中。柔性陽(yáng)極產(chǎn)品和常規(guī)輔助陽(yáng)極相比，柔性陽(yáng)極在下列領(lǐng)域具有優(yōu)越性： 覆蓋層老化的舊管道； 錯(cuò)綜復(fù)雜的管網(wǎng)； 儲(chǔ)罐罐底外壁； 長(zhǎng)距離、小間距平行的管道； 高電阻率環(huán)境。 埋地鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù) 埋地鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù) 埋地金屬構(gòu)筑物的種類繁多，包括輸送各種流體的金屬管道、管網(wǎng)，也包括各種各樣的金屬儲(chǔ)罐，以及各種避雷接地裝置（網(wǎng)）等等。這些金屬構(gòu)筑物直接或通過(guò)防腐層間接與土壤接觸。土壤是由固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三相物質(zhì)所組成的復(fù)雜的混合體系，它的結(jié)構(gòu)、成分以及其它環(huán)境因素的相互作用，使得土壤腐蝕性比其他介質(zhì)更為復(fù)雜。土壤酸堿性、細(xì)菌類型及含量、無(wú)機(jī)鹽離子類型及含量、雜散電流大小及方向等是影響其腐蝕性能的重要因素，有時(shí)土壤的這種腐蝕是很嚴(yán)重的?？傮w上講，土壤腐蝕會(huì)不同程度降低金屬構(gòu)筑物的使用壽命。而且，由于不同條件下金屬構(gòu)筑物會(huì)發(fā)生不均勻腐蝕，對(duì)管道而言會(huì)造成局部穿孔，更是大大影響了整條管道的使用壽命。因此對(duì)埋地金屬構(gòu)筑物進(jìn)行有效的保護(hù)是十分必要的，現(xiàn)有解決方案一般采用外涂層與陰極保護(hù)聯(lián)合使用的方法。陰極保護(hù)分為犧牲陽(yáng)極保護(hù)和強(qiáng)制電流保護(hù)兩種方法，以下對(duì)兩種方法分別進(jìn)行介紹。 1犧牲陽(yáng)極法 將被保護(hù)金屬和一種可以提供陰極保護(hù)電流的金屬和合金（即犧牲陽(yáng)極）相連，使被保護(hù)體極化以降低速率的方法。 在被保護(hù)金屬與犧牲陽(yáng)極所形成的大地電池中，被保護(hù)金屬體為陰極，犧牲陽(yáng)極的電位往往負(fù)于被保護(hù)金屬體的電位，在保護(hù)電池中是陽(yáng)極，被腐蝕消耗，故此稱之為“犧牲”陽(yáng)極。通常用作犧牲陽(yáng)極的材料有鎂和鎂合金、鋅合金、鋁合金等。鎂陽(yáng)極適用于淡水和土壤電阻率較高的土壤中，鋅陽(yáng)極大多用于土壤電阻率較低的土壤和海水中，鋁陽(yáng)極主要應(yīng)用在海水、海泥以及原油儲(chǔ)罐污水介質(zhì)中。 犧牲陽(yáng)極保護(hù)法的主要特點(diǎn)是： (1) 適用范圍廣，尤其是中短距離和復(fù)雜的管網(wǎng) (2) 陽(yáng)極輸出電流小，發(fā)生陰極剝離的可能性小 (3) 隨管道安裝一起施工時(shí)，工程量較小 (4) 運(yùn)行期間，維護(hù)工作簡(jiǎn)單。 (5) 陽(yáng)極輸出電流不能調(diào)節(jié)，可控性較小。 2. 強(qiáng)制電流保護(hù)法 將被保護(hù)金屬與外加電流負(fù)極相連，由外部電源提供保護(hù)電流，以降低腐蝕速率的方法。外部電源通過(guò)埋地的輔助陽(yáng)極將保護(hù)電流引入地下，通過(guò)土壤提供給被保護(hù)金屬，被保護(hù)金屬在大地電池中仍為陰極，其表面只發(fā)生還原反應(yīng)，不會(huì)再發(fā)生金屬離子的氧化反應(yīng)，使腐蝕受到抑制。強(qiáng)制電流保護(hù)法的主要設(shè)備有，恒電位儀、輔助陽(yáng)極、參比電極。 強(qiáng)制電流保護(hù)法的主要特點(diǎn)是： (1) 適用于長(zhǎng)輸管線和區(qū)域性管網(wǎng)的保護(hù) (2) 輸出電流大，一次性投資相對(duì)較小 (3) 安裝工程量較小，可對(duì)舊管道補(bǔ)加陰極保護(hù) (4) 運(yùn)行期間需要專業(yè)人員維護(hù) (5) 容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控 3.強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)組成 * 陽(yáng)極地床 陽(yáng)極地床一般分為淺埋陽(yáng)極地床和深井陽(yáng)極地床兩種。 * 陰極保護(hù)控制系統(tǒng) 陰極保護(hù)的控制系統(tǒng)由恒電位儀、控制箱、陽(yáng)極地床、陰極通電點(diǎn)組成 * 陽(yáng)極地床通過(guò)匯流電纜與恒電位儀陽(yáng)極接點(diǎn)相連。陰極通電點(diǎn)設(shè)置兩根陰極電纜和兩支電位控制用長(zhǎng)壽命固體硫酸銅參比電極。 * 陰極保護(hù)檢測(cè)系統(tǒng) 陰極保護(hù)檢測(cè)系統(tǒng)由恒電位儀和管線測(cè)試樁組成，恒電位儀可以自動(dòng)測(cè)量通電點(diǎn)的電位、恒電位儀的工作電位和輸出電流；管線測(cè)試樁可檢測(cè)管道的保護(hù)電位和犧牲陽(yáng)極的工作電位、輸出電流、開(kāi)路電位。 * 陰極保護(hù)排流系統(tǒng) 雜散電流干擾強(qiáng)烈的地區(qū)的管道應(yīng)采取排流保護(hù)。在長(zhǎng)輸管道與高壓輸電線路平行段或者與電氣化鐵路交叉平行段必須根據(jù)雜散電流影響的大小設(shè)置排流陽(yáng)極組。 * 臨時(shí)保護(hù)系統(tǒng) 按照陰極保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，如果管道的施工期超過(guò)6個(gè)月，此管道應(yīng)該設(shè)置臨時(shí)陰極保護(hù)系統(tǒng)，來(lái)避免外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)投用前管道受到土壤的腐蝕。 * 陰極保護(hù)絕緣與電連接系統(tǒng) 為保障陰極保護(hù)電流不泄漏到非保護(hù)的金屬部分，在長(zhǎng)輸管道兩端設(shè)置絕緣接頭。 * 套管中管道的陰極保護(hù) 當(dāng)管道穿越公路、鐵路時(shí)，需要加鋼質(zhì)套管。為了保證套管中管道在設(shè)計(jì)壽命年限之內(nèi)不受腐蝕，必須采用鐲式鋅陽(yáng)或鋅帶極進(jìn)行陰極保護(hù)。 犧牲陽(yáng)極 在腐蝕介質(zhì)中，當(dāng)犧牲陽(yáng)極與保護(hù)體形成電性連接后，靠陽(yáng)極自身的溶解提供陰極保護(hù)電流，作為犧牲陽(yáng)極的材料一般具備以下幾個(gè)條件： 1 具有足夠負(fù)的電位，且很穩(wěn)定。 2 工作中陽(yáng)極極化率小，溶解均勻，產(chǎn)物可自動(dòng)脫落。 3 有較高的電流效率。 4 電化學(xué)當(dāng)量高。 5 腐蝕產(chǎn)物無(wú)毒，不污染環(huán)境。 6 價(jià)格便宜，來(lái)源方便。 目前較常用的犧牲陽(yáng)極材料有鋅基、鋁基和鎂基合金陽(yáng)極，其材料成分和電化學(xué)性能不同，應(yīng)用環(huán)境也有所不同。 外加電流陰極保護(hù)產(chǎn)品 外加電流陰極保護(hù)產(chǎn)品 外加電流陰極保護(hù)法，是通過(guò)外加電源來(lái)提供所需的保護(hù)電流。將被保護(hù)的金屬作陰極，選用特定材料作為輔助陽(yáng)極，從而使被保護(hù)金屬受到保護(hù)的方法。 外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)由如下幾部分組成： 直流電源， 輔助陽(yáng)極， 參比電極。此外，為使陽(yáng)極輸出的保護(hù)電流更均勻，避免陽(yáng)極附近結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生過(guò)保護(hù)，有時(shí)在陽(yáng)極周圍還須涂刷陽(yáng)極屏蔽層。為使船舶的軸及推進(jìn)器等轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)獲得良好的保護(hù)，應(yīng)加裝軸接地裝置。 直流電源 在外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)中，需要有一個(gè)穩(wěn)定的直流電源，以提供保護(hù)電流。目前，廣泛使用的有整流器和恒電位儀兩種。一般，當(dāng)被保護(hù)的結(jié)構(gòu)物所處的工況條件（如浸水面積、水質(zhì)等）基本不變或變化很小時(shí)，可以采用手動(dòng)控制的整流器；但當(dāng)結(jié)構(gòu)物所處的工況條件經(jīng)常變化時(shí)，則應(yīng)采用自動(dòng)控制的恒電位儀，以使結(jié)構(gòu)物電位總處在最佳保護(hù)范圍內(nèi)。 在工程中廣泛使用的恒電位儀主要有三類：可控硅恒電位儀、磁飽和恒電位儀和晶體管恒電位儀?？煽毓韬汶娢粌x功率較大、體積較小，但過(guò)載能力不強(qiáng)。磁飽和恒電位儀緊固耐用，過(guò)載能力強(qiáng)，但體積比較大，加工工藝也比較復(fù)雜。晶體管恒電位儀輸出平穩(wěn)、無(wú)噪聲、控制精度較高，但線路較復(fù)雜。 輔助陽(yáng)極 輔助陽(yáng)極的作用是將直流電源輸出的直流電流由介質(zhì)傳遞到被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)上?？勺鬏o助陽(yáng)極的材料有很多，如廢鋼鐵、石墨、鉛銀合金、高硅鑄鐵、鍍鉑鈦、包鉑鈮以及混合金屬氧化物電極等。這些材料各有其特點(diǎn)，適用于不同的場(chǎng)合。 我所在輔助陽(yáng)極材料研究與開(kāi)發(fā)方面做了很多工作，開(kāi)發(fā)的鉑鈮陽(yáng)極等具有體積小、排流量大、使用壽命長(zhǎng)、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。已廣泛應(yīng)用于船舶、鋼樁碼頭、循環(huán)水泵、冷凝器及海水管道的保護(hù)中。 參比電極 參比電極的作用有兩個(gè)：一方面用于測(cè)量被保護(hù)結(jié)構(gòu)物的電位，監(jiān)測(cè)保護(hù)效果；另一方面，為自動(dòng)控制的恒電位儀提供控制信號(hào)，以調(diào)節(jié)輸出電流，使結(jié)構(gòu)物總處于良好的保護(hù)狀態(tài)。在工程中，常用的參比電極有銅/飽和硫酸銅、銀/鹵化銀及鋅參比電極等，這些參比電極各具特點(diǎn)，適用于不同的場(chǎng)合。我所研制的埋地管線陰極保護(hù)用長(zhǎng)壽命銅/硫酸銅參比電極，因具有性能穩(wěn)定可靠、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛使用。為保證外加電流系統(tǒng)的控制和檢測(cè)，我所研制了海水Ag/AgCl和高純鋅復(fù)合參比電極。 城市埋地煤氣管道的陰極保護(hù)方法 埋在土壤中的金屬管道由于各種原因管道表面將出現(xiàn)陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)，并在陽(yáng)極區(qū)發(fā)生局部腐蝕。陰極保護(hù)就是利用外加手段迫使電解質(zhì)中被保護(hù)金屬表面都成為陰極，以達(dá)到抑制腐蝕的目的。使用陰極保護(hù)時(shí)，被保護(hù)的金屬管道應(yīng)有良好的防腐絕緣層，以降低陰極保護(hù)的費(fèi)用。陰極保護(hù)技術(shù)根據(jù)保護(hù)電流的供給方式，可分為犧牲陽(yáng)極法和強(qiáng)制電流法兩種保護(hù)方法。采用犧牲陽(yáng)極法的主要優(yōu)點(diǎn)有：無(wú)需外部電源、對(duì)外界干擾少、安裝維護(hù)費(fèi)用低、無(wú)需征地或占用其他建構(gòu)筑物、保護(hù)電流利用率高等，因此特別適合于城市范圍內(nèi)的埋地鋼管腐蝕。而我公司輸配管網(wǎng)絕大部分均埋設(shè)在市區(qū)范圍，因此我公司予以推薦。另方面，強(qiáng)制電流法則有：保護(hù)范圍大、適合范圍廣、激勵(lì)電勢(shì)及輸出電流高、綜合費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，故適合用于長(zhǎng)輸管線或市郊管線的防腐。如應(yīng)用于市區(qū)范圍內(nèi)時(shí)，則由于其會(huì)產(chǎn)生干擾電流而影響其他管線及建筑物，且還需要征地或占用建筑物，因此在實(shí)施時(shí)會(huì)帶來(lái)較大的困難。因此，城市埋地煤氣管道防腐的陰極保護(hù)宜用犧牲陽(yáng)極法。當(dāng)條件許可時(shí)，也可采用強(qiáng)制流保護(hù)法。目前，在我公司城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)中，已全面采用犧牲陽(yáng)極法來(lái)進(jìn)行管道防腐。 廣州埋地燃?xì)夤艿狸帢O保護(hù)的設(shè)計(jì)與施工 3.1 犧牲陽(yáng)極選用及布點(diǎn)的技術(shù)要求 （1）電防護(hù)法在選用時(shí)應(yīng)符合以下要求 a）鋅陽(yáng)極不得使用在土壤電阻率20Om的場(chǎng)合； b）鎂陽(yáng)極不宜使用在土壤電阻車100m的場(chǎng)合； c）外加電流陰極保護(hù)法在選用時(shí)不受土壤電阻率的限制。 （2）采用犧牲陽(yáng)極法時(shí)，選用陽(yáng)極的保護(hù)效果應(yīng)符合以下要求： a）對(duì)地電位應(yīng)達(dá)到-0.85V或更負(fù)； b）通電時(shí)，陰極電位較自然電位向負(fù)方向變化值應(yīng)大于300mV； c）當(dāng)土壤或水中含有硫酸鹽還原菌，且硫酸根含量大于0.5時(shí)，通電后，對(duì)地電位應(yīng)達(dá)到-0.95V或更負(fù)。 （3）在犧牲陽(yáng)極法中的鎂陽(yáng)極選用時(shí)，必需按照表1來(lái)進(jìn)行選取。 （4）犧牲陽(yáng)極在埋設(shè)時(shí)，與保護(hù)的燃?xì)夤艿赖木嚯x不宜小于0.3m，也不宜大于7m，埋設(shè)深度不宜小于1m，且直埋設(shè)在潮濕的土壤中。埋設(shè)形式可采用立式或臥式。在陽(yáng)極與保護(hù)管道之間，嚴(yán)禁設(shè)置其他金屬構(gòu)筑物。 （5）犧牲陽(yáng)極檢測(cè)樁、檢測(cè)頭在設(shè)置時(shí)應(yīng)符合下列要求： a）檢測(cè)樁、檢測(cè)頭宜設(shè)置在燃?xì)庵鞲晒苎鼐€； b）宜每5組犧牲陽(yáng)極或至少1Km設(shè)置1個(gè)檢測(cè)樁； c）檢測(cè)樁應(yīng)設(shè)置在犧牲陽(yáng)極附近，且宜安裝在管道沿線中土壤腐蝕性強(qiáng)、濕度大、地下水位高或管道絕緣防腐層薄弱的地點(diǎn)； d）宜每在每個(gè)檢測(cè)樁附近設(shè)置1個(gè)檢測(cè)頭。 （6）設(shè)置檢查樁和檢測(cè)頭的目的：檢測(cè)樁是為了監(jiān)測(cè)犧牲陽(yáng)極裝置的保護(hù)電位。檢測(cè)頭是為了檢測(cè)、掌握陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行后管道被保護(hù)狀態(tài)而設(shè)置。 3.2犧牲陽(yáng)極的施工要求 a）陽(yáng)極的埋設(shè)：按比例配制、調(diào)勻好填料，裝入3001000的棉或麻布袋中，將經(jīng)過(guò)用鐵砂紙打光及表面清潔處理的陽(yáng)極及時(shí)插人填料中心位置，并壓實(shí)；包外用鐵線纏繞綁實(shí)平臥或豎直埋設(shè)在管道側(cè)邊的2-3M處，埋深應(yīng)與管道埋深相同，并要在冰凍線以下，用細(xì)原土摻鹽分層澆水濕潤(rùn)后回填混凝土。 b）所有的電纜與陽(yáng)極、銅鼻子、管道、加強(qiáng)板的連接采用錫焊（分線盒內(nèi)的連接除外），焊接前都要?jiǎng)內(nèi)シ栏^緣層，清潔、打光焊接處；在焊接處及電纜的外裸部位必須做好絕緣防腐處理；電纜加PVC保護(hù)套管松緩自然埋設(shè)，埋深與管道埋深相同。 C）在防護(hù)罩內(nèi)的電纜要有個(gè)0.8M的冗余長(zhǎng)度（電纜冗余部分不加PVC保護(hù)套管），以便將分線盒提出地面檢測(cè)參數(shù)；分線盒的兩個(gè)出人線孔用浸過(guò)瀝青的麻絲填實(shí)，再用瀝青填平做防水處理。 d）連接管道的電纜顏色應(yīng)與其它電纜顏色區(qū)分開(kāi)，以便辯認(rèn)檢測(cè)。 e）分線盒在施工安裝、檢測(cè)完畢后，分線盒蓋子須擰緊防水。 f）陽(yáng)極的埋設(shè)點(diǎn)必須做永久性標(biāo)志，并填入投產(chǎn)保護(hù)參數(shù)測(cè)量表中，永久性標(biāo)志可以包括周圍建筑物。 深井陽(yáng)極的埋藏 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)展的貴金屬氧化物陽(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。 1. 陽(yáng)極串及電纜： 陽(yáng)極串是將幾支貴金屬氧化物筒狀陽(yáng)極固定在一根陽(yáng)極電纜上，貴金屬氧化物陽(yáng)極具有不消耗、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 10 mm2。 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 2x 0.85 = 1.7 ohm。 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(lái)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。考慮陽(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?。?土壤類型 回填料電流密度 (mA/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(kāi)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。 1. 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。回填料分為兩類，即，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(guò) 200 20 號(hào)篩 含碳量 90% min 密度 1120kg/m3 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2.0 ohm.cm。填料顆粒最好是球形，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。 2. 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(lái)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(méi)有鉆孔或狹縫。 3. 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。 4. 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。 5. 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)