【文章內(nèi)容簡介】 有良好的導電性能，高硅鑄鐵陽極的允許電流密度為5～80 A/m2， kg/。除用于焦碳地床中以外，高硅鑄鐵陽極有時也可直接埋在低電阻率土壤中.　　高硅鑄鐵硬度很高，耐磨蝕和沖刷作用，但不易機械加工，只能鑄造成型，另外脆性大，減少“尖端效應(yīng)”，可采用中間連接的圓筒形陽極.　鉑陽極　　鉑陽極是在鈦、鈮、如水溶液電鍍、熔鹽鍍、離子鍍、點焊包覆、爆炸焊接包覆、冶金拉拔或軋制、消耗速率小、重量輕，已在海水、淡水陰極保護中得到廣泛使用?！　♀伜外壥菓?yīng)用最多的陽極基體，鉭用得較少，這是因為其價格高，鈦的擊穿電位為12～14 V，而鈮的擊穿電位為40～50 V。因此在地下水中含有較高氯離子的深井地床中采用鉑鈮陽極更為可靠?！　∮捎阢K陽極價格較昂貴，不可能大面積采用；在地床中消耗速率大；而且地床接地電阻隨時間延長逐漸增大，所以鉑陽極在地床中遠不如高硅鑄鐵和石墨陽極用得廣泛，并且有人不推薦在地床中使用鉑陽極。　聚合物陽極　　聚合物陽極是在銅芯上包覆導電聚合物而構(gòu)成的連續(xù)性陽極，，因此可以在數(shù)千米長的陽極上設(shè)一匯流點，聚合物陽極在土壤中使用時，需在其周圍填充焦碳粉末而構(gòu)成陽極地床，其在地床中最大允許工作電流為82 mA/m，盡管與其它陽極相比，其工作電流密度很低，但由于可靠近被保護結(jié)構(gòu)物鋪設(shè)連續(xù)地床，因此可提供均勻、有效的保護.　　聚合物陽極安裝簡便，特別適于裸管或涂層嚴重破壞的管道、受屏蔽的復雜管網(wǎng)區(qū)的保護以及高電阻率的土壤中。但應(yīng)注意不能過度彎曲。　混合金屬氧化物陽極　　混合金屬氧化物陽極是在鈦基體上被覆一層具有電催化活性的混合金屬氧化物而構(gòu)成，最早應(yīng)用于氯堿工業(yè)，后推廣應(yīng)用于其它工業(yè)，包括陰極保護領(lǐng)域。由于采用鈦為基體，因而易于加工成各種所需的形狀，并且重量輕，在表面的一些缺陷處露出的鈦基體的電位通常不會超過2伏，因此鈦基體不會產(chǎn)生表面鈍化膜擊穿破壞（在土壤中使用時，外加電壓一般控制在60伏以下）?；旌辖饘傺趸镪枠O還具有極優(yōu)異的物理、 ，極耐酸性環(huán)境的作用，可以使其適于不同的環(huán)境，如海水、淡水、土壤中.　　混合金屬氧化物陽極在地床中于100 A/m2，工作電流密度下使用壽命可達20年，其消耗速率約2 mg/,由于混合金屬氧化物陽極具有其它陽極所不具備的優(yōu)點，它已成為目前最為理想和最有前途的輔助陽極材料.　第十章 輔助陽極的選擇及計算輔助陽極又稱陽極接地裝置,陽極地床。它是強制電流陰極保護中不可缺少的重要組成部分, 通過輔助陽極把保護電流送入土壤,經(jīng)土壤流入被保護的管道,使管道表面進行陰極極化 (防止電化學腐蝕)電流再由管道流入電源負極形成一個回路,這一回路形成了一個電解池,管道為負極處于還原環(huán)境中，防止腐蝕,而輔助陽極進行氧化反應(yīng),遭受腐蝕,也可能是周圍電解質(zhì)被氧化。陰保站的電能60％消耗在陽極接地電阻上, 故陽極材料的選擇和埋設(shè)方式,場所的選擇,對減小電阻節(jié)約電能是至關(guān)重要的。陽極材料必須有良好的導電性能,在與土壤或地下水接觸時有穩(wěn)定的接地電阻,即使在高電流密度下, 其表面的極化較小?；瘜W穩(wěn)定性好,在惡劣環(huán)境中腐蝕率小。有一定的機械強度并便于加工和安裝。價格低來源方便。輔助陽極與管道距離愈遠電流分布愈均勻, 但過遠會增加引線上的電壓降和投資。從實測數(shù)據(jù)來看輔助陽極距匯流點200米以內(nèi)時,對電流分布影響較大,遠于300米后影響就不大了。故在長輸管道的干線上陽極一般設(shè)在距管道300～500米之間為宜。管道較短或油氣管道較密集的地區(qū), 采用50～300米之間是合適的。花格線設(shè)計是450m,對于土壤電阻率很大的地區(qū)是否過遠, 是值得研究的問題。因此對處于特殊地形、環(huán)境的管道,輔助陽極的距離和埋設(shè)方式應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況慎重選定。在陰保站址選定的同時, 應(yīng)在予選站址與管道的一側(cè)選擇陽極安裝的位置,其原則是:(1)地下水位較高或潮濕低洼處。(2)土層厚,無塊石,便于施工。(3)土壤電阻率一般應(yīng)小于50歐姆米,特殊地區(qū)也應(yīng)小于100歐姆米(4)對鄰近的地下金屬構(gòu)筑物干擾小,陽極地床與被保護管道之間不得有其它金屬管道。(5)考慮陽極附近地域近期發(fā)展規(guī)劃及管道發(fā)展規(guī)劃以避免建后可能出現(xiàn)的搬遷.(6)陽極地床位置與管道匯流點距離適當(7)地面金屬構(gòu)筑物較多,用地狹窄時,可采用深井陽極,以減小對其它金屬構(gòu)物的干擾又節(jié)約用地。陽極接地電阻約占直流回路電阻60％左右, 大部分能量損失是由它造成的,因此合理選擇陽極地床位置,降低接地電阻是十分重要的工作。　輔助陽極的結(jié)構(gòu) 將電極埋入距地表1～5米的土層中, 這是管道陰極保護一般選用的陽極埋設(shè)形式。淺埋式陽極又可分為立式,水平式兩種,對于鋼鐵陽極可能兩種聯(lián)合稱為聯(lián)合式陽極。(1)立式陽極由一根或多根垂直埋入地中的陽極排列構(gòu)成。電極間用電纜聯(lián)接。其優(yōu)點有:。b. 當陽極尺寸相同時,立式地床的接地電阻較水平式小。(2)水平式陽極將陽極以水平方向埋入一定深度的地層中,其優(yōu)點有:,易于施工。(3)聯(lián)合式陽極指采用鋼鐵材料制成地床,它由上端聯(lián)接著水平干線的一排立式陽極所組成.(深井式)當陽極地床周圍存在干擾、 屏蔽、地床位置受到限制,或者在地下管網(wǎng)密集區(qū)進行區(qū)域性陰極保護時, 使用深埋式陽 極,可獲得淺埋式陽極所不能得到的保護效果。 深埋式地床根據(jù)埋設(shè)深度不同可分為淺深井(20～40米)、中深井(50～100米)和深井(＞100米)三種。深埋式陽極地床的特點是接地電阻小, 對周圍干擾小,消耗功率低,電流分布比較理想。它的缺點是施工復雜技術(shù)要求高,單井造價貴。尤其是深度超過100米的深陽極,施工需要大鉆機，這就限制了它的應(yīng)用。①、陽極地床填料的應(yīng)用石墨陽極無論采用淺埋或深埋都必須添加回填料。 高硅鐵陽極一般需要添加回填料,但在特殊地質(zhì)可能不使用回填料,如沼澤、流砂層地區(qū)等。(1)陽極地床填料的功能1)增大陽極與土壤的接觸,從而降低地床接地電阻。2)將陽極電極反應(yīng)轉(zhuǎn)移到填料與土壤之間進行,延長陽極的使用壽命。3)填料可以消除氣體堵塞。(2)對填料的要求1)填料顆粒必須是導電體,以保證陽極與土壤之間良好的導電性。2)填料應(yīng)成本低,來源廣,具有較連續(xù)的接觸表面。常用的回填料是焦炭粒,也可采用石墨加上石灰充填,以保持陽極周圍呈堿性。通常用的焦炭粒性能規(guī)格見下表?！￡枠O地床回填用焦炭粒性能規(guī)格 　種 類粒 徑比 重電 阻 率灰分消耗率(mm) 公斤/米歐姆厘米％公斤/煤焦油焦炭粒6～15641～30110～50＜10＜鍛燒石油焦炭粒6～1572～112110～50＜10＜　確保陽極與回填料良好的電接觸, 填料必須在陽極周圍夯實。否則會使一部分電流從陽極直接流向土壤而縮短陽極使用壽命。在粘土地區(qū),若陽極地床通過電流太大,可采用電極帶孔的硬塑料管,由填料層直接通地面, 及時地將陽極周圍產(chǎn)生的氣體排出地面。對于較干燥地區(qū)可向地床注水降低接地電阻。(3)回填料的重量可用下述簡單方法估計填料的容積: 陽極地床孔徑為陽極直徑的三倍。且在電極上下各填300毫米填料。 對粒徑為15mm, 每支ф1001500陽極的參考用量為200公斤?！、凇㈥枠O數(shù)量與接地電阻 　陽極數(shù)量與接地電阻成反比關(guān)系。在一定范圍內(nèi)增加陽極支數(shù)會起到降低接地電阻的作用。 但是由于陽極間的屏蔽效應(yīng),往往增加較多支的陽極, 而降低電阻卻很少。所以對于陽極數(shù)量的選擇是一個經(jīng)濟效益問題。在確定陽極數(shù)量時需要考慮主要因素為:1. 要使陽極輸出的電流在陽極材料允許的電流額度內(nèi),以保證陽極地床的使用壽命。2. 在經(jīng)濟合理的前提下,陽極接地電阻應(yīng)盡量做到最小,以降低電能耗量。 即對接地電阻規(guī)定一個合適的數(shù)值。目前接地電阻一般不大于1歐左右,在特殊地區(qū)可根據(jù)現(xiàn)場情況選定。第 十一 章 陰極保護參數(shù)的測量(一)分類按測量種類可分為:　 安培計 單位安培 A毫安計 單位毫安 mA 伏特計 單位伏特 V毫伏計 單位毫伏 mV 歐姆計 單位歐姆 Ω兆歐計 單位兆歐 MΩ P = VI 單位mW、W、kW　二. 測量方法,顯示速度,攜帶方便,耗電小,堅固耐震,按國家有關(guān)規(guī)定進行校驗。①內(nèi)阻應(yīng)小于被測回路總電阻的5％。②電流表的靈敏閥應(yīng)小于被測電流值的5％。③。①內(nèi)阻≥100kΩ/V②靈敏閥應(yīng)小于被測電壓值的5％。③。①銅電極采用紫銅(純度＞％)②CuSO4采用化學純,用蒸餾水配制③滲透膜采用滲透率高的微孔材料④允許電流密度≤5μA/cm2,若有電磁干擾時宜選用屏蔽導線。三．管地電位測試a、用于測量管道自然電位、保護電位和犧牲陽極的開路，閉路電位的測量。