CN102677066A - 一种含牺牲阳极阴极防腐蚀保护与监测装置的海上风机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含牺牲阳极阴极防腐蚀保护与监测装置的海上风机，包括有钢结构基础，钢结构基础上设有塔基平台，塔基平台上固定有塔架，塔架上端安装有风电主机，所述钢结构基础上连接有牺牲阳极防腐蚀保护与监测装置，其包括有设置在塔基平台上的监控器、电流探测器、电位探测器，以及设置在海水中并通过钢结构基础1固定的牺牲阳极和参比电极，电流探测器一输入端与钢结构基础连接，另一端与牺牲阳极连接，电位探测器一输入端与钢结构基础连接，另一输入端与参比电极连接，所述电流探测器与电位探测器的输出端分别与监控器连接。本发明的目的是提供一种具有电化学防腐蚀保护功能，实施及维护方便的含牺牲阳极防腐蚀保护与监测装置的海上风机。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种含牺牲阳极阴极防腐蚀保护与监测装置的海上风机。
[背景技术]
现有的海上风机设施运用的防腐蚀方法主要是改变金属内部结构和在金属表面覆盖保护层，安装后金属内部结构已不能改变，而且由于金属设施处于海水中，再次对保护层进行涂漆、电镀等维护时工作量很大，其防腐蚀保护性能随时间慢慢变差，并且缺少简单方便的监测手段，不能做到及时的维护，造成金属设施的使用寿命减少和性能的下降；而金属防腐技术中的电化学保护法能够对金属进行长期的防腐蚀保护，其原理是把被保护的金属做成电化学装置发生还原反应的一极——阴极，就能使引起金属电化腐蚀的原电池反应消除，但目前的技术主要运用在土壤或暴露空气中的金属设备防腐蚀上，缺少很好的手段运用在海洋金属设施如海上风机上，并且缺少有效监测装置来监测，因此，有必要解决以上问题。
[发明内容]
本发明克服了上述技术的不足，提供了一种具有电化学防腐蚀保护功能，实施及维护方便的含牺牲阳极防腐蚀保护与监测装置的海上风机。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种含牺牲阳极阴极防腐蚀保护与监测装置的海上风机，包括有设置在海上的钢结构基础1，所述钢结构基础1上设有塔基平台2，所述塔基平台2上固定有塔架3，所述塔架3上端安装有风电主机4，所述钢结构基础1上连接有牺牲阳极防腐蚀保护与监测装置5，所述牺牲阳极防腐蚀保护与监测装置5包括有设置在塔基平台2上的监控器51、电流探测器52、电位探测器53，以及设置在海水中并通过钢结构基础1固定的牺牲阳极54和参比电极55，所述电流探测器52一输入端与钢结构基础1连接，电流探测器52另一端与牺牲阳极54连接，所述电位探测器53一输入端与钢结构基础1连接，电位探测器53另一输入端与参比电极55连接，所述电流探测器52的电流信号输出端和电位探测器53的电位信号输出端分别与监控器51连接。
所述牺牲阳极54采用的型号为A21I。
所述电流探测器52的电流分辨率小于0.2A。
所述电位探测器53的电位分辨率小于5mV。
本发明的有益效果是：1、通过电化学保护法，对钢结构基础支架做到很好的防腐蚀保护，延长了海上风机使用寿命2、防腐蚀保护与监测装置安装简便，初始安装费用较低，在运行过程中基本上不需要支付维护费用3、牺牲阳极输出的保护电流利用率较高，不会产生过保护；4、通过电流探测器和电位测量仪监控牺牲阳极阴极保护的工作性能，简化海洋平台常规检测工作，减少海上风机平台年检和特检的工作量，以及对牺牲阳极进行定期更换。
[附图说明]
图1是本发明风机结构示意图。
图2是本发明牺牲阳极防腐蚀保护与监测装置的结构连接图。
图3是本发明的牺牲阳极防腐蚀保护与监测装置的电子流向示意图。
[具体实施方式]
下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述：
每种金属处在一定的介质中都有一定的电位，称之为该金属的腐蚀电位，通常所说的介质为土壤或电解质溶液，腐蚀电位表示金属失去电子的相对难易程度，腐蚀电位越负越容易失去电子，我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区，阳极区由于失去电子受到腐蚀，阴极区得到电子受到保护。
如图1-2所示，一种含牺牲阳极阴极防腐蚀保护与监测装置的海上风机，包括有设置在海上的钢结构基础1，所述钢结构基础1上设有塔基平台2，所述塔基平台2上固定有塔架3，所述塔架3上端安装有风电主机4，所述钢结构基础1上连接有牺牲阳极防腐蚀保护与监测装置5，所述牺牲阳极防腐蚀保护与监测装置5包括有设置在塔基平台2上的监控器51、电流探测器52、电位探测器53，以及设置在海水中并通过钢结构基础1固定的牺牲阳极54和参比电极55，所述电流探测器52一输入端与钢结构基础1连接，电流探测器52另一端与牺牲阳极54连接，所述电位探测器53一输入端与钢结构基础1连接，电位探测器53另一输入端与参比电极55连接，所述电流探测器52的电流信号输出端和电位探测器53的电位信号输出端分别与监控器51连接。
本发明海上风机的钢结构基础1与牺牲阳极54连接，共同处在海水电解质中，依靠牺牲阳极54不断溶解所产生的电流来保护钢结构基础1，牺牲阳极54为由腐蚀电位比钢结构基础1更负的活泼金属或合金材料制成，才能比钢结构基础1更容易失去电子，一般牺牲阳极54需具备以下特点：有足够负的电位，工作中阳极的极化小，溶解均匀，腐蚀产物易脱落，以便于长期的氧化还原反应；电流效率高，电化学当量高，即单位重量的电容要大，使保护效率高和范围广；腐蚀物无毒，不污染环境。本发明实施例牺牲阳极54采用型号为A21I的材料，其为由铝、锌、铟、镁、钛组成的合金。
如图3所示，由于牺牲阳极54更容易失去电子，长期的氧化还原反应，牺牲阳极54上的电子转移到与其连接的钢结构基础1上，实现对在牺牲阳极54周围的钢结构基础1长期的防腐蚀保护。
本发明的电流探测器52的电流分辨率小于0.2A，其精确监测牺牲阳极54发出电流的密度随时间变化和钢结构基础1保护电流的密度随时间变化。
本发明电位探测器53的电位分辨率小于5mV，其精确监控钢结构基础1的电位，并输出给监控器51，对于钢结构基础1的电化学保护法来说，牺牲阳极54失去的电子传给了钢结构基础1，使钢结构基础1的电位向自然腐蚀电位反方向推移200～300mV的保护范围上，这时钢结构基础1不容易失去电子，从而得到防腐蚀保护。
本发明实施简便易行，不需外加电源，很少对外产生腐蚀干扰，其广泛应用于保护范围较小的金属结构，需要注意的是牺牲阳极阴极保护不好的主要原因是牺牲阳极54表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极电流输出。经实验证明，产生该问题的主要原因是阳极成分达不到规范要求，其次是牺牲阳极54所处位置电阻率太高。因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时，要严格控制牺牲阳极54材料成分，而且由于容易受外界交流干扰，在强烈杂散电流干扰区，阳极性能有可能发生逆转，因此利用电流探测器52对其保护性能进行有效监控，并对牺牲阳极54进行定期更换，使钢结构基础1处在有效保护范围内，使海上风机能够更长时间的稳定工作。
Claims (4)
1.一种含牺牲阳极阴极防腐蚀保护与监测装置的海上风机，包括有设置在海上的钢结构基础（1），所述钢结构基础（1）上设有塔基平台（2），所述塔基平台（2）上固定有塔架（3），所述塔架（3）上端安装有风电主机（4），其特征在于所述钢结构基础（1）上连接有牺牲阳极防腐蚀保护与监测装置（5），所述牺牲阳极防腐蚀保护与监测装置（5）包括有设置在塔基平台（2）上的监控器（51）、电流探测器（52）、电位探测器（53），以及设置在海水中并通过钢结构基础（1）固定的牺牲阳极（54）和参比电极（55），所述电流探测器（52）一输入端与钢结构基础（1）连接，电流探测器（52）另一端与牺牲阳极（54）连接，所述电位探测器（53）一输入端与钢结构基础（1）连接，电位探测器（53）另一输入端与参比电极（55）连接，所述电流探测器（52）的电流信号输出端和电位探测器（53）的电位信号输出端分别与监控器（51）连接。
2.根据权利要求1所述的一种含牺牲阳极阴极防腐蚀保护与监测装置的海上风机，其特征在于所述牺牲阳极（54）采用的型号为A21I。
3.根据权利要求1所述的一种含牺牲阳极阴极防腐蚀保护与监测装置的海上风机，其特征在于所述电流探测器（52）的电流分辨率小于0.2A。
4.根据权利要求1所述的一种含牺牲阳极阴极防腐蚀保护与监测装置的海上风机，其特征在于所述电位探测器（53）的电位分辨率小于5mV。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120919 |