CN103422095A - 用于潮间带金属结构物的阴极保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种金属结构物的阴极保护方法以及结构组件，所述金属结构物的全部或部分表面区域处于海洋环境的潮间带区，所述方法包括：在所述金属结构物的处于所述潮间带区的所述全部或部分表面区域包覆保护材料，所述保护材料能够吸存海水并保持湿润，以便于传输与所述金属结构物连接的阴极保护装置为所述金属结构物提供的阴极保护电流。本发明实施例可以在更好地保护金属结构物的同时，又可以降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及腐蚀与防护领域，并且更具体地，涉及一种用于潮间带金属结构物的阴极保护方法。
背景技术
海洋环境的潮间带区包括海水潮差区和部分飞溅区。该区金属结构物的表面因水位周期性变化及风暴潮所致波浪溅湿影响，长期处于干湿交替、波浪撞击及附着湿润的环境中，如此恶劣的腐蚀环境不仅使一般涂层易于损坏，而且常规的阴极保护方法也无能为力。目前国内外一般采用密封包敷，使金属结构物与外界环境隔离的保护方法，但因其成本昂贵而难以推广。
发明内容
本发明实施例提供了一种金属结构物的阴极保护方法以及结构组件，可以在更好地保护金属结构物的同时，又可以降低成本。
第一方面，提供了一种金属结构物的阴极保护方法，所述金属结构物的全部或部分表面区域处于海洋环境的潮间带区，所述方法包括：
在所述金属结构物的处于所述潮间带区的所述全部或部分表面区域包覆保护材料，所述保护材料能够吸存海水并保持湿润，以便于传输与所述金属结构物连接的阴极保护装置为所述金属结构物提供的阴极保护电流。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在所述金属结构物无阴极保护电流，或已提供的阴极保护电流不足时，在所述金属结构物上安装牺牲阳极，所述牺牲阳极用于为所述金属结构物提供阴极保护电流。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述在所述金属结构物的处于所述潮间带区的所述全部或部分表面区域包覆保护材料之前，所述方法还包括：对所述金属结构物的所述全部或部分表面区域进行表面清理和／或涂敷防锈漆。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述防锈漆为快干型重防腐涂料。
结合第一方面的第二种或第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述对所述金属结构物的所述全部或部分表面区域进行表面清理，包括：清除所述金属结构物的所述全部或部分表面区域的海生物、失效涂层以及锈皮。
结合第一方面或第一方面的第一种至第四种中任一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述保护材料为吸水性棉布或吸水性纱布。
结合第一方面或第一方面的第一种至第五种中任一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述保护材料的厚度为8mm-12mm。
结合第一方面或第一方面的第一种至第六种中任一种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述方法还包括：在所述保护材料的外层安装保护套。
结合第一方面的第七可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述在所述保护材料的外层安装保护套，包括：将一对或多对具有半圆扣瓦形状的保护套通过卡扣-固定拴、紧箍圈或螺栓装配在所述保护材料的外层。
结合第一方面的第七种或第八种可能的实现方式，在第一方面的九种可能的实现方式中，所述保护套为PE保护套、玻璃钢保护套或PVC保护套。
结合第一方面的第七种至第九种中任一种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，所述方法还包括：在所述保护套上均匀散布开孔，以供海水流通。
结合第一方面，或第一方面的第一种至第十种中任一种可能的实现方式，在第一方面的第十一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在所述保护材料内预埋参比电极，并引出所述参比电极的电极测试线。
结合第一方面，或第一方面的第一种至第十一种中任一种可能的实现方式，在第一方面的第十二种可能的实现方式中，所述在所述金属结构物的处于所述潮间带区的所述全部或部分表面区域包覆保护材料，包括：在所述金属结构物的处于高潮位线与低潮位线的表面区域以及高潮位线以上1-2米的表面区域包覆所述保护材料。
第二方面，提供了一种结构组件，其特征在于，包括：金属结构物、保护材料以及阴极保护装置；其中，所述金属结构物的全部或部分表面区域处于海洋环境的潮间带区；所述阴极保护装置与所述金属结构物连接；所述保护材料包覆在所述金属结构物的处于所述潮间带区的所述全部或部分表面区域，所述保护材料能够吸存海水并保持湿润，以便于传输所述阴极保护装置为所述金属结构物提供的阴极保护电流。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述保护材料包覆在所述金属结构物的处于高潮位线与低潮位线的表面区域以及高潮位线以上1-2米的表面区域。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述保护材料为吸水性棉布或纱布。
结合第二方面，第二方面第一种或第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述保护材料的厚度为8mm-12mm。
结合第二方面，或第二方面的第一种至第三种中任一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述保护材料中设置有参比电极，所述参比电极的电极测试线从所述保护材料中引出。
结合第二方面，或第二方面的第一种至第四种中任一种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述结构组件还包括保护套；其中，所述保护套安装在所述保护材料的外层。
结合第二方面的第五种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，一对或多对具有半圆扣瓦形状的所述保护套通过卡扣-固定拴、紧箍圈或螺栓装配在所述保护材料的外层。
结合第二方面的第五种或第六种可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，所述保护套为PE保护套、玻璃钢保护套或PVC保护套。
结合第二方面的第五种至第七种中任一种可能的实现方式，在第二方面的第八种可能的实现方式中，所述保护套均匀开设有孔。
结合第二方面，或第二方面的第一种至第八种中任一种可能的实现方式，在第二方面的第九种可能的实现方式中，所述阴极保护装置包括牺牲阳极，所述牺牲阳极通过焊接的方式安装在所述金属结构物上。
结合第二方面的第九种可能的实现方式，在第二方面的第十种可能的实现方式中，所述牺牲阳极为单桩用镯式阳极、群桩用落底式阳极块或阳极堆。
因此，在本发明实施例中，通过在金属结构物的处于潮间带区的表面区域包覆能够吸水海水的保护材料以用来传输阴极保护装置为金属结构物提供的阴极保护电流，由此湿润的保护材料既可以传输阴极保护电流，又可以为监测金属结构物的电位提供条件。更进一步地，在保护材料的材料外层加装保护套，并在保护套上均匀打孔，这样涨潮时可以充分润湿保护材料，并且落潮后可以更好地保持保护材料的湿润度。从而本发明实施例可以在更好地保护金属结构物的同时，又可以降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的结构组件的示意性图。
图2是根据本发明另一实施例的结构组件的示意性图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明实施例提到的海洋环境的潮间带区包括潮差区以及部分飞溅区，所述潮差区为高潮位线至低潮位线的区域，所述部分飞溅区一般为高潮位线以上1-2米的区域。本发明实施例提到的金属结构物的全部或部分表面区域处于海洋环境的潮间带区。本发明实施例提到的金属结构物可以是钢桩柱，也可以是处于海洋环境下的其他类型的金属结构物。本发明实施例提到的金属结构物可以是已经处于海洋环境下的金属结构物，也可以是即将处于海洋环境下的金属结构物。
下面将结合图1和图2描述根据本发明实施例的金属结构物的阴极保护方法。应理解，虽然图中示出的金属结构物1的形状为圆柱形，但本发明实施例中金属结构物还可以具有其他的形状。还应理解，虽然图中示出的金属结构物1的部分表面区域处于潮间带区，且金属结构物1的最高处超出潮间带区，但本发明实施例中金属结构物1还可以是全部表面区域位于潮间带区，或者最高处未超出潮间带区。
根据本发明实施例的金属结构物的阴极保护方法可以具有以下步骤：在该金属结构物1的处于潮间带区的表面区域包覆保护材料2，该保护材料2能够吸存海水并保持湿润，以便于传输与该金属结构物1连接的阴极保护装置9为该金属结构物1提供的阴极保护电流。
在本发明实施例中，该保护材料2可以以缠绕的方式包覆在金属结构物1的处于潮间带区的表面区域。
本发明实施例中的保护材料2可以为吸水性纺织物或纤维材料等，例如，可以是吸水性棉布或吸水性纱布。
本发明实施例中包覆的保护材料2的厚度可以根据潮间带的高度进行选择，优选为8-12mm。
在本发明实施例中，阴极保护装置9可以为对金属结构物1执行本发明实施例的方法之前已具有的阴极保护装置，也可以是在确定该金属结构物1无阴极保护电流或已提供的阴极保护电流不足时，后续安装上的阴极保护装置，该阴极保护装置9可以通过连接线8与金属结构物1连接。本发明实施例中的阴极保护装置9可以为牺牲阳极，其中，该牺牲阳极可以通过焊接的方式安装在金属结构物1上，并可以对焊接连接线进行防腐处理。在本发明实施例，具体可以将该牺牲阳极安装在金属结构物的低潮位线下。该牺牲阳极可因地制宜优选单桩用镯式阳极、群桩用落底式阳极块或阳极堆。本发明实施例中的牺牲阳极优选铝基牺牲阳极。
在本发明实施例中，在对金属结构物1的处于潮间带区的表面区域包覆保护材料2之前，还可以对该金属结构物1的需要包覆保护材料2的表面区域进行表面清理，具体地，可以先除去该金属结构物的表面海生物，然后再去除该金属结构物表面的失效涂层和锈皮等。
在本发明实施例中，可以对金属结构物1的处于潮间带区的表面区域涂敷防锈漆，具体可以在对金属结构物1进行表面清理之后执行，该防锈漆优选快干型重防腐涂料。如果金属结构物1已经处于海洋环境中，对金属结构物1涂敷防锈漆的时间可以选在落潮低水位时，其中，水面以上区域可以采用刷涂或喷涂的方式涂敷防锈漆，水面以下区域可以采用刷涂的方式涂敷防锈漆。
在本发明实施例中，还可以在保护材料2的外层加装保护套3，该保护套3可选择非金属套，优选聚乙烯（polyethylene，PE）保护套、玻璃钢保护套或聚氯乙烯（polyvinylchloride，PVC）保护套，该保护套3可以为半圆扣瓦形状。具体安装时，可以用不锈钢卡扣-固定拴、紧箍圈或塑料螺栓将保护套3装配在已包覆在金属结构物1外层的保护材料2上。在本发明实施例中，也可以根据金属结构物2的直径大小，将保护材料2剪裁一定宽度的矩形，将若干层该保护材料2重叠在一起，分别放置在两个半圆扣瓦形状的保护套3中，具体可以将适当厚度的保护材料2预先粘结在保护套3内面，然后将该两个保护套3进行对扣和围套住金属结构物1。在本发明实施例中，如果金属结构物1的长度较长，则可以将多对半圆扣瓦形状的保护套3围设在保护材料2的外层。
这样，涨潮过程中海水可以充分润湿保护材料2，落潮后保护套3可以更好地维持保护材料2的湿度，从而可以继续传输牺牲阳极提供的阴极保护电流。
在本发明实施例中，还可以在保护套3表面均匀打上多个孔6，可以使得海水充分地进入保护套3内。
在本发明实施例中，还可以在保护材料2中预埋参比电极5，预埋参比电极5可以在加装保护套3之前执行。参比电极5优选全固态Ag/AgX（卤化银）参比电极。其中，参比电极5的个数可以根据监测部位的密集度进行设定，以监测不同位置的电位。不同的参比电极5的电极测试线4可以选用不同的颜色，以示区分和标记。如果保护材料2外层加装有保护套3，且该保护套3打有孔6，则可以将参比电极5的电极测试线4从孔6中穿出。
在本发明实施例中，可以用阴极保护监测系统7监测金属结构物1的阴极保护电流。监测的具体方法是将金属结构物1连接线和若干参比电极5的电极测试线4按顺序连接到接线板测试该点电位；另外金属结构物1连接线再通过变阻器连接到另外接线柱，测试阴极保护电流。这些数据可以通过数据采样仪记录并显示。
因此，在本发明实施例中，通过在金属结构物的处于潮间带区的表面区域包覆能够吸水海水的保护材料以用来传输阴极保护装置为金属结构物提供的阴极保护电流，由此湿润的保护材料既可以传输阴极保护电流，又可以为监测金属结构物的电位提供条件。更进一步地，在保护材料的材料外层加装保护套，并在保护套上均匀打孔，这样涨潮时可以充分润湿保护材料，并且落潮后可以更好地保持保护材料的湿润度。从而本发明实施例可以在更好地保护金属结构物的同时，又可以降低成本。
本发明实施例还提供了一种结构组件。如图1和图2所示，该结构组件包括：金属结构物1、保护材料2以及阴极保护装置9；其中，该金属结构物1的全部或部分表面区域处于海洋环境的潮间带区；该阴极保护装置9与该金属结构物1连接；该保护材料2包覆在该金属结构物1的处于该潮间带区的表面区域，该保护材料2能够吸存海水并保持湿润，以便于传输该阴极保护装置9为该金属结构物1提供的阴极保护电流。
可选地，在本发明实施例中，该保护材料可以包覆在该金属结构物的处于高潮位线与低潮位线的表面区域以及高潮位线以上1-2米的表面区域。
在本发明实施例中，该保护材料2可以以缠绕的方式包覆在金属结构物1的处于潮间带区的表面区域。
本发明实施例中的保护材料2可以为吸水性纺织物或纤维材料等，例如，可以是吸水性棉布或吸水性纱布。
本发明实施例中包覆的保护材料2的厚度可以根据潮间带的高度进行选择，优选为8-12mm
在本发明实施例中，如图2所示，该结构组件还包括保护套3；其中，该保护套3安装在该保护材料2的外层。
在本发明实施例中，保护材料2中还可以设置有参比电极5，所述参比电极5的电极测试线4从所述保护材料2中引出。
在本发明实施例中，一对或多对具有半圆扣瓦形状的该保护套3通过卡扣-固定拴、紧箍圈或螺栓装配在该保护材料2的外层。
在本发明实施例中，该保护套2可以为PE保护套、玻璃钢保护套或PVC保护套。
在本发明实施例中，保护套3可以均匀开设有孔6。可选地，参比电极5的电极测试线4可以从孔6中引出。
在本发明实施例中，该结构组件还可以包括阴极保护监测系统7，用于监测金属结构物1的阴极保护电流。
在本发明实施例中，该阴极保护装置9可以包括牺牲阳极，并该牺牲阳极通过焊接的方式安装在该金属结构物上。牺牲阳极可以通过连接线8安装在金属结构物的低潮位线下的位置。
在本发明实施例中，该牺牲阳极可以为单桩用镯式阳极、群桩用落底式阳极块或阳极堆。本发明实施例中的牺牲阳极优选铝基牺牲阳极。
应理解，根据本发明实施例的结构组件的具体装配方法可以参考上文所述，为了简洁，在此不再赘述。
因此，在本发明实施例中，金属结构物的潮间带区域包覆有能够吸水海水的保护材料以用来传输与该金属结构物连接的阴极保护装置提供的阴极保护电流，这样湿润的保护材料既可以传输阴极保护电流，又可以为监测金属结构物的电位提供条件。更进一步地，保护材料的外层加装有保护套，并且保护套上有的孔，这样涨潮时可以充分润湿保护材料，并且落潮后更好地保持保护材料的湿润度。从而可以在更好地保护金属结构物的同时，又可以降低成本。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内。
Claims (24)
1.一种金属结构物的阴极保护方法，其特征在于，所述金属结构物的全部或部分表面区域处于海洋环境的潮间带区，所述方法包括：
在所述金属结构物的处于所述潮间带区的所述全部或部分表面区域包覆保护材料，所述保护材料能够吸存海水并保持湿润，以便于传输与所述金属结构物连接的阴极保护装置为所述金属结构物提供的阴极保护电流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述金属结构物无阴极保护电流，或已提供的阴极保护电流不足时，在所述金属结构物上安装牺牲阳极，所述牺牲阳极用于为所述金属结构物提供阴极保护电流。
3.根据权利1或2所述的方法，其特征在于，所述在所述金属结构物的处于所述潮间带区的所述全部或部分表面区域包覆保护材料之前，所述方法还包括：
对所述金属结构物的所述全部或部分表面区域进行表面清理和／或涂敷防锈漆。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述防锈漆为快干型重防腐涂料。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述对所述金属结构物的所述全部或部分表面区域进行表面清理，包括：
清除所述金属结构物的所述全部或部分表面区域的海生物、失效涂层以及锈皮。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述保护材料为吸水性棉布或吸水性纱布。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述保护材料的厚度为8mm-12mm。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述保护材料的外层安装保护套。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在所述保护材料的外层安装保护套，包括：
将一对或多对具有半圆扣瓦形状的保护套通过卡扣-固定拴、紧箍圈或螺栓装配在所述保护材料的外层。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述保护套为聚乙烯PE保护套、玻璃钢保护套或聚氯乙烯PVC保护套。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述保护套上均匀散布开孔，以供海水流通。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述保护材料内预埋参比电极，并引出所述参比电极的电极测试线。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述金属结构物的处于所述潮间带区的所述全部或部分表面区域包覆保护材料，包括：
在所述金属结构物的处于高潮位线与低潮位线的表面区域以及高潮位线以上1-2米的表面区域包覆所述保护材料。
14.一种结构组件，其特征在于，包括：金属结构物、保护材料以及阴极保护装置；其中，
所述金属结构物的全部或部分表面区域处于海洋环境的潮间带区；
所述阴极保护装置与所述金属结构物连接；
所述保护材料包覆在所述金属结构物的处于所述潮间带区的所述全部或部分表面区域，所述保护材料能够吸存海水并保持湿润，以便于传输所述阴极保护装置为所述金属结构物提供的阴极保护电流。
15.根据权利要求14所述的结构组件，其特征在于，所述保护材料包覆在所述金属结构物的处于高潮位线与低潮位线的表面区域以及高潮位线以上1-2米的表面区域。
16.根据权利要求14或15所述的结构组件，其特征在于，所述保护材料为吸水性棉布或纱布。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述保护材料的厚度为8mm-12mm。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述保护材料中设置有参比电极，所述参比电极的电极测试线从所述保护材料中引出。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述结构组件还包括保护套；其中，所述保护套安装在所述保护材料的外层。
20.根据权利要求19所述的结构组件，其特征在于，一对或多对具有半圆扣瓦形状的所述保护套通过卡扣-固定拴、紧箍圈或螺栓装配在所述保护材料的外层。
21.根据权利要求19或20所述的结构组件，其特征在于，所述保护套为聚乙烯PE保护套、玻璃钢保护套或聚氯乙烯PVC保护套。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述保护套均匀开设有孔。
23.根据权利要求14至22中任一项所述的结构组件，其特征在于，所述阴极保护装置为牺牲阳极，所述牺牲阳极通过焊接的方式安装在所述金属结构物上。
24.根据权利要求23所述的结构组件，其特征在于，所述牺牲阳极为单桩用镯式阳极、群桩用落底式阳极块或阳极堆。
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