CN104611707B - 一种用于地下管路的阴极保护方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于地下管路的阴极保护方法，用以增强位于地下的金属管道、金属轨道、钢筋、钢绞线以及金属设备等金属构件的抗腐蚀性能，包括：在活性炭纤维布上设置导电部的步骤，外加直流电通过活性炭纤维布上的所述导电部作为辅助阳极向所述金属构件施加电流，并与所述金属构件上设置的阴极接入点之间形成导电回路的步骤；监测控制所述金属构件的电位值数据的步骤。本发明还公开了一种用于地下管路的阴极保护装置。实施本发明的用于地下管路的阴极保护方法及装置，能够增强对地下管路金属构件锈蚀的抑制，消除锈蚀对地下管线金属构件使用寿命的影响，可以大幅提高目前地下管路金属构件的使用寿命。

Description

一种用于地下管路的阴极保护方法及装置

技术领域

本发明涉及工程施工领域，尤其涉及一种用于地下管路的阴极保护方法及装置。

背景技术

在实际工程中，影响金属构件使用寿命的主要因素为环境腐蚀，尤其在近海城市，众多工程中金属构件的腐蚀破坏则更加严重。对于金属地下管道，由于位于地下，一旦发生锈蚀很难被发现，更换管道需要进行地面开挖，工程量大，不仅增加工程投资，同时也影响人们的日常工作和生活，造成较大的经济损失。

在多年的工程实践中，人们通常采用牺牲阳极保护阴极或外加电源的阴极保护方法来保护金属构件，延长其使用寿命。但使用该技术的生产厂家较少，多为国外进口，价格昂贵，不利于在一般中小工程中的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于地下管路的阴极保护方法及装置，能够增强对地下管路金属构件锈蚀的抑制，消除锈蚀对地下管路金属股构件使用寿命的影响，可以大幅提高目前地下管路金属构件的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种用于地下管路的阴极保护装置，用以增强位于地下的金属构件的抗腐蚀性能，所述金属构件包括金属管道、金属轨道、钢筋和/或钢绞线中的任一种，其中，包括：金属构件和包覆在金属构件外周部分区域的活性炭纤维布，活性炭纤维布至少包括导电部，导电部由无胶基活性炭纤维布制成，金属构件上设有阴极接入点；还包括：安装在金属构件外侧的参比电极和用于提供持续、稳定电压或电流的直流电源，参比电极设置绝缘，其在干燥状态下的绝缘电阻大于1MΩ，其由银、氯化银和钛中的任一材料制成；直流电源的一端分别与活性炭纤维布上的多块导电部相连接，其相对的另一端连接在阴极接入点上；其中：所述金属构件上设置电位测试点，所述参比电极接连在所述电位测试点上；直流电源施加直流电分别在活性炭纤维布和阴极接入点上，活性炭纤维布分别与阴极接入点间通过导电部形成导电回路。

其中，还包括：接线柱，接线柱为分别捆扎有活性炭纤维布的导电部、阴极接入点以及电位测试点的连接电缆。

本发明所提供的用于地下管路的阴极保护方法及装置，由于外加直流电分别施加在位于地下金属构件的活性炭纤维布和阴极接入点上，活性炭纤维布的导电部分别与阴极接入点间通过金属构件形成导电回路，活性炭纤维布表明发生电化学反应,产生电子流向金属构件,使金属构件上产生了阴极极化，增强了对地下管路中金属构件锈蚀的抑制，消除锈蚀对地下管路金属构件使用寿命的影响，可以大幅提高目前地下管路金属构件的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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是本发明实施例的用于地下管路的阴极保护装置的构造示意图；

图2是本发明实施例的用于地下管路的阴极保护装置的连接结构框图。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合参见图1-图2所示，为本发明用于地下管路的阴极保护装置的实施例一。

本发明公开了一种用于地下管路的阴极保护装置，用以增强位于地下的金属管道、金属轨道、钢筋、钢绞线以及金属设备等金属构件的抗腐蚀性能，包括：位于地下的金属构件1和包覆在金属构件1外周部分区域的活性炭纤维布2，活性炭纤维布2至少包括导电部21，金属构件1上设置阴极接入点3.

活性炭纤维布2是至少包含有导电部21的一整块布体，呈条状缠裹在钢绞线束1的外周，中间位置为粘接部22，两边位置为导电部22，导电部22无胶基活性炭纤维布，粘接部21为有胶基活性炭纤维布其上的粘接部21和导电部21均呈条状。具体实施时，活性炭纤维布2上的导电部21主要作为辅助阳极起到提供电子作用。本实施例中：导电部21设置在金属构件1的外周，其布置呈条状，导电部21具有一定的导电性，具有电化学惰性，阳极极化率低，损耗少等特性。为一优良的辅助阳极。导电部21是优良的辅助阳极,外接直流电源激励下发生电化学反应产生电子,向阴极接入点移动从而形成稳定的电回路。，使钢绞线的阴极接入点发生阴极极化，从而起到抑制锈蚀的作用。

进一步的，用于地下管路的阴极保护装置还包括：用于提供持续、稳定电压或电流的直流电源4，所述直流电源4的一端分别与所述活性炭纤维布2上的多块导电部21相连接，其相对的另一端连接在所述阴极接入点3上。所设置的活性炭纤维布2可以通过上述导电部21与地下管路间形成电回路。以下以一根包覆有活性炭纤维布2的金属构件1为例，说明本发明具有防腐功能地下管路的结构。金属构件1的端部设置有阴极接入点3，直流电源4的两端分别与活性炭纤维布2上的多块导电部21和阴极接入点3相连接。

如图2所示，直流电源4要求能够长期、持续的提供稳定的电压或电流，实际工作中常使用恒电位仪和变压整流器。恒电位仪的输出电流、输出电压可以根据使用条件、被保护地下管路结构所需的电流和保护系统回路的电阻进行计算确定。由于活性炭纤维布2上设有导电部21，活性炭纤维布2分别与阴极接入点3间通过导电部21形成导电回路。通过在活性炭纤维布2的表面发生电化学反应，不断地向阴极接入点3提供电子。活性炭纤维布2的导电部21在具体实施中，需要具有电化学惰性，阳极极化率低，损耗少等特性。本实施例中，导电部21采用无胶基活性炭纤维布制作。

进一步的，由于直流电源4可对金属构件1和导电部21施加一定的直流电流，导电部21的表面将发生电化学反应，使其能够不断的向金属构件1的阴极接入点3提供电子，从而使金属构件1产生阴极极化。当金属构件1的阴极接入点3的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制，进而实现对地下管路金属构件锈蚀的抑制，可以大幅提高目前地下管路金属构件的使用寿命，去除了锈蚀对地下管路使用寿命的影响，使地下管路的寿命计算成为可能，经济效益和社会效益显著。

进一步的，本发明用于地下管路的阴极保护装置的另一种实施方式中，还包括：参比电极5，参比电极5接连在活性炭纤维布2的电位测试点(图未示)上。参比电极5是用来测量金属构件1上电位测试点保护电位的设备，通过设置参比电极5可以监测金属构件1上的保护电位是否达到了设计要求。具体实施时，参比电极5具有极化小、稳定性好、不易损坏、使用寿命长等特性。具体实施时，参比电极5要求具有绝缘性能，参比电极5在干燥状态下，其具有的电极体或导电杆与电极水密罩或填料函间的绝缘电阻应大于1MO，且具有较好的水密性能，能够防止雨水侵入。

优选的，参比电极5被安装在金属构件1的外侧，便于更换。参比电极5能够长期准确、可靠地测量地下管路各部分的保护电位，以保证各个部分的保护效果。

优选的，参比电极5由银、氯化银和钛中的一种或多种材料制成。采用银或氯化银材料制成的参比电极5的使用寿命更长，能够满足设计使用年限的要求。

在上述用于地下管路的阴极保护装置的其他实施方式中：也可按照以下方式地下管路的全部或部分金属构件1上进行实施，例如：对于地下管路构件长度较长的情况，可以对其进行分段包覆活性炭纤维布2的方式，实施分段极化。

进一步的，用于地下管路的阴极保护装置还包括接线柱7，接线柱7是为分别捆扎有活性炭纤维布2、阴极接入点3以及电位测试点的连接电缆。设置接线柱7可以方便接线管理，避免发生因接线混乱引起电路短路、线体老化等问题的发生。

本发明还公开了一种用于地下管路的阴极保护方法，包括以下步骤：

外加直流电通过活性炭纤维布上的导电部向地下管路的金属构件施加电流，并与金属构件上设置的阴极接入点之间形成导电回路，导电部是由无胶基活性炭纤维布制成；

监测控制地下管路的金属构件的电位值数据，其包括以下步骤：比较地下管路的金属构件的目标电位值数据和采集到的地下管路的金属构件实际电位值数据，根据比较结果信息，调整外加直流电的输出值。

该用于地下管路的阴极保护方法在具体实施时，可以在待保护金属构件1的周围设置相对密封的导电区域，如分别在活性炭纤维布2上该设置的多块导电部21，并将位于该导电区域中的金属构件1上设置阴极接入点3，外加直流电分别连接在活性炭纤维布2上的多块导电部21和阴极接入点3上，活性炭纤维布2分别与阴极接入点3间通过多块导电部21形成导电回路。

由于直流电源4可对地下管路金属构件1和活性炭纤维布2施加一定的直流电流，导电部21的表面将发生电化学反应，使其能够不断的向金属构件1的阴极接入点3提供电子，从而使金属构件1产生阴极极化。当金属构件1的阴极接入点3的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制，进而实现对桥梁地下管路锈蚀的抑制，可以大幅提高目前地下管路的使用寿命，去除了锈蚀对地下管路使用寿命的影响，使地下管路的寿命计算成为可能。

监测控制地下管路电位值的步骤在具体实施时，可以通过连接在金属构件1上电位测试点上的监测装置，如参比电极，采集金属构件1的电位值数据，通过电位采集仪采集数据，并通过有线或无线的方式将数据信息发送给控制装置，如恒电位仪监测器，恒电位仪监测器通过比较地下管路的目标电位值数据和由电位采集仪采集到的地下管路实际电位值数据，输出比较结果信息，并调整外加直流电的输出值，使金属构件1阴极接入点3的电位始终处于设计的要求值。

实施本发明实施例的用于地下管路的阴极保护方法及装置，由于外加直流电分别施加在位于地下金属构件的活性炭纤维布和阴极接入点上，活性炭纤维布分别与阴极接入点间通过导电部形成导电回路，该导电回路在金属构件上产生了阴极极化，增强了对地下管路金属构件锈蚀的抑制，消除锈蚀对地下管路金属构件使用寿命的影响，可以大幅提高目前地下管线金属构件的使用寿命。

Claims (2)

1.一种用于地下管路的阴极保护装置，用以增强位于地下的金属构件的抗腐蚀性能，所述金属构件包括金属管道、金属轨道、钢筋和/或钢绞线中的任一种，其特征在于，包括：金属构件和包覆在所述金属构件外周部分区域的活性炭纤维布，所述活性炭纤维布至少包括导电部，所述导电部由无胶基的活性炭纤维布制成，所述金属构件上设有阴极接入点；

还包括：安装在所述金属构件外侧的参比电极和用于提供持续、稳定电压或电流的直流电源，所述参比电极设置绝缘，其在干燥状态下的绝缘电阻大于1MΩ，其由银、氯化银和钛中的任一材料制成；所述直流电源的一端分别与所述活性炭纤维布上的所述多块导电部相连接，其相对的另一端连接在所述阴极接入点上；其中：所述金属构件上设置电位测试点，所述参比电极接连在所述电位测试点上；

所述直流电源施加直流电分别在所述活性炭纤维布和所述阴极接入点上，所述活性炭纤维布分别与所述阴极接入点间通过所述导电部形成导电回路。

2.如权利要求1所述的用于地下管路的阴极保护装置，其特征在于，还包括：接线柱，所述接线柱为分别捆扎有所述活性炭纤维布的所述导电部、所述阴极接入点以及所述电位测试点的连接电缆。