CN105200440A - 用于阴极保护系统的具有低衰减性能的阳极装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于阴极保护系统的阳极装置。所述阳极装置包括一细长壳体、一电缆、一阳极、和导电填料。所述壳体具有一前导端和一尾端，所述电缆延伸贯穿壳体。阳极位于壳体内部并由多个导电区段构成，多个导电区段彼此分隔并且在其对应的导电接头电连接到电缆。填料在壳体内部包围阳极和电缆。

Description

用于阴极保护系统的具有低衰减性能的阳极装置

技术领域

通常地，本发明涉及阴极保护系统；本发明尤其涉及在该系统中使用的线性阳极装置。

背景技术

阴极保护系统通常利用具有各种形状(如圆形、扁平形等)的封装的线性阳极，可以是聚合电缆阳极或封装在内部充满导电填料的编结或未编结的织物壳体内的混合金属氧化物(MMO)阳极线。这些市场上可买到的基于织物(fabric-based)的线性阳极在设计与功能上相似。曼特克股份有限公司(Matcor，Inc.)，即本发明的申请人提供一种用于阴极保护系统的特别有用的封装的线性阳极，其具有商标SPL-FBR。

曼特克公司制造SPL-FBR线性阳极产品。该产品是曼特克公司多年前开发的，并且如今几家公司在生产类似的产品。该产品由连续的涂有钛的MMO阳极线(阳极)和内部绝缘的导电体(电缆)并行运行并且在许多均匀间隔排列点相连而构成。

如同其他制造商制造的线性阳极，这些制造商使用阳极线与电缆在沿线许多均匀间隔点相连，SPL-FBR线性阳极装置具有电衰减缺点，尤其当阳极装置较长且用于包含阳极作为其一部分的腐蚀保护系统的电源有限时。鉴于此，当电源的可用性有限，随着电流从阳极连续释放会产生衰减因素。当把与直流电源相连的阳极装置的端部移得越来越远，电压随之降低并且从阳极释放的电流陡然下降。

因此，亟需一种可以解决上述问题的线性阳极装置。本发明提供的阳极装置可实现上述目的。

再此引用或/和提及的文献以参考的方式并入本申请。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于阴极保护系统的阳极装置。该阳极装置具有前导端和尾端，并且包括电缆和阳极。该阳极包括多个导电区段，每个导电区段具有前导端和尾端。导电区段的前导端和尾端在沿着电缆纵向的对应的电导接头与电缆电连接，并且相邻导电区段彼此隔有间距。

根据本发明的一个较优的方面，阳极装置还包括具有前导端和尾端的壳体和导电填料。导电填料位于壳体内部，并且阳极在壳体内部沿着电缆延伸并由填料包围。

根据本发明的一个较优的实施方案，每个导电区段的长度为至少3米，并且每个导电区段的长度相等。在该实施方案中，导电区段之间相隔的间距为6或9米，并且每个间距等长。此外，电缆包括至少一根电导线和电绝缘覆盖物，其中每个导电接头包括电绝缘材料主体，所述电绝缘材料主体在接头附近原位模塑成型，以使其完全覆盖并包裹接头，并且整体直接与电绝缘覆盖物的某些部分结合。

附图说明

图1是现有技术中用于阴极腐蚀保护系统的线性阳极装置的侧视图；

图2是根据本发明的用于阴极腐蚀保护系统的线性阳极装置的侧视图。

具体实施方式

参见附图中的各标号，根据本发明构建的线性阳极装置的一个示例如图2中的120所示，其中相同部件由相同的标号表示。阳极装置120除了其阳极的结构和设置(将于后文叙述)外，类似于SPL-FBR阳极装置20(图1)，后者可从曼特克公司(即本发明的申请人)购买到。

现有技术中SPL-FBR阳极装置的细节如图1所示。可以看出现有技术中的阳极装置20基本上包括阳极22、内部绝缘的导电体或电缆24、多孔织物或布料外壳26、导电填料28例如焦炭、和为壳体提供额外支撑的外编结部30。阳极装置20可以是任意长度，从10英尺至超过1000英尺。

电缆24是任意常规结构，例如，它包括多个导电铜绞线或长丝，其外表面具有电绝缘覆盖物或涂层，例如，聚偏氟乙烯。电缆被置于壳体的中心，并沿着壳体延伸，以至于一部分36延伸至阳极装置的尾端20A的外部，而相对的另一部分(未显示)延伸至阳极装置的前导端20B的外部。

阳极22由细长且薄的柔性构件形成，例如，导电的线、织带、管等，如贵金属组合物，例如混合金属氧化物(MMO)和钛或铂和铌/铜，或任何其他常规阳极材料。阳极22在壳体内沿电缆24在电缆几乎整个长度上连续延伸，并在多个等距间隔点与电缆电连接。因此，阳极22包括多个区段40，并且每个区段具有分别电连接到电缆24的导电体的对应部分的尾端和前导端。阳极装置20根据其长度可包含任意数量的阳极区段。第一阳极区段40A的尾端在位于邻近阳极装置尾端的第一连接件24A电连接到电缆24的导体。第一阳极区段40A的前导端在第二个连接件24B电连接到电缆24的导体。第二连接件24B距第一连接件24A预定距离，例如X米。后一阳极区段40B的尾端也在连接件24B电连接到电缆24的导体。阳极区段40B的前导端在第三连接件24C电连接到电缆24的导体，其中第三连接件距连接件24B预定距离，例如X米。后续区段以同样的方式连接到电缆24，并且最后一段区段40N(即最接近阳极装置的前导端的区段)的前导端在连接件24N连接到电缆，该连接件24N邻近壳体的前导端。由此，阳极区段40A至40N和电缆24在织物壳体内部被填料28包围且彼此并列运行贯穿织物壳体26。

每个阳极到导线(电缆)的电连接24A-24N的完整性非常重要，其较优地通过连接件实现。连接件是美国专利8,502,074(Schutt)的保护内容，其专利权人也是曼特克公司并且该专利公开的内容通过参考的方式纳入本发明。每个连接件24A至24N基本上包括第一开放区域，在这里阳极区段电连接到细长导电体以形成良好的导电接头和电绝缘材料的主体32。电绝缘材料的主体32在接头附近原位模塑成型，以便使其完全覆盖并封装接头，并整体直接与电缆上临近开放区域的电绝缘的部分结合。这种设置使接头与电绝缘并防止水或其他材料进入接头。

应该指出的是，连接件不是阳极区段连接到线性阳极装置电缆的唯一方式。因此，线性阳极的其他制造商还使用其他类型的连接件，例如，将机械连接件连同热缩管用于封装连接点(电接头)。

无论阳极22和电缆24之间在各连接点使用何种类型的连接件，现有技术中的线性阳极容易出现上述的衰减问题。

截然不同的是，本发明提供的阳极装置120通过排除连续(尽管是分段的)阳极线元件并将它替换为一种其区段彼此间隔的阳极从而克服了这一问题。这种“缝合(stitch)”方法，虽然从阳极装置的外部不可见，但其提高了腐蚀保护系统中阳极的性能。尤其是，通过沿整个装置隔开阳极区段(而不是一个其内部有效"连续"的阳极，如SPL-FBR阳极装置)，衰减将会大大减少，因此本发明的阳极装置可利用给定的直流电源从单一位点供给更长的阳极。由此，本发明的阳极装置的用户能够从固定的电源运行更长的阳极。

阳极装置120如图2所示，其主要包括具有改良阳极的SPL-FBR阳极装置。为了精简起见，阳极装置120和20的共同特征用相同的标号表示，而不重申这些特征的结构、设置和操作的详细信息。如此，从图2中可以看出，阳极装置120基本上包括阳极122、内部绝缘的导电体或电缆24、多孔织物或布料外壳26、导电填料28、和外编结部30。阳极装置120可以是任何长度，从10英尺到超过1000英尺，但由于其对衰减损失的抗性，当其长度长于常规线性阳极装置(例如，曼特克公司的SPL-FBR阳极装置和其他制造商的阳极装置)时特别有用。

阳极122与阳极22相同，由细长且薄的柔性构件形成，例如，导电的线、丝带、管等。阳极122在壳体内部沿电缆24延伸并且与电缆的导体在等距点相连。然而，与阳极22不同的是它是不连续的，即它包括彼此分离的区段140。每一区段具有分别电连接到电缆导电体的对应部分的尾端和前导端。阳极装置根据其长度可包含任意数量的阳极区段。

如图2所示，第一阳极区段140A的尾端在紧邻阳极装置120的尾端的第一连接件124A电连接到电缆24的导体。第一阳极区段140A的前导端在第二连接件124B电连接到电缆24的导体。第二连接件124B相距第一连接件124A预定的距离，例如3米。不同于阳极装置20，阳极装置120的阳极122的下一区段140B的尾端并未在连接件124B连接到电缆。而是，它在第三连接件124C连接到电缆24的导体，第三连接件124C相距连接件124B预定的距离，如6或9米。第二阳极区段140B的前导端在第四连接件124D电连接到电缆24的导体。第四连接件124D相距第三连接件124C预定的距离，例如3米。阳极122的后续区段以同样的方式连接到电缆24，并且最后区段140N，即最靠近阳极装置的前导端的区段，该区端的前导端在连接件124N连接到电缆，该连接件124N邻近壳体的前导端。由此，阳极区段140A至140N和电缆24在织物壳体内部的填料28包围下彼此并行运行贯穿织物壳体26，并保持直接相邻的区段彼此之间由间隙分离开。

如同阳极装置20，阳极装置120的每个电连接件124A至124N是以美国专利8,502,074(Schutt)提供的连接件的形式完成的。

本领域人员应该理解，通过将阳极分段和扩展阳极区段之间的间距(而不是一个内部连续的阳极)，这样衰减会大大减少，本发明的阳极装置使用户可从单一位点向更长的阳极供电。这使得用户可从固定电源运行更长的阳极。

在此应该指出，在此示范性的实施方案中，每个阳极区段的长度均为3米。这仅作为示例。因此，如果需要，每个阳极区段的长度可以是另一个值。同样，相邻阳极区段之间的间距或间隙在此为6或9米。这些值也仅作为示例。由此，如果需要，连续阳极区段之间的间距或间隙可以是另一个值。

此外还应指出，可以对上述阳极装置进行其他变化以适用于其他阴极腐蚀保护用途。例如，阳极组装可以构建成不包括任何织物壳体或其他外套。这种变体的阳极装置可通过以下方式使用：阳极装置置于地下焦炭填料内或直接置于地下而无需焦炭填料。

无需更进一步阐述，前述内容充分阐明了本发明使得他人可以通过应用现有或将来的知识，采用本实施方式在不同服务条件下使用。

Claims (12)

1.一种用于阴极保护系统的阳极装置，所述阳极装置具有一前导端和一尾端，并且包括一电缆和一阳极，所述阳极包括多个导电区段，每个所述导电区段具有一前导端和一尾端，所述导电区段的所述前导端和尾端在沿着所述电缆纵向的对应的导电接头电连接到所述电缆，并且相邻的导电区段之间间隔一间距。

2.根据权利要求1所述的阳极装置，其中所述阳极装置还包括一细长壳体和导电填料，所述壳体具有一前导端和一尾端，所述电缆在所述壳体的前导端和尾端之间延伸贯穿所述壳体，所述阳极在所述壳体内沿着所述电缆延伸并被所述填料包围。

3.根据权利要求1或2所述的阳极装置，其中每个所述导电区段的长度相等。

4.根据权利要求3所述的阳极装置，其中每个所述导电区段的长度是至少3米。

5.根据权利要求1或2所述的阳极装置，其中所述导电区段之间的间距相等。

6.根据权利要求5所述的阳极装置，其中每个所述间距为6或9米。

7.根据权利要求3所述的阳极装置，其中所述导电区段之间的间距相等。

8.根据权利要求3所述的阳极装置，其中每个所述导电区段的长度是至少3米，以及所述导电区段之间的每个间距为6或9米。

9.根据权利要求1或2所述的阳极装置，其中所述电缆包括至少一电导线和一电绝缘掩体，其中每个所述导电接头包括一电绝缘材料主体，所述电绝缘材料主体在所述接头附近原位模塑成型，以使其完全覆盖并包裹所述接头，并整体直接与所述电绝缘掩体的部分结合。

10.根据权利要求2所述的阳极装置，其中所述细长壳体是多孔的。

11.根据权利要求10所述的阳极装置，其中所述多孔壳体由织物形成。

12.根据权利要求2所述的阳极装置还包括所述壳体上的编结部。