CN110318058A - 一种利用波浪能发电防止海工平台海潮差腐蚀的方法 - Google Patents

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王松
徐敏义
范忠杰
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    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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    • C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
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    • C23F13/20—Conducting electric current to electrodes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

本发明公开了一种利用波浪能发电防止海工平台海潮差腐蚀的方法，通过摩擦纳米发电机网络将海洋波浪能转变为交流电能，并将交流电能转变为直流电能后，将直流电能施加在海工平台腐蚀金属和对电极上。本发明能够利用海洋环境中海浪的低频机械能，产生电能，为海工平台的易腐蚀金属提供阴极保护的电源。本发明克服了传统阴极保护需要外电源或者牺牲阳极的缺点，在能源回收利用的同时进行有效的阴极保护，特别适用于海洋工程平台海潮差腐蚀、海底管路腐蚀、闸门腐蚀以及其他近海岸工程的金属腐蚀。摩擦纳米发电机网络发出的电流经过整流设备的处理形成稳定的直流电输出，为海工平台广泛存在的海潮差腐蚀问题提供了一种成本低廉、稳定的阴极保护技术。

Description

一种利用波浪能发电防止海工平台海潮差腐蚀的方法
技术领域
本发明涉及涉及金属防腐领域，尤其涉及一种利用波浪能发电防止海工平台海潮差腐蚀的方法。
背景技术
海工平台外加电流阴极保护是防止海工平台海潮差腐蚀重要的方法之一，其特点是必须具有常年供电的直流电源。在外加电流阴极保护系统中，需要有一个稳定的直流电源，以提供保护电流。在保护系统中使用的电源的类型有：恒电位仪、太阳能电池、风力发电机、热电电池等。以上几种方法均具有成本高，发电性能受外界因素影响而造成的电流不稳定等缺点。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种成本低廉、电流稳定的利用波浪能发电防止海工平台海潮差腐蚀的方法。
本发明的思路是：通过摩擦纳米发电机网络将海洋波浪能转变为交流电能，并将交流电能转变为直流电能后，将直流电能施加在海工平台腐蚀金属和对电极上。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种利用波浪能发电防止海工平台海潮差腐蚀的方法，包括以下步骤：
A、构建防止海工平台海潮差腐蚀装置
按照海工平台防腐蚀要求构建防止海工平台海潮差腐蚀装置，所述的防止海工平台海潮差腐蚀装置包括摩擦纳米发电机网络、电流转换单元、对电极和导电线缆。
所述摩擦纳米发电机网络与电流转换单元相连，电流转换单元经导电线缆分别与对电极和海工平台海潮差金属腐蚀区相连。
所述电流转换单元正极接对电极，负极接海工平台海潮差金属腐蚀区。
所述对电极置于海水中，用于与海工平台海潮差金属腐蚀区形成回路。
所述对电极的电位高于海工平台海潮差金属腐蚀区的金属电位。
所述摩擦纳米发电机网络由多个摩擦纳米发电机并联构成。
所述摩擦纳米发电机包括固固接触摩擦纳米发电机和液固摩擦纳米发电机。
B、收集海洋波浪能
摩擦纳米发电机网络将海洋波浪能变成交流电能或直流电能，如果是直流电能，则转步骤D。
C、电流转换
电流转换单元将交流电能变成直流电能。
D、电流防腐保护
将直流电能分别施加在海工平台海潮差金属腐蚀区和对电极上。
进一步的，所述对电极为铂对电极或碳对电极。
进一步的，所述摩擦纳米发电机包括单电机式摩擦纳米发电机、接触分离式摩擦纳米发电机、滑动式摩擦纳米发电机和独立层式摩擦纳米发电机。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明能够利用海洋环境中海浪的低频机械能，产生电能，为海工平台的易腐蚀金属提供阴极保护的电源。本发明克服了传统阴极保护需要外电源或者牺牲阳极的缺点，在能源回收利用的同时进行有效的阴极保护，特别适用于海洋工程平台海潮差腐蚀、海底管路腐蚀、闸门腐蚀、以及其他近海岸工程的金属腐蚀，为海工平台广泛存在的海潮差腐蚀问题提供了一种成本低廉、稳定的阴极保护技术。
2、本发明的摩擦纳米发电机或者摩擦纳米发电机网络发出的电流经过整流设备的处理，使其形成稳定的直流电输出。
3、本发明采用的摩擦纳米发电机，各部分的材料可选范围宽，制备工艺简单，整个器件的制造工艺不需要昂贵的原材料和先进的制造设备，可以克服传统阴极保护技术成本较高的问题，有利于大规模工业生产和实际应用。
附图说明
图1是本发明的流程图。
图2是本发明的应用示意图。
图3是海工平台不同区域海潮差腐蚀速度示意图。
图4是海潮差腐蚀防护连接示意图。
图中：1、摩擦纳米发电机网络；2、电流转换单元；3、海工平台海潮差金属腐蚀区；4、对电极；5、导电线缆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-2所示，一种利用波浪能发电防止海工平台海潮差腐蚀的方法，包括以下步骤：
A、构建防止海工平台海潮差腐蚀装置
按照海工平台防腐蚀要求构建防止海工平台海潮差腐蚀装置，所述的防止海工平台海潮差腐蚀装置包括摩擦纳米发电机网络1、电流转换单元2、对电极4和导电线缆5。
所述摩擦纳米发电机网络1与电流转换单元2相连，电流转换单元2经导电线缆5分别与对电极4和海工平台海潮差金属腐蚀区3相连。
所述电流转换单元2正极接对电极4，负极接海工平台海潮差金属腐蚀区3。
所述对电极4置于海水中，用于与海工平台海潮差金属腐蚀区3形成回路。
所述对电极4的电位高于海工平台海潮差金属腐蚀区3的金属电位。
所述摩擦纳米发电机网络1由多个摩擦纳米发电机并联构成。
所述摩擦纳米发电机包括固固接触摩擦纳米发电机和液固摩擦纳米发电机。
B、收集海洋波浪能
摩擦纳米发电机网络1将海洋波浪能变成交流电能或直流电能，如果是直流电能，则转步骤D。
C、电流转换
电流转换单元2将交流电能变成直流电能。
D、电流防腐保护
将直流电能分别施加在海工平台海潮差金属腐蚀区3和对电极4上。
进一步的，所述对电极4为铂对电极4或碳对电极4。
进一步的，所述摩擦纳米发电机包括单电机式摩擦纳米发电机、接触分离式摩擦纳米发电机、滑动式摩擦纳米发电机和独立层式摩擦纳米发电机。
图3所示为海工平台不同区域海潮差腐蚀速度示意图，由图中可以看出，海水潮差区的金属腐蚀速度较快，对海工平台的维修保养带来很多不便，进而会影响到海上作业的安全问题。因而寻求较好的防海潮差腐蚀方法至关重要。
图4所示为海潮差腐蚀防护连接示意图，电流转换单元2正极接对电极4，负极接海工平台海潮差金属腐蚀区3；并且直接接在金属表面进行防腐保护，外部包裹防蚀膏、发泡衬里、防蚀保护罩等其他防腐方法。
本发明不局限于本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种利用波浪能发电防止海工平台海潮差腐蚀的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、构建防止海工平台海潮差腐蚀装置
按照海工平台防腐蚀要求构建防止海工平台海潮差腐蚀装置，所述的防止海工平台海潮差腐蚀装置包括摩擦纳米发电机网络(1)、电流转换单元(2)、对电极(4)和导电线缆(5)；
所述摩擦纳米发电机网络(1)与电流转换单元(2)相连，电流转换单元(2)经导电线缆(5)分别与对电极(4)和海工平台海潮差金属腐蚀区(3)相连；
所述电流转换单元(2)正极接对电极(4)，负极接海工平台海潮差金属腐蚀区(3)；
所述对电极(4)置于海水中，用于与海工平台海潮差金属腐蚀区(3)形成回路；
所述对电极(4)的电位高于海工平台海潮差金属腐蚀区(3)的金属电位；
所述摩擦纳米发电机网络(1)由多个摩擦纳米发电机并联构成；
所述摩擦纳米发电机包括固固接触摩擦纳米发电机和液固摩擦纳米发电机；
B、收集海洋波浪能
摩擦纳米发电机网络(1)将海洋波浪能变成交流电能或直流电能，如果是直流电能，则转步骤D；
C、电流转换
电流转换单元(2)将交流电能变成直流电能；
D、电流防腐保护
将直流电能分别施加在海工平台海潮差金属腐蚀区(3)和对电极(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种利用波浪能发电防止海工平台海潮差腐蚀的方法，其特征在于：所述对电极(4)为铂对电极(4)或碳对电极(4)。
3.根据权利要求1所述的一种利用波浪能发电防止海工平台海潮差腐蚀的方法，其特征在于：所述摩擦纳米发电机包括单电机式摩擦纳米发电机、接触分离式摩擦纳米发电机、滑动式摩擦纳米发电机和独立层式摩擦纳米发电机。
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