CN115652312A - 一种海上风电基础阴极保护参比电极及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于阴极保护防腐术领域，尤其涉及海上风电基础阴极保护参比电极及其制作工艺。其中，参比电极，包括：电极；金属杆，设置于电极的其中一端上；以及主体结构，用于设置在固定结构上，主体结构将电极以及金属杆进行包覆；其中，电极远离金属杆的一端露出主体结构，金属杆的远离电极的一端连接有导线，该导线伸出主体结构；其中，主体结构由聚氨酯浇注成型。通过采用聚氨酯作为主体结构，在海水中，不仅能够大大降低参比电极的整体重量，方便水下施工；而且，因聚氨酯本身为绝缘材料，因此在电极与主体结构之间省略了绝缘结构，使得整体的结构得到了简化。

Description

一种海上风电基础阴极保护参比电极及其制作工艺

技术领域

本发明属于阴极保护防腐术领域，尤其涉及一种海上风电基础阴极保护参比电极及其制作工艺。

背景技术

阴极保护系统作为一种有效的金属防腐系统，在海上风电中大量使用，通过向浸泡在海水中的金属结构物施加负电子，使得金属结构物相较与参比电极的电位处于一定的水平，从而达到防腐的效果。其中，参比电极也称参考电极，其功用是在测量对象的电极电位时提供基准电位(或称参考电位、参比电位，参比电极名称即由此而来)，实现准确、定量、可比较的测量。在系统运行期间，恒电位仪通过参比电极采集到的被保护结构的电位，适时调整恒电位仪的输出电流，以确保被保护结构始终处于最佳的极化电位。同时恒电位仪具备通信功能，可通过通讯实现对恒电位仪的远程监测。

现阶段的一些用于海上风电中的参比电极，大致由电极、绝缘结构以及主体结构组成。

如公开号为CN204999975U的中国实用新型专利，其公开了一种用于水下的参比电极，在说明书第26段中，记载了参比电极探头7的后端连接一横向设置在探头封盖6内的第一导电插针71的一端，第一导电插针71的另一端穿过一横向设置在水密底座11内的阶梯孔型的导电套管72与内部电线73的一端连接，……。

公开号为CN216765065U的中国实用新型专利，其公开了一种海上风电钢结构基础阴极保护参比电极，记载了：，包括PVC法兰，PVC法兰的上表面卡接有法兰盘,PVC法兰与法兰盘的上表面均开设有通孔，通孔贯穿连接有M14螺丝，M14螺丝的两端均螺纹连接有M14螺丝螺母，PVC法兰的下表面卡接有参比电极，法兰盘的上表面通过螺栓固定安装有固定钢管。

根据上述记载的内容可知，这类参比电极需要有着极高的密封性能，以避免水从电极探头与其外壳之间的缝隙中渗入，目前现有的一些密封均是采用胶粘或者是橡胶圈进行密封，而橡胶一般的使用寿命在2-10年左右，因此有必要提供一种能够更长久的浸泡于恶劣的海水环境中的参比电极，以对阴极保护电位进行准确监测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海上风电基础阴极保护参比电极及其制作工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，一方面，提供一种海上风电基础阴极保护参比电极，包括：

电极；

金属杆，设置于电极的其中一端上；

以及主体结构，用于设置在固定结构上，主体结构将电极以及金属杆进行包裹；

其中，电极远离金属杆的一端露出主体结构，金属杆的远离电极的一端连接有导线，该导线伸出主体结构；

其中，主体结构由聚氨酯浇注成型。

在上述技术方案中，进一步的，主体结构在固化后与电极、金属杆粘接为一体。

在上述任一技术方案中，进一步的，电极、金属杆与主体结构之间涂抹有一层胶粘剂。

在上述任一技术方案中，进一步的，电极与主体结构之间的侧接触面为具有锯齿状凹槽的面。

在上述任一技术方案中，进一步的，主体结构内具有空腔，金属杆的远离电极的一端伸入至空腔内，主体结构的安装端面上还设置有一端伸入至空腔内的电缆填料函，导线通过电缆填料函伸出主体结构。

在上述任一技术方案中，进一步的，主体结构的空腔内设置有安装板，电缆填料函装配于安装板上并从主体结构的安装端面伸出，主体结构与安装板之间通过第一预埋螺栓进行连接固定。

在上述任一技术方案中，进一步的，空腔内填充有将金属杆和导线包裹的石蜡。

在上述任一技术方案中，进一步的，主体结构内设置有的第二预埋螺栓，第二预埋螺栓的端部从主体结构的安装端面上伸出。

在上述任一技术方案中，进一步的，主体结构的安装端面上还设置有环绕电缆填料函的密封凸起，密封凸起有多个，并由内向外层层环绕。

另一方面，还提供一种海上风电基础阴极保护参比电极的制作工艺，包括如下步骤：

步骤一、零件的装配：

将电极与金属杆进行焊接；准备第一预埋螺栓和第二预埋螺栓；

步骤二、浇注：

利用模具，对电极、金属杆、第一预埋螺栓以及第二预埋螺栓进行浇注形成主体结构，其中浇注的材料为聚氨酯；

浇注后，电极的一端裸露在外，其余部分被主体结构所包裹；

主体结构远离电极的一端具有空腔，金属杆的其中一端伸入到空腔内；

第一预埋螺栓和第二预埋螺栓从主体结构上伸出；

步骤三、封装：

在金属杆的端部安装导线，并在空腔内灌注石蜡，使金属杆和导线接头包裹在石蜡内部；

步骤四、零件的装配：

准备安装板，将电缆填料函装配于安装板上，将安装板盖合在空腔的端口上，并通过第一预埋螺栓将安装板进行固定，其中，金属杆上的导线伸出石蜡后从电缆填料函上伸出。

本发明的有益效果是：

1、通过采用聚氨酯作为主体结构，在海水中，不仅能够大大降低参比电极的整体重量，方便水下施工；而且，因聚氨酯本身为绝缘材料，因此在电极与主体结构之间省略了绝缘结构，使得整体的结构得到了简化。

2、将主体结构与电极、金属杆粘接为一体，不仅能够提高生产效率，而且因主体结构在固化过程中会发生体积收缩，所产生的收缩力会抱紧电极和金属杆，从而增加了密封效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图中附图标记为：100、电极；200、金属杆；300、主体结构；310、空腔；320、密封凸起；400、锯齿状凹槽的面；500、安装板；510、电缆填料函；520、第一预埋螺栓；600、石蜡；700、第二预埋螺栓。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

需要说明的是，在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种海上风电基础阴极保护参比电极，包括：电极100；金属杆200，设置于电极100的其中一端上；以及主体结构300，主体结构300由聚氨酯浇注成型，用于设置在固定结构上，主体结构300将电极100以及金属杆200进行包裹；

其中，电极100远离金属杆200的一端露出主体结构300，与海水相接触，金属杆200的远离电极100的一端连接有导线210，该导线210伸出主体结构300。

基于目前的一些参比电极，在本技术方案中，通过采用聚氨酯作为主体结构300，在海水中，不仅能够大大降低参比电极的整体重量，方便水下施工；而且，因聚氨酯本身为绝缘材料，因此在电极100与主体结构300之间省略了绝缘结构，使得整体的结构得到了简化。

在本实施例中，优化的，主体结构300在固化后与电极100、金属杆200粘接为一体。

在本技术方案中，将主体结构300与电极100、金属杆200粘接为一体，不仅能够提高生产效率，而且因主体结构300在固化过程中会发生体积收缩，所产生的收缩力会抱紧电极100和金属杆200，从而增加了密封效果。

在本实施例中，优化的，电极100、金属杆200与主体结构300之间涂抹有一层胶粘剂。

在本技术方案中，通过涂抹金属胶粘剂，使得电极100、金属杆200在主体结构300上能更牢固。

实施例2：

本实施例提供了一种海上风电基础阴极保护参比电极，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

如图1所示，在本实施例中，电极100与主体结构300之间的侧接触面为具有锯齿状凹槽的面400。

在本技术方案中，在电极100的侧面设置有由上往下设置的一圈圈的凹槽，在主体结构300浇注成型后，就形成了上述锯齿状凹槽的面400，采用该设置后，增大了电极100与主体结构300之间的接触面，进而增加了泄露路径的长度，延缓泄露。

实施例3：

本实施例提供了一种海上风电基础阴极保护参比电极，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

如图1所示，在本实施例中，主体结构300内具有空腔310，金属杆200的远离电极100的一端伸入至空腔310内，主体结构300的安装端面上还设置有一端伸入至空腔310内的电缆填料函510，导线210通过电缆填料函510伸出主体结构300。其中，空腔310内填充有将金属杆200和导线210包裹的石蜡600。

在本技术方案中，通过采用石蜡600对金属杆200导线210进行封装，能够有效的防止在使用过程中海水渗入到参比电极内，进而避免测量的电位不准确。

实施例4：

本实施例提供了一种海上风电基础阴极保护参比电极，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

如图1所示，在本实施例中，所述主体结构300的空腔310的端口上设置有安装板500，所述电缆填料函510装配于所述安装板500上，所述主体结构300与所述安装板500之间通过第一预埋螺栓520进行连接固定。

在本技术方案中，通过增设安装板500，将电缆填料函510装配于安装板500上，以提高电缆填料函510的安装强度。

实施例5：

本实施例提供了一种海上风电基础阴极保护参比电极，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

如图1所示，在本实施例中，主体结构300内设置有第二预埋螺栓700，第二预埋螺栓700的端部从主体结构300的安装端面上伸出。

在本技术方案中，由于主体结构300是安装在固定结构的法兰上的，为此，在主体结构300上设置有第二预埋螺栓700，通过采用螺栓连接的方式将主体结构300安装在固定结构上。

实施例6：

本实施例提供了一种海上风电基础阴极保护参比电极，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

如图1和图2所示，在本实施例中，主体结构300的安装端面上还设置有环绕电缆填料函510的密封凸起320，密封凸起320有多个，并由内向外层层环绕。

在本技术方案中，在主体结构300浇注成型时，同时形成密封凸起320，通过在主体结构300的安装端面上设置密封凸起320，以提高主体结构300与固定结构之间的密封性，进一步减少海水渗入到腔体内。该密封凸起320相较于橡胶圈密封，其使用寿命得到了明显提高。

具体的，由于主体结构300由聚氨酯制成，材料较软，因此主体结构300安装在固定结构的法兰上，并用螺母紧固第二预埋螺栓700时，密封凸起320首先受到挤压并形成密封面，通过石蜡600与密封凸起形成了双重密封效果，进而有效的提高了空腔310密封的可靠性。

实施例7：

本实施例提供了一种用于上述实施例的参比电极的制作工艺，具体包括如下步骤：

步骤一、零件的装配：

将电极100与金属杆200进行焊接；准备第一预埋螺栓520和第二预埋螺栓700；

步骤二、浇注：

利用模具，对电极100、金属杆200、第一预埋螺栓520以及第二预埋螺栓700进行浇注形成主体结构，其中浇注的材料为聚氨酯；

浇注后，电极100的一端裸露在外，其余部分被主体结构所包裹；

主体结构远离电极100的一端具有空腔310，金属杆200的其中一端伸入到空腔310内；

第一预埋螺栓520和第二预埋螺栓700均从主体结构上伸出；

步骤三、封装：

在金属杆200的端部安装导线210，并在空腔310内灌注石蜡600，使金属杆200和导线210接头包裹在石蜡600内部；

步骤四、零件的装配：

准备安装板500，将电缆填料函510装配于安装板500上，将安装板500盖合在空腔310的端口上，通过均布的第一预埋螺栓520将安装板500固定在主体结构300上，其中，金属杆200上的导线210伸出石蜡600后从电缆填料函510上伸出。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征是可以相互组合的，本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种海上风电基础阴极保护参比电极，包括：

电极(100)；

金属杆(200)，设置于电极(100)的其中一端上；

以及主体结构(300)，用于设置在固定结构上，所述主体结构(300)将所述电极(100)以及金属杆(200)进行包裹；

其中，所述电极(100)远离金属杆(200)的一端露出主体结构(300)，所述金属杆(200)的远离电极(100)的一端连接有导线(210)，该导线(210)伸出主体结构(300)；

其特征在于，所述主体结构(300)由聚氨酯浇注成型。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电基础阴极保护参比电极，其特征在于，所述主体结构(300)在固化后与所述电极(100)、金属杆(200)粘接为一体。

3.根据权利要求1所述的一种海上风电基础阴极保护参比电极，其特征在于，所述电极(100)、金属杆(200)与所述主体结构(300)之间涂抹有一层胶粘剂。

4.根据权利要求2所述的一种海上风电基础阴极保护参比电极，其特征在于，所述电极(100)与主体结构(300)之间的侧接触面为具有锯齿状凹槽的面(400)。

5.根据权利要求1所述的一种海上风电基础阴极保护参比电极，其特征在于，所述主体结构(300)内具有空腔(310)，所述金属杆(200)的远离电极(100)的一端伸入至所述空腔(310)内，所述主体结构(300)的安装端面上还设置有一端伸入至所述空腔(310)内的电缆填料函(510)，所述导线(210)通过所述电缆填料函(510)伸出所述主体结构(300)。

6.根据权利要求5所述的一种海上风电基础阴极保护参比电极，其特征在于，所述主体结构(300)的空腔(310)的端口上设置有安装板(500)，所述电缆填料函(510)装配于所述安装板(500)上，所述主体结构(300)与所述安装板(500)之间通过第一预埋螺栓(520)进行连接固定。

7.根据权利要求6所述的一种海上风电基础阴极保护参比电极，其特征在于，所述空腔(310)内填充有将所述金属杆(200)和导线(210)包裹的石蜡(600)。

8.根据权利要求5-7所述的一种海上风电基础阴极保护参比电极，其特征在于，所述主体结构(300)内设置有第二预埋螺栓(700)，所述第二预埋螺栓(700)的端部从主体结构(300)的安装端面上伸出。

9.根据权利要求8所述的一种海上风电基础阴极保护参比电极，其特征在于，所述主体结构(300)的安装端面上还设置有环绕所述电缆填料函(510)的密封凸起(320)，所述密封凸起(320)有多个，并由内向外层层环绕。

10.一种海上风电基础阴极保护参比电极的制作工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、零件的装配：

将电极(100)与金属杆(200)进行焊接；准备第一预埋螺栓(520)和第二预埋螺栓(700)；

步骤二、浇注：

利用模具，对电极(100)、金属杆(200)、第一预埋螺栓(520)以及第二预埋螺栓(700)进行浇注形成主体结构(300)，其中浇注的材料为聚氨酯；

浇注后，电极(100)的一端裸露在外，其余部分被主体结构(300)所包裹；

主体结构(300)远离电极(100)的一端具有空腔(310)，金属杆(200)的其中一端伸入到空腔(310)内；

第一预埋螺栓(520)和第二预埋螺栓(700)从主体结构(300)上伸出；

步骤三、封装：

在金属杆(200)的端部安装导线(210)，并在空腔(310)内灌注石蜡(600)，使金属杆(200)和导线(210)接头包裹在石蜡(600)内部；

步骤四、零件的装配：

准备安装板(500)，将电缆填料函(510)装配于安装板(500)上，将安装板(500)盖合在空腔(310)的端口上，并通过均布的第一预埋螺栓(520)将安装板(500)进行固定，其中，金属杆(200)上的导线(210)伸出石蜡(600)后从电缆填料函(510)上伸出。

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