CN204022944U - 用于海泥环境的牺牲阳极系统 - Google Patents

Abstract

一种用于海泥环境的牺牲阳极系统，在大直径钢芯外是圆柱体形牺牲阳极体再包裹有填充料，在填充料外是多孔护壳。圆柱体的形体，减少了发生尖端放电的位置，缓解牺牲阳极不均匀溶解，降低溶解穿孔、成块掉落的风险，放出的电流更均匀，海泥中溶解更均匀。大钢芯直径可提升牺牲阳极表面积，减小接触电阻，提高阳极输出电流；提高了牺牲阳极利用率；无缝钢管内部是空心的，保持原有重量。填充料可改善牺牲阳极的界面状态和工作环境，改善阳极在海泥中的放电性能。天然纤维织物容器便于设计控制，还可防止安装过程中填充料流失，埋入海泥中后会迅速腐烂，使填充料与海泥直接扩散融合。该系统生产工艺简单、成本低廉、安装便捷，适合大规模批量生产。

Description

用于海泥环境的牺牲阳极系统

技术领域

本实用新型涉及海洋防腐技术领域，特别是一种用于海泥环境的牺牲阳极系统。

背景技术

牺牲阳极阴极保护是一种由牺牲阳极提供保护电流的阴极保护技术，被广泛应用于钢结构防腐蚀。目前，常用的牺牲阳极类型有铝合金、锌合金、镁合金三种。其中，铝合金牺牲阳极实际电容量高、在海水和海泥中使用性能良好且成本低廉，是在海水和海泥中使用最广泛的牺牲阳极类型。然而，当常规铝合金牺牲阳极在海泥中长期使用时，由于腐蚀产物难以扩散、接触电阻增大、表面钝化等原因，其放电性能将显著下降。因此，设计海泥中用的牺牲阳极时，都需增加牺牲阳极用量来达到与海水中相当的保护效果，增大了保护成本。由此可见，提升牺牲阳极在海泥中的放电性能，对降低成本有着重要作用。目前，改善阳极在海泥中放电性能的措施主要是对阳极成分进行改进。如中国发明专利102234808B公开了一种适用于渤海湾海泥的铝合金牺牲阳极。该铝合金牺牲阳极由九种元素复合而成，在海泥中使用性能良好。然而，该阳极只针对具体海泥环境，当更换环境时，需重新对成分进行分析研究。此外，这种合金阳极由九种元素复合而成，无疑增加了牺牲阳极加工的难度。因此，有必要开发一种适用于各种海泥环境，且无需改进成分的牺牲阳极系统。

发明内容

本实用新型目的是针对上述问题，提出一种用于海泥环境的牺牲阳极系统。无需改进阳极成分，且普遍适用于各种海泥环境。该系统对于改善牺牲阳极在海泥中的放电性能，降低阴极保护成本有着积极意义。

实现上述目的本实用新型的技术方案为：

一种用于海泥环境的牺牲阳极系统，其特征在于：一个大直径钢芯，在大直径钢芯(4)外是圆柱体形牺牲阳极体(3)；圆柱体形牺牲阳极体外包裹有填充料(5)，在填充料外是多孔护壳(6)。

所述多孔护壳为天然纤维织物容器。

所述填充料为膨润土、海盐和生石灰混合物。

本实用新型的有益效果在于：

(1)将阳极的外形从长条状或梯形体改为圆柱体，有如下益处：①圆柱体的棱角数量远小于长条状或梯形体，减少了发生尖端放电的位置，有助于缓解牺牲阳极在海泥中的不均匀溶解，降低溶解穿孔、成块掉落的风险；②圆柱体形牺牲阳极在海泥中工作时放出的电流比长条状或梯形体状的更均匀，因此在海泥中溶解更均匀。

(2)通常的阳极钢芯为钢筋，直径约为牺牲阳极初始等效直径的10%左右。本实用新型使用直径为阳极初始直径20%～25%无缝钢管做阳极钢芯，有以下作用：①增大钢芯直径可提升牺牲阳极使用初期和末期的表面积，减小接触电阻，提高阳极工作时的输出电流；②增大了牺牲阳极末期直径，提高了牺牲阳极的利用率；③无缝钢管内部是空心的，这样可在直径增大的情况下，尽量保持牺牲阳极系统的原有重量。

(3)采用填充料可改善牺牲阳极的界面状态和工作环境，有助于牺牲阳极溶解产物的分散、溶解，避免阳极的钝化，从而改善阳极在海泥中的放电性能。

(4)多孔护壳的钢制骨架可以控制填充料的体积和表面积大小，方便设计人员计算相关参数；天然纤维织物，一方面可防止安装过程中的填充料流失，另一方面埋入海泥中后，会迅速腐烂，使填充料与海泥直接扩散融合。

(5)本实用新型用于海泥环境的牺牲阳极系统适用于多种海泥环境，可在不改变阳极成分的前提下，提升牺牲阳极在海泥中的放电性能，不仅可以保障阴极保护效果和年限，还可以降低阴极保护成本。此外，该系统生产工艺简单、成本低廉、安装便捷，适合大规模批量生产。

附图说明

图1.1为常规牺牲阳极的结构示意图。

图1.2为常规牺牲阳极的横截面结构示意图。

图2.1为用于海泥环境的牺牲阳极系统的结构示意图。

图2.2为用于海泥环境的牺牲阳极系统横截面的结构示意图。

其中，1—常规牺牲阳极体（梯形体）；2—常规阳极钢芯；3—圆柱体形牺牲阳极体；4—大直径钢芯；5—填充料；6—多孔护壳。

具体实施方式

本实用新型的具体实施方式如下：

将常规牺牲阳极的外形做出圆柱体形，并将其内部固定用钢芯的直径加大，然后在阳极外侧包覆填充料，并安装多孔护壳。

按上述技术方案制作的牺牲阳极系统包括如下部分：(1)圆柱体形牺牲阳极；(2)大直径钢芯；(3)填充料；(4)多孔护壳。

所述圆柱体形牺牲阳极是浇铸成圆柱体形的市售常规牺牲阳极，其成分和生产工艺与市售常规牺牲阳极完全相同，只是外形与工程中常用的梯形体、长条状或板状不同，为圆柱体形。

所述大直径钢芯由加盖的无缝钢管制成，其直径为圆柱体牺牲阳极初始直径的20%～25%。

所述填充料是由生石灰、膨润土、海盐等物质按一定比例机械混合而成的材料。

所述多孔护壳是由天然纤维织物（如棉布、麻布等）和钢制骨架做成的圆柱体形壳体，天然纤维织物固定在钢质骨架外侧。

本实用新型的具体实施步骤：

(1)圆柱体形牺牲阳极的制备工艺与常规牺牲阳极基本相同，只作以下变动：①将原来的长条形、梯形体或板状模具换成圆柱体形模具；②将常规阳极钢芯换成大直径钢芯。

(2)在圆柱体形牺牲阳极外侧安装多孔护壳，其过程是首先将钢制骨架与牺牲阳极固定，然后再在其周围蒙上天然纤维织物。牺牲阳极处于多孔护壳的中心位置，护壳顶部留有开口，作为放置填充料的入口。

(3)称取适当比例的膨润土、海盐和生石灰，然后机械混合均匀，接着放入多孔护壳内，直至充填完毕，最后封闭护壳顶部的开口。

本实用新型用于海泥环境的牺牲阳极系统的安装方法：

首先用高压水在指定安装位置吹出一个阳极坑，然后用钢缆或绳子将覆盖高分子防水膜的阳极系统下沉至指定位置，接着通过水下焊接工艺将阳极系统固定在被保护钢结构上，随后去除牺牲阳极系统表面的高分子防水膜，最后用海泥填满阳极坑。

Claims (2)

1.一种用于海泥环境的牺牲阳极系统，其特征在于：一个大直径钢芯，在大直径钢芯(4)外是圆柱体形牺牲阳极体(3)；圆柱体形牺牲阳极体外包裹有填充料(5)，在填充料外是多孔护壳(6)。 

2.根据权利要求1所述用于海泥环境的牺牲阳极系统，其特征在于：所述多孔护壳为天然纤维织物容器。