柔性陽極

　　柔性陽極是新開發(fā)出的一種新的材料，其主要的應(yīng)用方面在于儲罐和埋地管道，剛開始出現(xiàn)輔助陽極是為了防止舊管道的老化而出現(xiàn)。

　　作用

　　防止老化、保證電流長距離傳輸

　　應(yīng)用范圍

　　儲罐、埋地管道等

　　簡介

　　作為一種新型的輔助陽極，柔性陽極是新開發(fā)出的一種新的材料，其主要的應(yīng)用方面在于儲罐和埋地管道內(nèi)。剛剛開始出現(xiàn)輔助陽極是為了防止舊管道的老化而出現(xiàn)的，保護(hù)的電流會變大，一般的傳統(tǒng)方法根本沒有辦法解決的地方。通過實踐研究發(fā)現(xiàn)柔性陽極的應(yīng)用前景是十分廣闊的，柔性陽極對以前傳統(tǒng)陰極保護(hù)方法形成了威脅，它可以成功的解決一些傳統(tǒng)的陰極保護(hù)方法無法做到的問題。導(dǎo)電的塑料制成了柔性陽極，銅芯的外面包裹著導(dǎo)電塑料，這樣它的結(jié)構(gòu)跟外形就與電纜基本一致，所以又被叫做纜形陽極。

　　柔性陽極的基本結(jié)構(gòu)是：內(nèi)部陽極芯材+填充焦炭粉+外部包裹織物+外部機(jī)械編織保護(hù)網(wǎng)，因其可靈活彎折，形似較粗的電纜而成為柔性陽極或纜狀陽極。

　　依據(jù)內(nèi)部陽極芯材的不同，柔性陽極可分為兩種，一種是早期的以熱塑性導(dǎo)電聚合物為陽極的導(dǎo)電聚合物柔性陽極，其以瑞侃的產(chǎn)品為代表;另一種柔性陽極的芯材為MMO/Ti絲與內(nèi)部導(dǎo)電電纜的組合體，其陽極材料為MMO/Ti絲，其克服了原一代柔性陽極排流密度相對較小和不宜用于大排流密度的缺點(diǎn)，并結(jié)合了MMO/Ti陽極排流密度大、壽命長的技術(shù)優(yōu)勢。當(dāng)前兩種柔性陽極在市場上同時并存，但是，從未來發(fā)展趨勢來看，基于MMO/Ti柔性陽極技術(shù)優(yōu)勢明顯，已經(jīng)開始表現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長勢頭。 [1]

　　當(dāng)前，柔性陽極的適用場合包括：

　　1. 1.密集管道保護(hù)對象的陰極保護(hù)(如輸油氣站場埋地工藝管道);

　　2. 2.地上鋼質(zhì)儲罐的底板外表面陰極保護(hù);

　　涂層老化管道的陰極保護(hù)補(bǔ)強(qiáng)。

　　產(chǎn)品特性

　　柔性陽極起關(guān)鍵作用的是導(dǎo)電聚合物為輔材的中心銅導(dǎo)體。這種結(jié)構(gòu)不但可以防止銅芯受化學(xué)腐蝕，并可以保證電流長距離傳輸。同時，又有小量的陰極保護(hù)電流連續(xù)不斷的擴(kuò)散于導(dǎo)電聚合物輔層中，使全長的輔層都有電流滲透。

　　導(dǎo)電聚合物的外層為高性能的活性碳，外層用耐酸堿的編織層包扎。這種結(jié)構(gòu)可以使現(xiàn)場松散的活性碳容易處理，從而簡化了現(xiàn)場的安裝程序。

　　柔性陽極可以安裝在接近被保護(hù)的構(gòu)件附近，解決了屏蔽和干擾問題;

　　柔性陽極為不腐蝕陽極，不會產(chǎn)生環(huán)境污染;

　　使用壽命長，可靠性高，安裝簡單。

　　保護(hù)設(shè)計

　　設(shè)計柔性陽極可以分為以下四步：

　　(1)首先要確定所需的保護(hù)電流確定保護(hù)電流需要根據(jù)保護(hù)管道的防腐層狀況，然后可以選擇保護(hù)電流的密度，所需電流用過保護(hù)面積乘以電流的密度便可以得到。

　　(2)其次就是設(shè)計回路，要保證設(shè)計出的柔性陽極的回路，可以保證整個長度上提供電流分布并保證分布均勻。

　　(3)選擇合適的電源設(shè)備的規(guī)格，柔性陽極也有其特別之處，其特別之處就是陰、陽極間的電阻率很低，考慮到是很長的導(dǎo)體，就要采用非標(biāo)準(zhǔn)來計算。

　　(4)選取配件，選取柔性陽極的配件時要以接線的方式作為依據(jù)。

　　優(yōu)點(diǎn)

　　雖然柔性陽極較貴，但它們具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1. 1.輸出電壓低，所以變壓整流器容量可以小一些;

　　2. 2.電流利用率高，由于柔性陽極屬于近陽極(更靠近保護(hù)對象)，因此，可以保證絕大多數(shù)陰極保護(hù)電流會流到保護(hù)對象上，因為其它非保護(hù)對象而漏失的保護(hù)電流降到了低處，這也是采用柔性陽極陰極保護(hù)對其他非保護(hù)對象干擾小的原因;

　　3. 3.沿受保護(hù)對象尺寸上的陰極保護(hù)電位分布均勻;

　　4. 4.對其他裝置的干擾非常小。

　　具有防雷擊保護(hù)措施的電纜在塑料防護(hù)層外采用沒有額外防護(hù)層的鍍鋅鋼絲增強(qiáng)，這樣可以改善電纜護(hù)套的漏電負(fù)荷。這層增強(qiáng)材料通常是厚2mm的扁鋼帶，在土壤中特別容易被腐蝕。為了在電纜的有效壽命內(nèi)確保防雷擊功能，應(yīng)對增強(qiáng)鋼帶實施陰極保護(hù)。

　　應(yīng)用

　　柔性陽極在美國廣泛應(yīng)用于石油金屬設(shè)施的保護(hù)、電廠地下金屬配管和構(gòu)筑物的保護(hù)、船舶碼頭的保護(hù)等等，即使是美國水務(wù)協(xié)會AWWA也聽從了美國腐蝕工程師協(xié)會NCAE的建議在城市供水管網(wǎng)上大量采用柔性陽極進(jìn)行保護(hù)，1999年，中石油曾組團(tuán)到歐洲考察管道建設(shè)，發(fā)現(xiàn)歐洲的許多管道如Zeepipe、Asgard、Europipe1、Europipe、Norfra等管道的陰極保護(hù)也廣泛采用了柔性陽極技術(shù)。

　　在由管道局承建、俄羅斯人設(shè)計的俄羅斯西伯利亞太平洋管道站場區(qū)域陰極保護(hù)工程中采用的也是柔性陽極。北京中俄管道項目部轉(zhuǎn)來一份中俄管道俄羅斯境內(nèi)管段的設(shè)計文件，俄羅斯人在該管道上仍然采用的是柔性陽極保護(hù)。歐盟規(guī)范也建議采用柔性陽極進(jìn)行區(qū)域陰極保護(hù)。

　　圖1為柔性陽極與傳統(tǒng)的深井陽極和分布式淺埋陽極的特點(diǎn)對比，圖1中紅、黑、白三條曲線分別代表柔性陽極、分布式陽極以及深井陽極等保護(hù)系統(tǒng)在管采用柔線上的電位分布形態(tài)。柔性陽極電位分布為-0.9-- -1.0V;分布式陽極電位分布為-0.79-- -1.3V;深井陽極保護(hù)情況下的電位分布為-0.7V-- -1.6V。不難看出，柔性陽極的電位分布均衡，能很好地避免保護(hù)不足和過保護(hù)的問題，過保護(hù)對管道防腐層和管道材質(zhì)，尤其是對X80鋼的危害不容忽視。

　　從上表可以看出，柔性陽極區(qū)域陰極保護(hù)的保護(hù)參數(shù)非常理想，不存在保護(hù)不足和過保護(hù)的問題。也沒有對干線管道造成雜散電流干擾。

　　柔性陽極的優(yōu)點(diǎn)

　　1.輸出電壓低，所以變壓整流器容量可以小一些;

　　2.受保護(hù)的目的物沿線的陰極保護(hù)電位均勻地降低;

　　3.對其他裝置的干擾非常小。