埋地管道上外加電流陰極保護系統(tǒng)運行的電能主要消耗在陽極引線、陽極接地電池、陽極接地電阻以及保護電流從土壤流入管道的過渡電阻上。只有陰極/ 土壤過渡電阻上消耗的電能才是真正用于管道陰極保護的,實踐證明,這部分電能只占陰極保護系統(tǒng)總電能消耗的20%左右。而在陽極接地電阻上消耗的電能則占總電能消耗的60%-70%。因此陰極保護系統(tǒng)設計和安裝工作中,應盡可能地降低陽極接地電阻上的電能消耗,也就是應盡可能降低陽極的接地電阻。
輔助陽極地床均需做一定的技術處理,主要是在適當選定的輔助陽極周圍填埋必要的導電填充料。這一方面是為了防止陽極材料表面生成腐蝕產物層,減少陽極極化,保證輔助陽極的有效電流輸出,另一方面地床填充劑實質上加大了陽極的工作尺寸,降低了陽極的接地電阻,可節(jié)省電能消耗,降低對電源設備的容量要求,延長陽極的使用壽命,再一方面多孔結構的焦炭渣填充劑以不同的粒徑合理配比時,有利于排放陽極反應的氣體避免產生氣阻現(xiàn)象,這也是降低陽極接地電阻的保障措施,再者由于填充料與陽極材料間的良好電接觸,使陽極反應導致大部分材料消耗轉移到填料表面,從而降低陽極的消耗。
陽極地床填充料一般采用焦炭粒、石油焦炭粒。輔助陽極選用石墨、高貴鑄鐵或柔性陽極時一般應填填充料。選用鋼鐵陽極時可不可加填充料,如用食言填埋,可顯著降低陽極的接地電阻。在沼澤地、流沙層使用的陽極可不加填充料。
陽極填充料的含碳量一般應大于85%,最大粒徑宜小于15mm,填充料厚度一般為100mm。當應用柔性陽極時,填充料的最大粒徑小于3.2mm厚度為45mm。預包覆焦炭粉的柔性陽極可直接埋設,不必采用填充料。
陽極填充料的頂部應鋪放5-10mm左右的礫石或粗砂,礫石層宜加厚至地表面以下500mm或礫石上部加裝排氣管至地面,有利于避免氣阻效應。
水平式埋設陽極時可采用連續(xù)性填充料回填;靥罱固繒r,可每隔1.5-2倍陽極長度的距離安裝一支陽極,既可防止陽極體的端部效應,又可形成連續(xù)性大陽極,大大提高陽極的利用率。
輔助陽極地床位置正確的選擇對于降低陽極接地電阻、減少陽極的消耗、降低運行成本、防止陰極保護系統(tǒng)對外部結構物的干擾、保障陰極保護有效性以及便于安裝施工都是很重要的。陽極的埋設方式有淺埋深埋兩種方式。淺埋陽極應置于凍土層以下,埋深一般不宜小于1m,深埋陽極的埋深宜為15-300m。陽極安裝通常采用立式埋設,在沙質土、地下水位高、沼澤地可采用水平式埋設,在復雜的地理環(huán)境或地表土壤電阻率高的情況下采用深埋陽極。
|