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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+外部機械編織保護網(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電聚合物為陽極的導電聚合物柔性陽極,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,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)出強勁的增長勢頭。

當前,柔性陽極的適用場合包括:

密集管道保護對象的陰極保護(如輸油氣站場埋地工藝管道);
地上鋼質(zhì)儲罐的底板外表面陰極保護;
涂層老化管道的陰極保護補強。

導電聚合物的外層為高性能的活性碳,最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最接近被保護的構(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。

1、首先要確定所需的保護電流確定保護電流需要根據(jù)保護管道的防腐層狀況,然后可以選擇保護電流的密度,所需電流用過保護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,回路長度的最大值可以通過匯流點開始算起就可以得到陽極的最大長度。以后的電流饋電點就是根據(jù)回路長度的最大值來算的。

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,考慮到是很長的導體,就要采用非標準來計算。

4、最后一步便是選取配件,選取柔性陽極的配件時要以接線的方式作為依據(jù)。

輸出電壓低,所以變壓整流器容量可以小一些;
電流利用率高,由于柔性陽極屬于近陽極(更靠近保護對象),因此,可以保證絕大多數(shù)陰極保護電流會流到保護對象上,因為其它非保護對象而漏失的保護電流降到了最低,這也是采用柔性陽極陰極保護對其他非保護對象干擾小的原因;
沿受保護對象尺寸上的陰極保護電位分布均勻;
對其他裝置的干擾非常小。
具有防雷擊保護措施的電纜在塑料防護層外采用沒有額外防護層的鍍鋅鋼絲增強,這樣可以改善電纜護套的漏電負荷。這層增強材料通常是厚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,應對增強鋼帶實施陰極保護。

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。歐盟規(guī)范也建議采用柔性陽極進行區(qū)域陰極保護。

下圖為柔性陽極與傳統(tǒng)的深井陽極和分布式淺埋陽極的特點對比,圖中紅、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最為均衡,能很好地避免保護不足和過保護的問題,過保護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)域陰極保護的保護參數(shù)非常理想,不存在保護不足和過保護的問題。也沒有對干線管道造成雜散電流干擾。

柔性陽極的優(yōu)點

1、輸出電壓低,所以變壓整流器容量可以小一些;

2、受保護的目的物沿線的陰極保護電位均勻地降低;

3、對其他裝置的干擾非常小。