用于埋入地下的金属构件的阴极保护系统技术方案

一种带自控装置的二重底脚阴极保护系统以及与公知的用一种腐蚀元件来发出防止结构组件的腐蚀效应所必需的电流的牺牲性阴极保护阳极组件一起使用由太阳能电源驱动的附加阴极保护阳极的方法法，该二重底脚阴极保护系统包含１）太阳能电源；２）地下底脚组；３）埋于地下的被保护构件以接收电流防止其上腐蚀４）包括一电控电路的自控组件，电控电路中有继电器，它根据太阳能电源提供的电压的变化有选择地平滑地将系统的运行在附加阴极保护阳极组件与牺牲阴极保护阳极组件间传送。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种带有自控装置的二重底脚阴极保护系统以及使用与牺牲性阴极保护阳极组件一起由太阳能电源驱动的附加阴极保护阳极组件的方法，其中牺牲性阴极保护阳极组件在现有的技术中是已知的，即使用一种腐蚀元件来发出防止结构组件的腐蚀效应所必需的电流。现有技术包括美国专利3，612，898、3，696，365、4，136，309、4，351，703、4，413，679、4，495，990、4，561，949、4，588，022、以及4，592，818。美国专利3，612，898公开了一种利用带有新型控制电路的直流电源的阴极保护装置及方法。美国专利3，696，365公开了一种具有能指示系统故障的机械信号装置的阴极保护系统。美国专利4，136，309中使用一种带蓄电池的太阳能的控制电路。美国专利4，351，703公开了一种阴极保护监测系统，该系统利用许多沿被监测的管子的长度分隔排列的样品以维持适当的保护性阴极电流。从美国专利4，413，679中得出一种用于在极地地区油井钻探的钻井阴极保护系统，在那里高电阻率的永冻地层对获得这种阴极保护是很成问题的。从美国专利4，495，990中得出一种使电流通过地下结构的装置，而特别是一种新的阳极结构，从美国专利4，588，022中得出一种在冷却硫酸的热变换器中使用的阳极保护系统。现有技术中有一种已知的阴极保护系统，其中把一种极性和强度适当的直流电压和电流作用于金属表面，而后该金属表面在特意制造的电解电池的封闭电力运行中用作阴极。阴极保护是通过使用直流电能达到的，而这种所要求的直流电源的特性对该系统的效能没有大的影响。电源可以是用油、煤气、煤或核能方法制得的常规电源，但是其中某些电源的运行费用高，当然，在某些偏远地区是得不到的。一种阴极保护系统主要构成如下1)安装在电解质或土壤表面或水中的特制电极，它们被叫做阳极或阴极地下底脚;2)一个直流电源，它可以是一个独立的电力装置或是一个特制的阳极，比如用作附加的阴极保护阳极或牺牲性的阴极保护阳极之类的电镀阳极;3)欲被保护的构件通常被埋在地下，比如油气管、水井管、桥梁构件，而这里构件即为特意制造的电解池的阴极;4)将电压和电流从阳极输送呈阴极(欲被保护的构件)的连续电解质;和5)在阴极保护系统的组件间提供极性合适的电连接的金属回路。电镀阳极系统是该阴极保护系统的主要部分，而牺牲性阴极保护阳极是一种当其不要求外加能源来达到其驱动电位时是被消耗的阳极。阴极保护系统中的附加电流系统在电流和电压方面仅受其设计参数的限制，而外加能源是必要的，在我们的专利技术中，将一种能源用于该附加电流系统上以实现阴极保护，然后在外加能源如太阳能得不到时将其切换到牺牲性阴极保护系统上。本专利技术提供一种用于置于地表之下的金属件的阴极保护系统，它包括一个装在所说的地表之上的太阳能电源;所说的太阳能电源在有阳光时产生输出功率;一种埋在所说地表之下的附加阳极组件装置，它与所说的金属件成电连接;一种与所说的金属件成电连接的，埋在所说地表之下的牺牲性阳极组件装置;检测装置;与所说的检测装置成工作性连接以便有选择地使所说的牺牲性阳极组件装置与所说金属物体连接或断开的第一连接装置;与所说的检测装置成工作性连接以便有选择地使所说的太阳能电源输出在所说的金属物体和所说的附加阳极组件装置间连接或断开的第二连接装置;及将所说的传感装置与所说的太阳能电源的输出连接的装置，其连接以这样的方式进行当所说的检测装置检测到所说的太阳能电源输出功率已降到预定数值以下时能使所说的检测装置与所说的第二连接装置断开并与第一连接装置接通，而当所说的检测装置检测到所说的太阳能电源的输出功率又升高到预定数值以上时，上述的连接和断开反向进行。本专利技术还通过建立并保持一种电化学条件而提供一种带有自控装置，能对置于地表之下的金属件进行保护的阳极保护系统，它包括一种埋在所说的地表之下，具有附加阴极保护阴极组件装置和一个牺牲性阴极保护阳极装置的地下底脚组件，其中每个组件装置都可与该金属件成工作性连接;一种与所说的地下底脚组件相连接以便分别操纵所说的附加阴极保护阳极组件装置或所说的牺牲性阴极保护阳极组件装置的系统自控组件;以及一个与所说的系统自控组件相连接，在有阳光时对所说的附加阴极保护阳极组件装置产生一个输出功率，安装在所说的地表之上的太阳能电源。此外，本专利技术还提供一种再生附加阳极组件装置并保护置于地表之下的金属件的方法，它包括a)将所说的附加阳极组件装置与电源连接一段时间;b)将所说的附加阳极组件装置断开一段时间以使所说的附加阳极组件装置在电化学方面充分地恢复到其原始状态;c)再将所说的附加阳极组件装置与所说的电源连通;d)然后只要所说的附加阳极组件装置处于使用中就持续地重复步骤b)和c)。本专利技术的系统和方法的一个最佳实施方案是利用太阳能电源和阴极保护系统就可防止埋于地下的构件受到腐蚀而无需外加电源。这种阴极保护系统的目的是在欲保护的与阻碍正常的电化学腐蚀过程的阳极效应的连续电解质比如土壤和水接触的构体的金属质表面上建立并维持电化学条件。在本专利技术的带有自动控制装置的二重底脚阴极保护系统中可发现，无论是深孔地下底脚组件还是浅层地表组件均可使用，其中每种组件都具有1)一个附加阴极保护阳极组件和2)一个牺牲性阴极保护阳极组件，二者都与系统自控组件相连接。该附加阴极保护阳极组件带有多个被埋于地下并用适宜的回填料(焦炭粉)包围的附加阳极元件，并且置于该附加阳极元件和该牺牲性阴极保护阳极组件之间的绝缘材料(豆粒状卵石)隔开，该牺牲性阴极保护阳极组件包括多个牺牲性阳极元件，它们用回填料(膨润土)包围;用绝缘材料与该附加阴极保护阳极组件分隔开;并与系统自控组件相连接。系统自控组件包含多个用于指示该系统状况的控制电路元件，它们彼此间用控制电路相连。该控制电路能接收通过太阳能电池板产生的电能，当可得到阳光来启动一台控制继电器时这些太阳能电池板就受到自动控制，并在该附加阴极保护阳极组件和被保护的普通的埋入构件间提供阴极保护。在收到由该太阳能电源产生的电压降时，该继电器不启动结果自动地将由牺牲性阴极保护阳极组件获得的这种保护传给埋入构件。反之，可注意到，一旦太阳能电源收到太阳光以及太阳光线，该系统自动控制组件就再次将该保护系统从牺牲性阴极保护阳极组件上转接到该附加阴极保护阳极组件上。本专利技术的另一实施方案是把多个太阳能电池板用于太阳能电池板组件中以便提供一种二重牺牲性阴极保护阳极组件，其中每一个都与相应的被保护的结构组件相连接。此实施方案通过采用一个单个的附加阴极保护阳极组件和一对牺牲性阴极保护阳极组件可获得二重构件保护。在二重构件被保护的情况下，为形成新的自动控制，需使用一个单独的二重构件控制电路。本领域中的普通技术人员通过下列的讨论并结合附图将能清楚地了解本专利技术的其它各种特征和优点。附图说明图1是本专利技术的带有自动控制装置的二重底脚阴极保护系统的示意图，该系统既可使用深孔地下底脚组件，又可使用浅层地表底脚组件来对被埋的构件提供阴极保护;图2是用于保护图1中所示的带有自动控制装置的二重底脚阴极保护系统的控制电路的电路示意图;图3类似于图1，表示一种带有自动控制装置的二重底脚及多个被保护构件的阴极保护系统，该系统是既可使用深孔，又可使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于埋于地下的金属构件的阴极保护系统，该系统包括一套在所说金属构件附近埋入地下的附加阳极组件；一套在所说金属构件附近埋入地下的牺牲性阳极组件；一个用于提供输出电压的太阳能电源，该电压随该电源上的入射阳光强度的升高而升高，随该电源上的入射阳光强度的降低而降低；仅仅靠所说的太阳能电源驱动的第一连接装置，它可有选择地使所说牺牲性阳极组件与所说的金属构件接通或断开；仅仅靠所说的太阳能电源驱动的第二连接装置，它可有选择地使所说的太阳能电源在所说的附加阳极组件和所说的金属构件间接通或断开；用于检测所说太阳能电源的输出电压的，与所说的太阳能电源并与所说的第一和第二连接装置相连的检测装置，在检测出所说的太阳能电源的输出电压已低于预定值以下时，所说的检测装置动作而使所说的第一连接装置将所说的金属构件和所说的牺牲性阳极组件连通，并使所说的第二连接装置将所说的太阳能电源与所说的金属构件及所说的附加阳极组件断开，当测出所说的太阳能电源的输出电压已升高到所说的预定值以上时，所说的检测装置又进行工作而使所说的第一连接装置将所说的金属构件与所说的牺牲性阳极组件断开，并使所说的第二连接装置将所说的太阳能电源与所说的金属构件及所说的附加阳极组件连通。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳尔德L咖彭特，科雷格E耶特斯，罗伯特G莫利斯，
申请(专利权)人：克罗雷道索拉尔特西公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]