一种用于阴极保护系统的阳极组件技术方案

本发明专利技术公开了一种用于外加电流阴极保护系统的阳极组件。所述阳极组件设置为置于水体的水床上，以保护相关建筑物。所述阳极组件包括阳极、阳极支架和基极。所述阳极组件设置为通过电导体与所述阴极保护系统电连接，所述基极为加重构件，例如充满混凝土的玻璃纤维空心体。所述阳极呈球形，包括具有混合金属氧化物镀层且充满非导电材料的钛制空心体，所述阳极支架最好是包括从所述基极向上突出且具有顶部的钛制伸长构件(例如伸长管)的整体式构件。所述阳极安装(例如焊接)至所述伸长构件的所述顶部，因此置于所述水体的所述水床上方。通过包括电连接器的插座完成所述阳极组件与所述电导体的连接，所述电连接器安装在所述阳极支架组件的盒子内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及阴极保护系统，更具体地涉及用于保护海洋应用中的建筑物的外加电流阴极保护系统。
技术介绍
阴极保护用于保护海上建筑物和水中建筑物时，采用各种牺牲阳极系统和外加电流阳极系统。外加电流阳极系统用于需要较高直流电的应用以及用于海上石油平台及钢结 构和其他金属结构的浸水部分等现有设施的改进。外加电流阴极保护海上阳极的现有技术通常称为阳极栅。基本概念是使用标准阳极，例如现有形状的非海洋应用的阳极，并将阳极安装在例如加重混凝土和某种栅上。阳极与铁路钢轨一样简单，近期采用硅铁阳极、石墨阳极、镀钼阳极和混合金属氧化物阳极。阳极通常呈管状，在某些应用中呈板状。现有技术阳极与一条或多条电缆连接，由于阳极的形状和结构，通常必须在将其安装在栅上之前在工厂使其与电缆连接。大部分现有技术阳极必须完全组装，在某些情况下，从工厂运送阳极组件之前，必须浇铸混凝土来加重支撑材料。连接电缆和可能浇铸混凝土的要求增加了阳极成本和运费，同时还限制阳极布线的灵活性。本专利技术受让人宾夕法尼亚州Doylestown的Matcor, Inc.公司提供了海上应用的各种阳极组件。所述组件称为海底阳极或海床阳极，主要使用安装在垂直方向或水平方向的实心棒状和管状阳极。阳极是包含阳极电缆连接和混凝土加重材料的组件的组成部分。尽管混凝土材料可现场浇铸，但是这比较困难，所以建议进行工厂连接。阳极栅的成品重量范围介于1000磅到5000多磅之间。在重载情况下更希望采用现有技术阳极栅，以防止阳极栅在海底移位或移动。如果阳极栅容易移动，阳极栅可从受保护建筑物移动较远距离，从而损坏或断开连接阳极栅的电力电缆。采用海洋阳极栅的另一个问题是将活性阳极保持在海底上方。如果阳极栅下沉或被泥或砂覆盖，阳极的性能会受到影响，保护直流电可能不会流至预计保护的建筑物。尽管上述阳极系统运行良好，其性能和耐用性也有限制。在许多应用中，直流电输出要求可达几百到一千安培或更多。传统管状、棒状或板状阳极的电流输出限于阳极表面区域。为了补偿各阳极的电流限制，必须使用更多阳极和更长的阳极。然而，为了使阳极之间不产生干扰，额外阳极不能相互间隔太近。为了使传统阳极间隔更远，需要更大的阳极栅组件。由于上述原因，一般做法是使用额外阳极栅。传统栅型阳极组件的另一个限制是海洋环境中各元素的物理阻力，特别是当现有技术阳极栅放置在海底，受到激烈水流、碎片和冰的作用时。直流电需求可能要求阳极表面区域大于任何一个管状阳极，具有两个、三个或多个混合金属氧化物阳极很正常，每个阳极直径一英寸，达五英寸长。所述阳极的支架和固定阳极所需的混凝土平台可能较大，并且具有较大的水流阻力，因此会受到碎片和潮汐作用的损坏。为了使阳极远离海底污泥并将其保持在海底污泥上方，某些阳极栅具有提升阳极的结构。所述结构会发生力矩臂损坏或在链上自由浮动，所述安装类型的应力也可能造成故障。因此，目前需要克服现有技术缺点的海洋阳极。本专利技术解决所述要求。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了一种用于外加电流阴极保护系统等阴极保护系统的阳极组件，以保护置于海洋等具有水床的水体中的建筑物。所述阳极组件设置为置于所述水体的所述水床上，以保护所述建筑物，所述阳极组件包括阳极、阳极支架和基极。所述阳极组件设置为通过电导体与所述阴极保护系统电连接。所述阳极组件的所述基极包括一种加重构件，例如充满混凝土的玻璃纤维空心体，且设置为置于所述水体的所述水床上。所述 阳极呈球形，包括具有外球面的空心体。所述阳极支架最好是包括从所述基极向上突出且具有顶部的伸长管等伸长构件的整体式构件。所述阳极安装(例如焊接)至所述伸长构件的所述顶部，因此所述阳极置于所述水体的所述水床上方。附图说明图I为根据本专利技术构造且显示为置于海床上的阳极组件的一个示例性实施例的侧视正视图；图2为如图I所示的阳极组件的等距视图；图3为形成图I和图2所示阳极组件的一部分的阳极与阳极支架整体式组件的放大侧视正视图(局部为垂直剖视图)；图4为沿图3中线4-4截取的剖视图；图5为形成图I和图2所示阳极组件的一部分的接线插座的放大侧视正视图；图6为如图5所示的接线插座的俯视平面图。具体实施例方式现参考各附图，其中相同的参考符号表示相同的部件，图I显示用于外加电流阴极保护系统(仅显示其导电电缆10)的阳极组件20。所述系统可用于保护海洋环境中的任何建筑物，例如海上钻井平台、码头、支墩、水下管道等。阳极组件20主要包括阳极22、阳极支撑结构24和加重基极或栅26。阳极22安装在阳极支撑结构24顶部。加重基极26包括空心构件28，例如玻璃纤维外壳或者外罩，所述阳极支撑结构的一部分置入空心构件28内，所述空心构件充满压载物，例如混凝土 30，以形成设置为置于海床上的加重基极或栅，因此所述阳极位于所述海床上方的水中。如所属领域的技术人员所了解，根据上述描述，本专利技术的阳极组件20是一种具有比现有技术更多优点的高效改进外加电流阳极系统。特别的是，所述阳极组件构造非常简单，容易组装且安装在海洋位置。另外，非常重要的是，所述阳极组件包括球形阳极。所述布置具有许多优点。例如，球形活性阳极是最具有电效率的阳极，且在容积计量结构中形成最大可用表面区域。为了通过使用管或平板(如传统海洋阳极系统中可见)制成成型表面区域，需要更大的实际平面区域。另外，本专利技术的球形阳极具有最低水流物理阻力且受水中残留物损坏的风险较低。更进一步的是，所述阳极组件的构造考虑到较小空间的较高直流电输出。由于本专利技术阳极的直流电额定值可高于现在使用的传统海洋阳极的直流电额定值，很少阳极组件可用于保护特定建筑物。如上文所述，阳极组件20包括整体支撑结构24。所述结构最好由焊件(由各种钛或其他金属部件构成)组成。所述阳极及其焊件钛制支撑结构的整体组件大大减少了阳极组件基极所需的零件数量。另外，本专利技术阳极组件的结构并入插座32，将在下文参考图5和图6描述插座32，插座32用作端口，以实现直流供电电缆10至阳极组件20的连接。连接端口的构造使得可进行连接，并且可在现场有 效实现防水密封。容纳金属阳极支撑结构24的玻璃纤维外壳28也用作现场浇筑加重和支撑混凝土 30的模具。事实上，所述玻璃纤维模具可连同用于额外加重或加高混凝土的现场组装模具一起使用。最后，安装比采用旧型栅阳极的安装容易。根据本专利技术的一个优选方面，球形阳极22的直径可为I英尺、3英尺或更大或更小。另外，所述阳极最好(但非强制性)为壁厚较薄(例如O. 25英寸)的空心体，而且最好充满非导电性填料，例如环氧树脂、玻璃纤维化合物、树脂或聚合物、致密固体泡沫等，使其具有硬度和强度。示例性实施例显示所述阳极由钛制成，其外球面为混合金属氧化物34镀层，例如通常用于外加电流阴极保护阳极。阳极基极材料也可为铌或其他贵金属，活性阳极镀层可为钼或氧化钼。最佳如图3可见，阳极22最好是整体式组件的一部分，例如钛等金属材料制成的较大焊件。所述较大焊件包括此前确定的支撑结构24。示例性实施例中显示所述支撑结构主要包括直立管状构件36，直立管状构件36具有牢固固定(例如焊接)至球形阳极22底部的顶部38以及牢固固定(例如焊接)至大体平面板42的底部40。若干角撑板44牢固固定于管状构件36的相应部分与板42的相应部分之间，以使所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于阴极保护系统以保护置于具有水床的水体中的建筑物的阳极组件，所述阳极组件包括阳极、阳极支架和基极，所述阳极组件设置为通过电导体与所述阴极保护系统连接，所述阳极组件的所述基极包括设置为置于所述水体的所述水床上的加重构件，所述阳极支架包括从所述基极向上突出且具有顶部的伸长构件，所述阳极呈球形并安装在所述伸长构件的所述顶部，因此，所述阳极组件置于所述水体的所述水床上时，所述阳极置于所述水体的所述水床上方。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：威廉R·舒特，
申请(专利权)人：曼特克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：