一种远地悬浮式外加电流辅助阳极装置及其使用方法
【专利摘要】本发明提供了一种远地悬浮式外加电流辅助阳极，包括互相固定的底座（1）和防拖挂支架（3）、多个牺牲阳极（2）、多个悬浮支架（4）和多个辅助阳极（15），底座（1）的外部固定有桁架式防拖挂支架（3），防拖挂支架（3）的各个立管的内壁固定有牺牲阳极（2）；底座（1）的内部设置有穿线管（8），穿线管（8）在底座（1）内部呈十字交叉状，交叉点位置设置有密封接线盒（7）；底座（1）上方经固定绳索（11）固定有悬浮支架（4），每个悬浮支架（4）内部设置有辅助阳极（15）。本发明结构简单、安装方便、使用寿命长，机械强度大、耐腐蚀、耐冲刷、防掩埋、防拖挂，适用于各种海洋结构物。
【专利说明】一种远地悬浮式外加电流辅助阳极装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于海洋防腐工程【技术领域】，特别涉及适用于海洋工程钢结构物外加电流阴极保护的一种远地悬浮式外加电流辅助阳极装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]海洋平台、海底管线、港工码头、潮汐电站等海洋金属结构物在恶劣的海洋腐蚀环境中需要采取阴极保护措施防止腐蚀破坏。阴极保护分为外加电流法和牺牲阳极法。外加电流阴极保护方法由于其安装快速、安装费用低、发生电流大、使用寿命长，无潜在海洋生态污染隐患等优点越来越广泛的应用到海洋金属结构物的腐蚀控制中。
[0003]远地式外加电流阴极保护法是一种常用的阴极保护方法，它的原理是将辅助阳极埋于海底或置于海底的支撑墩上，阳极和被保护的钢结构的距离随被保护物的大小而不同，一般在几米到300米之间。常规的远地式辅助阳极一般采用固定式支架结构，但这种结构的辅助阳极在含泥沙量大的海底使用时容易被泥沙掩埋而影响发生电流；而且固定式的辅助阳极在水下受水流冲刷作用较强，容易造成表面涂层脱落而失效；另外固定式的辅助阳极还容易被渔网等物拖挂发生损坏。
[0004]鉴于上述现有技术的缺陷，迫切需要出现一种结构简单、安装方便、耐冲刷、防掩埋、防拖挂，适用于各种海洋结构物的一种远地悬浮式外加电流辅助阳极及其使用方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种远地悬浮式外加电流辅助阳极及其使用方法，其结构简单、安装方便，耐冲刷、防掩埋、防拖挂，适用于各种海洋结构物。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0007]一种远地悬浮式外加电流辅助阳极装置，包括互相固定的底座I和防拖挂支架3、多个牺牲阳极2、多个悬浮支架4和多个辅助阳极15，
[0008]所述底座I的外部固定有桁架式防拖挂支架3，防拖挂支架3的各个立管的内壁分别固定一个牺牲阳极2;
[0009]所述底座I的内部设置有穿线管8,穿线管8在底座I内部呈十字交叉状,交叉点位置设置有密封接线盒7，穿线管8顶部设置有固定法兰9，所述固定法兰9中间安装有固定绳索11 ;
[0010]所述底座I上方经固定绳索11固定有悬浮支架4，每个悬浮支架4内部设置有管状辅助阳极15。
[0011]所述防拖挂支架3为四层框架式结构，每层均为正方形，由上至下依次增大，四层正方形框架处于一条直线上的相应四个顶点由一根立管从上至下焊接固定，第二层和第三层之间的立管的内壁固定有牺牲阳极2。
[0012]所述底座I为立方体结构，由耐腐蚀混凝土 6浇筑而成，外表面涂覆有防腐涂料，内部设置有镀锌钢筋5作为骨架。[0013]所述防拖挂支架3最上层的正方形框架沿对角线连接有两根斜梁；第一层和第二层上下对应的正方形框架边和立管围成的梯形框顶点由两根斜梁交叉连接；第二层和第四层以相同的方式进行连接；第三层通过八根无缝管与混凝土底座I连接。
[0014]所述悬浮支架4自上至下依次为:上保护帽18、立柱13和下保护帽12 ;立柱13四周环绕有四个U型槽14，每个U型槽14中设置有一个管状的辅助阳极15，辅助阳极15底部设置有支撑帽21，顶部设置有安装法兰20，辅助阳极15通过安装法兰20和支撑帽21采用螺栓固定在立柱13上。
[0015]所述上保护帽18中间开有注入孔19，下保护帽12中间开有穿绳孔22。
[0016]所述辅助阳极15与阳极电缆23连接，阳极电缆23通过U型槽14下的支撑帽21的中部空隙顺着穿线管8电连接至底座I的密封接线盒7中。
[0017]所述立柱13中部设置有穿绳管16，穿绳管16顶部有固定盘17，固定绳索11延伸、穿过穿绳管16，并通过穿绳管16顶部的固定盘17安装固定。
[0018]所述悬浮支架4为发泡聚乙烯材质，所述防脱挂支架3为碳钢材质，所述固定绳索11为凯夫拉纤维材质。
[0019]远地悬浮式外加电流辅助阳极装置的使用方法，包括如下步骤:
[0020]a)将固定绳索11的上端穿过立柱13固定在立柱13顶部的固定盘17上；
[0021]b)立柱13四周有四个U型槽14，辅助阳极15通过安装法兰20和支撑帽21采用螺栓安装在立柱13的U型槽14中；
[0022]c)辅助阳极15的阳极电缆23通过U型槽14下方支撑帽21的中部空隙穿入穿线管8顶部的穿线孔10中，并顺着穿线管8电连接至底座I的密封接线盒7中；
[0023]d)上、下保护帽18、12通过螺纹安装在立柱13上；
[0024]e)辅助阳极15安装完毕并完成电连接后通过上保护帽18的注入孔19和下保护帽12的穿绳孔22注入环氧树脂，用以密封保护电缆和阳极，并加强悬浮支架的机械强度；
[0025]f)通过穿线孔10注入环氧树脂，用以密封电缆和接线盒7。
[0026]阳极电缆23在支撑帽21和穿线孔10之间留有一定余量，防止固定绳索11拉紧时电缆23受过大拉力而断裂。
[0027]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0028]本发明结构简单、安装方便、使用寿命长，机械强度大、耐腐蚀、耐冲刷、防掩埋、防拖挂，适用于各种海洋结构物。适用于多种水域海洋结构物的远地悬浮式外加电流辅助阳极的阴极保护，配合外加电流系统使用可以在不增加海洋结构物载荷的前提下，为海洋结构物提供有效的防护，防止海水对海洋结构物的腐蚀。该远地阳极为悬浮式结构，能很好的降低水流冲刷的作用力，并且可以预防泥沙掩埋，适用于不同流速和含沙量的海洋环境；发泡聚乙烯制作的悬浮支架可以在深海较大压力下使用。附带的防脱挂支架可以保护辅助阳极免受渔网等拖挂损坏。防脱挂支架上焊接的牺牲阳极可以有效的防止阳极底座和防脱挂支架的腐蚀。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本发明远地悬浮式外加电流辅助阳极的等轴侧视图。
[0030]图2为图1的俯视图。[0031]图3为图1的正视图。
[0032]图4为沿图2对角线的剖视图。
[0033]图5为图4中底座及悬浮支架的细节剖视图。
[0034]附图标记
[0035]1底座13立柱
[0036]2牺牲阳极 14 U型槽
[0037]3防拖挂支架 15辅助阳极
[0038]4悬浮支架16穿绳管
[0039]5镀锌钢筋17固定盘
[0040]6混凝土18上保护帽
[0041]7密封接线盒 19注入孔
[0042]8穿线管20安装法兰
[0043]9固定法兰21支撑帽
[0044]10穿线孔22穿绳孔
[0045]11固定绳索 23阳极电缆
[0046]12下保护帽
【具体实施方式】
[0047]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0048]如图1-图5所示，图1为本发明远地悬浮式外加电流辅助阳极的等轴侧视图；图2为图1的俯视图；图3为图1的正视图；图4为沿图2对角线的剖视图；图5为图4中底座及悬浮支架的细节剖视图。
[0049]本发明的远地悬浮式外加电流辅助阳极主要包括底座1、牺牲阳极2、防拖挂支架
3、多个悬浮支架4和多个辅助阳极15。
[0050]其中，底座I为立方体结构，由耐腐蚀混凝土 6浇筑而成，外表面涂覆有防腐涂料，内部设置有镀锌钢筋5作为骨架。
[0051]如图1-图2所示，底座I的外部设置有四层框架式结构的防拖挂支架3，由多根无缝管焊接而成，每层均为正方形，由上至下依次增大。四层正方形框架处于一条直线上的相应四个顶点由一根立管由上至下焊接固定。最上层的正方形框架沿对角线连接有两根斜梁；第一层和第二层上下对应的正方形框架边和立管围成的梯形框顶点由两根斜梁交叉连接；第二层和第四层以相同的方式进行连接；第三层通过八根无缝管与混凝土底座I连接。其中，第二层和第三层之间的立管的内壁固定有牺牲阳极2。防拖挂支架3可以防止渔网等物拖挂阳极造成损坏，另外防拖挂结构还可以增加底座I的稳性。防拖挂支架3上焊接有牺牲阳极2，可以防止防脱挂支架3和底座I腐蚀。
[0052]如图5所示,底座I的内部设置有穿线管8,穿线管8在底座I内部呈十字交叉状，交叉点位置设置有密封接线盒7，穿线管8顶部设置有固定法兰9。固定法兰9四周布有穿线孔10，固定法兰9中间安装有固定绳索11。
[0053]底座I上设置有四个悬浮支架4，采用固定绳索11固定在底座I上。悬浮支架4由立柱13和上下保护帽18、12组成，悬浮支架4中部为立柱13，立柱13上端安装上保护帽18，下端安装下保护帽12，其中，上保护帽18中间设置有注入孔19，下保护帽12中间设置有穿绳孔22。立柱13四周有四个U型槽14，每个U型槽14中设置有一个管状辅助阳极15，辅助阳极15底部设置有支撑帽21，顶部设置有安装法兰20，辅助阳极15通过安装法兰20和支撑帽21采用螺栓固定在立柱13上。辅助阳极15上设置有阳极电缆23，阳极电缆23通过U型槽14下方支撑帽21的中部空隙顺着穿线管8电连接至底座I的密封接线盒7中。
[0054]立柱13中部设置有穿绳管16，穿绳管16顶部有固定盘17，固定绳索11延伸、穿过穿绳管16，并通过穿绳管16顶部的固定盘17安装固定。
[0055]悬浮支架4为发泡聚乙烯材质，该材质浮力大，耐腐蚀，机械强度大，可以长期使用于海水环境，并且能在深海较大压力下使用。防脱挂支架3为碳钢材质，固定绳索11为凯夫拉纤维材质。
[0056]远地悬浮式外加电流辅助阳极的使用方法，包括如下步骤:
[0057]a)固定绳索11的上端固定在立柱13顶部的固定盘17上；
[0058]b)立柱13四周有四个U型槽14，辅助阳极15通过安装法兰20和支撑帽21采用螺栓安装在立柱13的U型槽14中；
[0059]c)辅助阳极15的阳极电缆23通过U型槽14下方支撑帽21的中部空隙穿入穿线管8顶部的穿线孔10中，并顺着穿线管8电连接至底座I的密封接线盒7中，阳极电缆23在支撑帽21和穿线孔10之间要留有一定余量，防止固定绳索11拉紧时电缆23受过大拉力而断裂；
[0060]d)上、下保护帽18、12通过螺纹安装在立柱13上；
[0061]e)辅助阳极15安装完毕并完成电连接后通过上保护帽18的注入孔19和下保护帽12的穿绳孔22注入环氧树脂，用以密封保护阳极电缆23和辅助阳极15，并加强悬浮支架4的机械强度；
[0062]f)通过穿线孔10注入环氧树脂，用以密封电缆和接线盒7。
[0063]本发明结构简单、安装方便、使用寿命长，机械强度大、耐腐蚀、耐冲刷、防掩埋、防拖挂，适用于各种海洋结构物。适用于多种水域海洋结构物的远地悬浮式外加电流辅助阳极的阴极保护，配合外加电流系统使用可以在不增加海洋结构物载荷的前提下，为海洋结构物提供有效的防护，防止海水对海洋结构物的腐蚀。该远地阳极为悬浮式结构，能很好的降低水流冲刷的作用力，并且可以预防泥沙掩埋，适用于不同流速和含沙量的海洋环境；发泡聚乙烯制作的悬浮支架4可以在深海较大压力下使用。附带的防脱挂支架3可以保护辅助阳极15免受渔网等拖挂损坏。防脱挂支架3上焊接的牺牲阳极2可以有效的防止阳极底座I和防脱挂支架3的腐蚀。
【权利要求】
1.一种远地悬浮式外加电流辅助阳极装置，包括互相固定的底座(1)和防拖挂支架(3)、多个牺牲阳极(2)、多个悬浮支架(4)和多个辅助阳极(15)，其特征在于， 所述底座(1)的外部固定有桁架式防拖挂支架(3)，防拖挂支架(3)的各个立管的内壁分别固定一个牺牲阳极(2); 所述底座(1)的内部设置有穿线管(8)，穿线管(8)在底座(1)内部呈十字交叉状，交叉点位置设置有密封接线盒(7)，穿线管(8)顶部设置有固定法兰(9)，所述固定法兰(9)中间安装有固定绳索(11); 所述底座(1)上方经固定绳索(11)固定有悬浮支架(4)，每个悬浮支架(4)内部设置有管状辅助阳极(15)。
2.如权利要求1所述的远地悬浮式外加电流辅助阳极装置，其特征在于，所述防拖挂支架(3)为四层框架式结构，每层均为正方形，由上至下依次增大，四层正方形框架处于一条直线上的相应四个顶点由一根立管从上至下焊接固定，第二层和第三层之间的立管的内壁固定有牺牲阳极(2)。
3.如权利要求1所述的远地悬浮式外加电流辅助阳极装置，其特征在于，所述底座(1)为立方体结构，由耐腐蚀混凝土(6)浇筑而成，外表面涂覆有防腐涂料，内部设置有镀锌钢筋(5)作为骨架。
4.如权利要求1所述的远地悬浮式外加电流辅助阳极装置，其特征在于，所述防拖挂支架(3)最上层的正方形框架沿对角线连接有两根斜梁；第一层和第二层上下对应的正方形框架边和立管围成的梯形框顶点由两根斜梁交叉连接；第二层和第四层以相同的方式进行连接；第三层通过八根无缝管与混凝土底座(1)连接。
5.如权利要求1所述的远地悬浮式外加电流辅助阳极装置，其特征在于，所述悬浮支架(4)自上至下依次为:上保护帽(18)、立柱(13)和下保护帽(12);立柱(13)四周环绕有四个U型槽(14)，每个U型槽(14)中设置有一个管状的辅助阳极(15)，辅助阳极(15)底部设置有支撑帽(21)，顶部设置有安装法兰(20)，辅助阳极(15)通过安装法兰(20)和支撑帽(21)采用螺栓固定在立柱(13)上。
6.如权利要求5所述远地悬浮式外加电流辅助阳极装置，其特征在于，所述上保护帽(18)中间开有注入孔(19)，下保护帽(12)中间开有穿绳孔(22)。
7.如权利要求1或4所述的远地悬浮式外加电流辅助阳极装置，其特征在于，所述辅助阳极(15)与阳极电缆(23)连接，阳极电缆(23)通过U型槽(14)下的支撑帽(21)的中部空隙顺着穿线管(8)电连接至底座(1)的密封接线盒(7)中。
8.如权利要求4所述的远地悬浮式外加电流辅助阳极装置，其特征在于，所述立柱(13)中部设置有穿绳管(16)，穿绳管(16)顶部有固定盘(17)，固定绳索(11)延伸、穿过穿绳管(16)，并通过穿绳管(16)顶部的固定盘(17)安装固定。
9.如权利要求1或4所述的远地悬浮式外加电流辅助阳极装置，其特征在于，所述悬浮支架(4)为发泡聚乙烯材质，所述防脱挂支架(3)为碳钢材质，所述固定绳索(11)为凯夫拉纤维材质。
10.一种如权利要求1-9之一所述的远地悬浮式外加电流辅助阳极装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤: a)将固定绳索(11)的上端穿过立柱(13)固定在立柱(13)顶部的固定盘(17)上；b)立柱(13)四周有四个U型槽(14)，辅助阳极(15)通过安装法兰(20)和支撑帽(21)采用螺栓安装在立柱(13)的U型槽(14)中； c)辅助阳极(15)的阳极电缆(23)通过U型槽(14)下方支撑帽(21)的中部空隙穿入穿线管(8)顶部的穿线孔(10)中，并顺着穿线管(8)电连接至底座(1)的密封接线盒(7)中； d)上、下保护帽(18、12)通过螺纹安装在立柱(13)上； e)辅助阳极(15)安装完毕并完成电连接后通过上保护帽(18)的注入孔(19)和下保护帽(12)的穿绳孔(22)注入环氧树脂，用以密封保护电缆和阳极，并加强悬浮支架的机械强度； f)通过穿线孔(10)注入环氧树脂，用以密封电缆和接线盒(7)。
11.如权利要求10所述的远地悬浮式外加电流辅助阳极装置的使用方法，其特征在于，阳极电缆(23)在支撑帽(21)和穿线孔(10)之间留有一定余量，防止固定绳索(11)拉紧时电缆(23)受过大拉力 而断裂。
【文档编号】C23F13/20GK103806006SQ201410052974
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月17日 优先权日:2014年2月17日
【发明者】张伟, 韩冰, 张波, 刘福国, 张国庆, 尹鹏飞, 董彩常 申请人:青岛钢研纳克检测防护技术有限公司, 钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所