用于燃气电保护系统中的可更换阳极组合装置及敷设方法
【专利摘要】一种应用在城镇燃气电保护系统中的可更换阳极组合装置及敷设方法，装置安设于作业坑内，该作业坑所在区域埋设有被保护燃气管道；作业坑内充填有填包料，填包料中插有改进阳极棒，该改进阳极棒通过电缆与被保护燃气管道连接；在作业坑顶部设有井圈井盖装置，该井圈井盖装置安装于道路的路面或场地的地表面上；所述改进阳极棒底端头呈尖锐状，其上段的钢芯上设电缆连接端子，在作业坑边壁上设有接线端子；改进阳极棒至少是通过两段电缆及接线端子实现与被保护燃气管道的连接。本发明能满足在交通繁忙的道路或其他不便开挖作业的场地更换阳极的要求，结构简单；施工快速方便，可大幅度减少工程建设及维护成本，延长管道寿命，经济及社会效益显著。
【专利说明】用于燃气电保护系统中的可更换阳极组合装置及敷设方法
【技术领域】
[0001] 本发明属市政建设【技术领域】，尤其涉及一种应用在城镇燃气电保护系统中的可更 换阳极组合装置及敷设方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国节能、环保政策的推进，城镇燃气作为清洁能源其消费量不断增长，燃气 管道建设得到大力发展。根据国家的法规要求，新建及在役城镇燃气管道必须采用防腐层 辅以阴极保护的腐蚀控制系统。根据城镇燃气的环境特点，应用在城镇燃气电保护系统中 的绝大多数为牺牲阳极方式。牺牲阳极采用镁、锌、铝类活泼金属，是一种消耗材料，有一定 的使用寿命，消耗完毕需及时补充。由于传统的牺牲阳极直埋敷设在城镇环境中，尤其在交 通繁忙的道路或其他不便开挖作业的场地，更换阳极难以实现。
[0003] 用于保护牺牲阳极的传统填包料一般由石膏、膨润土或硅藻土及硫酸钠组成，长 期在土壤中埋设，会因吸水板结造成无法更换阳极棒。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的是提供一种便于更换的用于燃气电保护系统中的可更换阳极 组合装置。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：
[0006] -种用于燃气电保护系统中的可更换阳极组合装置，该装置安设于一作业坑内， 该作业坑所在区域埋设有被保护燃气管道；且所述的作业坑内充填有该装置的填包料，填 包料中插有阳极棒，该阳极棒通过电缆与被保护燃气管道连接；
[0007] 在所述作业坑的顶部设有井圈井盖装置，该井圈井盖装置安装于道路的路面或场 地的地表面上；
[0008] 所述的阳极棒采用改进阳极棒，其坚直插入填包料中，该改进阳极棒的底端头呈 尖锐状，改进阳极棒上段的钢芯上设电缆连接端子；
[0009] 在作业坑边壁上且近于顶部的井圈井盖装置处设有接线端子；
[0010] 所述的改进阳极棒通过两段电缆实现与被保护燃气管道的连接：一段电缆的一端 与阳极棒钢芯上的电缆连接端子连接，另一端与作业坑边壁上的接线端子连接；另一段电 缆的一端与作业坑边壁上的接线端子连接，另一端直接与被保护燃气管道连接。
[0011] 所述的可更换阳极组合装置中，改进阳极棒的上顶端带有端帽；所述改进阳极棒 尖锐状的底端头呈楔形、四角锥形。
[0012] 本发明的另一目的是提供一种上述可更换阳极组合装置的敷设方法，其能满足在 交通繁忙的道路或其他不便开挖作业的场地更换阳极的要求。
[0013] 为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：
[0014] 一种如上述的可更换阳极组合装置的敷设及使用方法，其方法步骤如下：
[0015] 1)在管道施工时采用铝热焊方式将一段电缆焊接在被保护燃气管道上，将电缆引 至拟建井圈井盖装置附近；
[0016] 2)待被保护燃气管道回填后，将优化填包料倾倒到工作坑内；
[0017] 3)安装井圈，并在近该井圈的工作坑边壁上安设接线端子，将被保护燃气管道引 出的电缆与该处的接线端子连接；
[0018] 4)将阳极棒插入优化填包料内；
[0019] 5)将阳极棒自带电缆与接线端子连接；
[0020] 6)撒水至优化填包料，满足要求后扣上井盖，投入使用；
[0021] 7)使用期限到时，打开井盖，断开接线端子处与阳极棒电缆的连接；
[0022] 8)利用工具取出失效阳极棒；
[0023] 9)重复步骤4)?6)，将新的阳极棒投入使用。
[0024] 所述可更换阳极组合装置的敷设及使用方法中，所述阳极棒采用改良阳极棒，该 改良的阳极棒至少具有下列特征之一：
[0025] 1)具有尖锐状的底端头；
[0026] 2)上顶端带有端帽。
[0027] 所述可更换阳极组合装置的敷设及使用方法中，所述阳极棒尖锐状的底端头呈楔 形或四角锥形。
[0028] 所述可更换阳极组合装置的敷设及使用方法中，所采用的填包料为下列配方料中 的一种：
[0029] ①沙和硫酸钠，其中两者的重量百分比为：沙为50?95% ;硫酸钠为5%?50% ;
[0030] ②沙、膨润土和硫酸钠，其中三者的重量百分比为：沙为50?90% ;膨润土为 5%?30% ;硫酸钠为5%?30% ;
[0031] ③沙+膨润土 +硫酸镁，其中三者的重量百分比为：沙为50?90 % ;膨润土为 5%?35% ;硫酸镁为5%?25%。
[0032] 本发明的优点是：
[0033] 1.能满足在交通繁忙的道路或其他不便开挖作业的场地更换阳极的要求；
[0034] 2.结构简单；施工快速方便，可大幅度减少工程建设成本及维护成本；
[0035] 3.延长了燃气管道的寿命，经济及社会效益显著。
【专利附图】
【附图说明】
[0036] 图1为本发明应用在城镇燃气电保护系统中的可更换阳极组合装置结构示意图。
[0037] 图中：1.井圈井盖装置；2.改进阳极棒；3.优化填包料；4.接线端子；5.电缆； 6.燃气管道。
[0038] 图2为本发明的改进阳极棒结构示意图。
[0039] 图中：2. 1端帽，2. 2钢芯接线端头，2. 3钢芯，2. 4阳极材料棒。
[0040] 下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明。
【具体实施方式】
[0041] 如图1所示，本发明用于燃气电保护系统中的可更换阳极组合装置主要安设于一 作业坑内，该作业坑所在区域埋设有被保护燃气管道6,该可更换阳极组合装置主要由井圈 井盖装置1、改进阳极棒2、优化填包料3、接线端子4和电缆5组成。
[0042] 所述井圈井盖装置1可以是常规的作业井的井圈井盖形式，安装于道路的路面或 场地的地表面上，该井圈井盖可采用铸铁或树脂材料，满足安装在不同等级道路或其他场 地条件下，满足车辆或其他荷载要求。
[0043] 本发明设计的改进阳极棒2的结构可同时参见图2,其形状与现有国家标准不同， 该改进阳极棒的底部为便于更换，可制作为楔形、四角锥形等尖锐状，满足方便插入填包料 的需要；改进阳极棒内部钢芯2. 3顶部设置便于击打锤入的端帽2. 1 ;改进阳极棒的主体阳 极材料棒2. 4可采用镁、铝、锌等活泼金属及其合金制造；改进阳极棒钢芯端帽下设电缆连 接端子（亦即钢芯接线端头2. 2)。
[0044] 本发明的优化填包料3是由传统填包料改进优化而来，传统填包料一般由石膏、 膨润土或硅藻土及硫酸钠组成，长期在土壤中埋设，会因吸水板结造成无法更换阳极棒。本 发明优化填包料的特征在于：配方包括①沙+硫酸钠，②沙+膨润土 +硫酸钠，③沙+膨润 土 +硫酸镁及以上配方的不同比例组合。这些种优化填包料可降低填包料自身的电阻率， 有利于阳极材料的均匀腐蚀，阻止钝化层形成，使保护电流分布更均匀及不易板结。优选的 具体方案是填包料可以为下列配方料中的一种：
[0045] ①沙和硫酸钠，其中两者的重量百分比为：沙为50?95% ;硫酸钠为5%?50% ;
[0046] ②沙、膨润土和硫酸钠，其中三者的重量百分比为：沙为50?90% ;膨润土为 5%?30% ;硫酸钠为5%?30% ;
[0047] ③沙+膨润土 +硫酸镁，其中三者的重量百分比为：沙为50?90 % ;膨润土为 5%?35% ;硫酸镁为5%?25%。
[0048] 为了方便更换阳极组合装置，本发明增设了接线端子4,并用两段电缆5实现改进 阳极棒2与被保护燃气管道6的连接：所述的接线端子4可以设置在作业坑边壁上，且近于 顶部的井圈井盖装置处（距井圈井盖的距离应尽量在1米之内，以方便打开井盖后，工作人 员可触及到）。所述电缆的一段的一端与阳极棒钢芯上的电缆连接端子连接，另一端与作业 坑边壁上的接线端子4连接；另一段电缆的一端与作业坑边壁上的接线端子4连接，另一端 直接与被保护燃气管道6连接，参见图1所示。
[0049] 采用如上设计，在需要更换改进阳极棒2时，只需打开井盖，断开接线端子4处与 阳极棒电缆的连接，可利用洛阳铲或类似工具取出失效阳极棒，再直接换上新的改进阳极 棒2。
[0050] 本发明可更换阳极组合装置的敷设方法中包括首次安装更换阳极组合装置程序 及更换改进阳极棒的安装程序。
[0051] 本发明实施方法首次安装更换阳极组合装置程序的步骤如下：
[0052] 步骤一：在管道施工时采用铝热焊方式将电缆焊接在被保护燃气管道上，将电缆 引至拟建井圈井盖附近；
[0053] 步骤二：待管道回填后，将优化填包料倾倒到工作坑内；
[0054] 步骤三：安装井圈井盖，将管道引出电缆与接线端子连接；。
[0055] 步骤四：将改进阳极棒插入优化填包料内；
[0056] 步骤五：将改进阳极棒自带电缆与接线端子连接；
[0057] 步骤六：撒水至优化填包料并进行必要的测试。
[0058] 本发明更换安装改进阳极棒程序方法步骤如下：
[0059] 步骤七：打开井盖，断开接线端子处阳极棒电缆连接。
[0060] 步骤八：利用洛阳铲或类似工具取出失效阳极棒。
[0061] 步骤九：重复步骤四?步骤六，换入新的改进阳极棒。
[0062] 上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含应 视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。
【权利要求】
1. 一种用于燃气电保护系统中的可更换阳极组合装置，该装置安设于一作业坑内，该 作业坑所在区域埋设有被保护燃气管道；且所述的作业坑内充填有该装置的填包料，填包 料中插有阳极棒，该阳极棒通过电缆与被保护燃气管道连接；其特征在于： 在所述作业坑的顶部设有井圈井盖装置，该井圈井盖装置安装于道路的路面或场地的 地表面上； 所述的阳极棒采用改进阳极棒，其坚直插入填包料中，该改进阳极棒的底端头呈尖锐 状，改进阳极棒上段的钢芯上设电缆连接端子； 在作业坑边壁上且近于顶部的井圈井盖装置处设有接线端子； 所述的改进阳极棒通过两段电缆实现与被保护燃气管道的连接：一段电缆的一端与阳 极棒钢芯上的电缆连接端子连接，另一端与作业坑边壁上的接线端子连接；另一段电缆的 一端与作业坑边壁上的接线端子连接，另一端直接与被保护燃气管道连接。
2. 如权利要求1所述的可更换阳极组合装置，其特征在于：所述改进阳极棒的上顶端 带有端帽。
3. 如权利要求1所述的可更换阳极组合装置，其特征在于：所述的填包料为下列配方 料中的一种： ① 沙和硫酸钠，其中两者的重量百分比为：沙为50?95% ;硫酸钠为5%?50% ; ② 沙、膨润土和硫酸钠，其中三者的重量百分比为：沙为50?90% ;膨润土为5%? 30% ;硫酸钠为5%?30% ; ③ 沙+膨润土 +硫酸镁，其中三者的重量百分比为：沙为50?90% ;膨润土为5%? 35% ;硫酸镁为5%?25%。
4. 如权利要求1所述的可更换阳极组合装置，其特征在于：所述改进阳极棒尖锐状的 底端头呈楔形或四角锥形。
5. -种如权利要求1所述的可更换阳极组合装置的敷设及使用方法，其特征在于方法 步骤如下： 1) 在管道施工时采用铝热焊方式将一段电缆焊接在被保护燃气管道上，将电缆引至拟 建井圈井盖装置附近； 2) 待被保护燃气管道回填后，将优化填包料倾倒到工作坑内； 3) 安装井圈，并在近该井圈的工作坑边壁上安设接线端子，将被保护燃气管道引出的 电缆与该处的接线端子连接； 4) 将阳极棒插入优化填包料内； 5) 将阳极棒自带电缆与接线端子连接； 6) 撒水至优化填包料，满足要求后扣上井盖，投入使用； 7) 使用期限到时，打开井盖，断开接线端子处与阳极棒电缆的连接； 8) 利用工具取出失效阳极棒； 9) 重复步骤4)?6)，将新的阳极棒投入使用。
6. 如权利要求5所述的可更换阳极组合装置的敷设方法，其特征在于所述阳极棒采用 改良阳极棒，该改良的阳极棒至少具有下列特征之一： 1) 具有尖锐状的底端头； 2) 上顶端带有端帽。
7. 如权利要求6所述的可更换阳极组合装置的敷设方法，其特征在于：所述阳极棒尖 锐状的底端头呈楔形或四角锥形。
8. 如权利要求5所述的可更换阳极组合装置的敷设方法，其特征在于所采用的填包料 为下列配方料中的一种： ① 沙和硫酸钠，其中两者的重量百分比为：沙为50?95% ;硫酸钠为5%?50% ; ② 沙、膨润土和硫酸钠，其中三者的重量百分比为：沙为50?90% ;膨润土为5%? 30% ;硫酸钠为5%?30% ; ③ 沙+膨润土 +硫酸镁，其中三者的重量百分比为：沙为50?90% ;膨润土为5%? 35% ;硫酸镁为5%?25%。
【文档编号】C23F13/10GK104109864SQ201410286438
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】孙明烨, 秦业美 申请人:北京市煤气热力工程设计院有限公司