1. 阳极串及电缆:
阳极串是将几支贵金属氧化物筒状阳极固定在一根阳极电缆上,贵金属氧化物阳极具有不消耗、电流输出大、体积小、重量轻的优点。与之相对应的阳极电缆应耐侵蚀。阳极工作时,阳极反应会产生氯气并使阳极电缆处于酸性介质中。因此,阳极电缆的绝缘层要能够抵抗氯气的侵蚀。经常采用的阳极电缆绝缘层为 PVDF/HMWPE。截面积一般是8 – 10 mm2。
2. 土壤电阻率
土壤电阻率在深井阳极设计中有很大的影响,它决定阳极的用量、阳极井的直径以及深度、电源设备的功率等。一般将阳极位置选在土壤电阻率低、土质均匀的地点。电阻率有两种方式获得,一是现场测试,二是利用现有的阴极保护系统进行估算。阳极的接地电阻一般占系统电阻的85%。 如果附近的阴极保护设施输出电压 40V, 电流20A,则该系统的电阻为 2 欧姆。阳极的接地电阻为 2x 0.85 = 1.7 ohm。 据此,可根据相应阳极地床的电阻公式计算出土壤的电阻率。阳极接地电阻将直接影响系统的运营成本,一般来讲,接地电阻不大于 0.5 欧姆。
3. 阳极井的尺寸
影响阳极接地电阻的主要因素是阳极井深度。考虑阳极井的直径时,应充分考虑到排气管(25mm)、阳极以及电缆将占据相当的空间。因此,阳极井的直径一般不小于200mm。直径小于200mm时,应对阳极的安装进行严格控制,输出电流大时,应增大阳极井直径。
4. 回填料的电流密度
阳极井的尺寸不是随意确定的,它将受到一系列因素的影响。其中之一是填料与土壤接触面上的电流密度。经验表明,对于回填料的电流密度要进行限制,其原因如下:
1. 阳极与土壤之间必须保持一定的湿度,由于电渗透效应,阴极保护电流试图将水分蒸干,其程度取决于土壤类型以及电流密度。
2. 阳极反应消耗水分并产生气体,气体的积聚或阳极表面的干燥都会增大阳极的接地电阻。气体的产生量直接与电流密度有关。
3. 在特殊情况下,阳极与土壤接触面的温度会升高,这也会加快水分的蒸发速度,而温度又和电流密度、土壤导热性以及阳极尺寸有关。
4. 建议回填料电流密度按下表选取:
土壤类型
回填料电流密度 (mA/m2)
非常干燥
1.08
干燥
1.61
半干 ( 在水位线以上)
2.15
潮湿 ( 处于地下水位以下)
3.22
开放式阳极井
4.95
填料电流密度确定后,就可以确定阳极长度了。阳极长度只能大于计算值。
石油管道外加电流阴极保护深井阳极施工图:
深井阳极设计及选材深井阳极设计及选材
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