可更換式深井陽極地床及施工工法的製作方法

2023-06-04 21:29:56

專利名稱：可更換式深井陽極地床及施工工法的製作方法
技術領域：
本發明涉及可更換式深井陽極地床，尤其適用於埋地或與地面接觸的金屬物體，如鋼管、儲罐底板等的電化學保護。
背景技術：
陰極保護是對金屬構築物的一種比較合理有效的防腐蝕技術，它將被保護物體作為陰極，採用外部電源通過陽極體對保護物體提供電子，以減緩或消除金屬的腐蝕。作為陰極保護系統的主要組成部分之一的深井陽極地床，對整個系統的有效運行起著至關重要的作用。目前，使用較多的陽極材料是石墨陽極或是高矽鑄鐵陽極，但在採用深井作為陽極地床時，由於材料自身重量較大，且鑄鐵脆性大，易於斷裂，再加上焦炭等填充材料，要將十多支陽極順利地安裝到幾十米甚至上百米深的陽極井中，其施工難度是很高的，一不小心就會造成陽極電纜斷裂、塌井等事故。這種深井陽極地床施工完成後，填入的焦碳將陽極體固定在深井中，屬於一次性工程，當陽極材料消耗完或在運行中出問題時，無法進行更換與維護，整個陽極系統也就廢棄了。另外，在陽極井的運行過程中，由於電纜的斷裂、電纜接頭處的損壞、陽極的不均勻性溶解(端部效應和頸部效應)及氣體阻塞等原因，深井陽極系統就會無法正常工作，而又無法進行修復，只能廢棄重建，造成資源的浪費。

發明內容
鑑於已有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種體積小，重量輕，結構合理，施工方便，運行效果好，便於維修的可更換式深井陽極地床。
本發明可更換式深井陽極地床，它包括陽極井體，設在井體內的陽極棒，連接陽極棒的電纜，與恆電位儀連接的接線盒，所述陽極井體為多個用混凝土製成的套管構成，套管上布有通入地下水的若干滲水孔，以地下水為導電介質；套管與套管銜接部位設有扶正器，設在井體內的陽極棒為混合金屬氧化物；所述製成陽極棒的混合金屬氧化物以銅管為基體，基體表面鍍以金屬鈦層，外層再塗以二氧化釕的氧化物導電層。
本發明可更換式深井陽極地床的施工工法，步驟1用混凝土預製多孔型套管，管道上的孔徑及分布率以保證管道具有強度又能使水內外滲透為宜，根據工程要求設定套管的直徑和長度的大小；步驟2用深井鑽機在選定位置進行鑽井，使用泥漿護壁，以保證在鑽井過程中井壁不會塌陷；步驟3鑽井完成後，提出鑽機，將混凝土套管依次下入井中，每節套管之間採用扶正器對接，從井底到地面連接形成陽極井體；步驟4將金屬氧化物陽極棒用高密度PVC繩按固定間距連成一串，依靠繩子及連接電纜將陽極棒懸掛在井中，並在井口固定，而後將電纜接入接線盒。
本發明的有益效果是採用布有若干孔的混凝土套管作為深井陽極地床的保護管，並用體積小、重量輕但防腐蝕性能優異的金屬氧化物材料為陽極，以地下水為導電介質，按照先用混凝土預製多孔型套管、鑽井、下套管和安放陽極棒的步驟順序施工，整體結構既具有良好的可施工性，又具有良好的可維護性，地床在運行過程中產生的氣體可直接益出，避免了由於氣堵現象造成深井地床無法使用的問題。陽極材料與井體分離，在運行過程中一旦出現陽極材料耗盡或其它一些問題時，可以保留原有陽極井，只是將陽極取出，進行維修或更換，而不需重新打井，極大的節約了資源，降低了成本，適用於埋地或與地面接觸的金屬物體，如鋼管、儲罐底板等的保護，具廣泛的實用性。


圖1是本發明可更換式深井陽極地床結構圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
圖中1-陽極井體，2-陽極棒，3-水，4-電纜，5-接線盒，6-扶正器。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的描述本發明本可更換式深井陽極地床，它主要由陽極井體1，設在井體1內的陽極棒2，連接陽極棒的電纜4，與恆電位儀連接的接線盒5組成，該陽極井體1由多個用混凝土製成的套管構成，每個套管上布若干滲水孔，以便通入以水為導電介質地下水3，套管上的孔徑及分布率以保證管道具有一定的強度又能使水能夠內外滲透為宜，套管與套管銜接部位採用角鋼製成的扶正器6，扶正器6分三個角對稱設置，以此保證套管與套管之間不錯位。井體內的陽極棒3採用混合金屬氧化物，該混合金屬氧化物以銅管為基體，基體表面鍍以金屬鈦層，外層再塗以二氧化釕的氧化物導電層。
本發明可更換式深井陽極地床的施工工法，採用混凝土預製多孔型套管，管道上的孔徑及分布率以保證管道具有強度又能使水內外滲透為宜，根據工程要求設定套管的直徑和長度的大小，如可設定套管直徑為300mm，長度以1m。採用深井鑽機在選定位置進行鑽井，使用泥漿護壁，以保證在鑽井過程中井壁不會塌陷；在陽極井鑽探到要求的深度後，提出鑽機，將多孔型混凝土管道下入井中作為井壁的保護管，以保證井壁不會塌陷又能使井內外保持電連通性(以水為介質)，混凝土每節套管與套管之間採用扶正器6對接，從井底到地面連接形成陽極井體1。將金屬氧化物陽極棒用高密度PVC繩按固定間距連成一串，依靠繩子及連接電纜4將陽極棒懸掛在井中，並在井口固定，陽極材料與井體分離。陽極電纜匯總後接入接線盒5，通過接線盒5引入陰極保護間，連接到恆電位儀的相應端子上。
權利要求
1.可更換式深井陽極地床，它包括陽極井體(1)，設在井體(1)內的陽極棒(2)，連接陽極棒的電纜(4)，與恆電位儀連接的接線盒(5)，其特徵在於所述陽極井體(1)為多個用混凝土製成的套管構成，套管上布有通入地下水(3)的若干滲水孔，以地下水為導電介質；套管與套管銜接部位設有扶正器(6)，設在井體內的陽極棒(2)為混合金屬氧化物。
2.根據權利要求1所述的可更換式深井陽極地床，其特徵在於所述製成陽極棒(2)的混合金屬氧化物以銅管為基體，基體表面鍍以金屬鈦層，外層再塗以二氧化釕的氧化物導電層。
3.根據權利要求1所述的可更換式深井陽極地床的施工工法，其特徵在於步驟1用混凝土預製多孔型套管，管道上的孔徑及分布率以保證管道具有強度又能使水內外滲透為宜，根據工程要求設定套管的直徑和長度的大小；步驟2用深井鑽機在選定位置進行鑽井，使用泥漿護壁，以保證在鑽井過程中井壁不會塌陷；步驟3鑽井完成後，提出鑽機，將混凝土套管依次下入井中，每節套管之間採用扶正器(6)對接，從井底到地面連接形成陽極井體(1)；步驟4將金屬氧化物陽極棒用高密度PVC繩按固定間距連成一串，依靠繩子及連接電纜(4)將陽極棒懸掛在井中，並在井口固定，而後將電纜接入接線盒(5)。
全文摘要
本發明可更換式深井陽極地床及施工工法，採用布有若干孔的混凝土套管作為深井陽極地床的保護管，並用體積小、重量輕、防腐蝕性能高的金屬氧化物材料為陽極，以地下水為導電介質，按照先用混凝土預製多孔型套管、鑽井、下套管和安放陽極棒的步驟順序施工，具有良好的可施工性和維護性，地床在運行過程中產生的氣體可直接益出，有效避免了由於氣堵現象造成深井地床無法使用的問題。設置陽極材料與井體分離，便於更換陽極材料，維修方便，極大的節約了資源，降低了成本，適用於埋地或與地面接觸的金屬物體，如鋼管、儲罐底板等的保護，具廣泛的實用性。
文檔編號C23F13/00GK1752292SQ200510094559
公開日2006年3月29日 申請日期2005年9月27日 優先權日2005年9月27日
發明者郭敏智, 張延豐, 李平, 陳學江 申請人:華東管道設計研究院