[其他]架空金屬管道的陰極保護裝置

在審

• 申請號: 101986000000581
• 申請日: 1986-05-21
• 公開（公告）號: CN1003525B
• 公開（公告）日: 1989-03-08
• 發明（設計）人: 葛斗福;張宗旺;陳昆剛;樊增釗;謝良興
• 申請（專利權）人: 華東輸油管理局
• 代理公司: 中國科學院上海專利事務所
• 代理人: 聶淑儀;潘振**

“架空金屬管道的陰極保護裝置”，包括保結構（欲保護的金屬管道作陰極，固體電解質涂層作連續相，電子導電涂層作輔助陽極）、保護電位測量系統（包括石墨固體參比電極、阻抗變換器以及數字電壓表）和直流電源供電系統（恒電位儀接通電源后，就可使架空金屬管道借助于固體電解質層，依靠外加電流使被保護金屬陰極極化到某定值腐蝕即被抑制。本發明對暴露在氣相環境中的各種架空金屬管道，金屬容器、大型鐵路橋梁及海洋平臺飛濺區金屬構件均適用。

本發明所涉及的是一種金屬電化學防腐蝕裝置。特別是只須在金屬表面涂敷一層固體電解質涂料，形成固體電解質層），和涂敷一層電子導電輔助陽極材料（形成陽極層）在被保護金屬（即陰極）和陽極＊之間施加一直流電源，外加一定的陰極電流后，陰極極化到一定程度，即可使其獲得可靠的陰極保護。該種裝置適用于架空金屬管道的陰極保護。

現有的陰極保護技術已延用了一個多世紀，成為一套為國際公認的較成熟的陰極保護技術。被廣泛地應用于水下金屬構件、地下輸油（氣）管線、地下電纜、地下金屬貯罐等金屬構件的保護。這種技術的原理是：把處于連續相電解質（土壤、海水）中的被保護金屬作為陰極，增設輔助陽極，通電后，使被保護金屬陰極極化到一定程度而減緩或抑制腐蝕的一種陰極保護技術。但，這種技術有以下缺點：（1）其陰極保護系統中，陽極表面積遠小于陰極表面積，即用較小的陽極面積就可保護大面積范圍的陰極金屬體，也正因此，陽極流向陰極的電流分布不均勻，在陰極表面電位存在著電位梯度分布，在一定條件下，遠陽極（或分散陽極）可減小這種梯度差（使這種梯度差時最低（或最高）電位均在安全保護電位的范圍。）;同時也會導致陰極保護電流流進鄰近（非保護體）的金屬構件，使其遇到電化學腐蝕，陰極保護電流，流失嚴重時還會影響原陰極保護技術的實施。（2）此外，在某些場合需要增設絕緣法蘭，對保護區和非保護區進行電絕緣，以提高保護效果，（3）更重要的是不能對處于氣相環境中的金屬構件進行保護（日本專利昭48-10439 1973，4，3，及美國專利2847375，1958，8，12，（國際石油工程會議論文集四，1982，3，supE 9986，supE 9983）。

世界上有大量的金屬構件裸露在大氣中。由于這些金屬的表面是空氣介質，或者，其表面雖有一層薄的電解質（如下大雨或結露等），但因電解質不能形成連續相，所以，一直成為國內外陰極保護的禁區。

本發明的目的，在于提供一種新的陰極保護裝置，即將大氣環境中的金屬表面人造一層連續相固體電解質涂層，用導電性能優良的石墨涂層作輔助陽極，并用特制的恒電位儀，作為穩定可靠的極化電源，采用由石墨參比電極及阻抗變換器、數字電壓表組成的保護電位測量系統（前者作為測量基準，后者確保測量的誤差），使這類金屬構件得到陰極保護。消除對鄰近非保護區的干擾，不需要采用相應的防干擾措施即可提供穩定、簡便、優質、可靠的陰極保護。

本發明的裝置包括：保護結構、電源供電系統和保護電位測量系統三大部份。

1.保護結構有三層：

內層-欲保護的架空金屬構件，作陰極;

中層-固體電解質涂料，做連續相，涂敷在金屬構件表面，隨后，將固體參比電極牢固地粘結在涂料上，并對接界面以外的部份，用絕緣材料封裝;

外層-涂敷一層電子導電的輔助陽極涂層于固體電解質涂層上。

2.直流電源供電系統：采用本發明所研制的專用恒電位儀（PS-2型）作為電源的供電系統。該恒電位儀有較高的輸入阻抗（≥10¹¹歐姆），有從毫微安級到幾十安培級電流輸出的波動范圍，恒定電位的誤差不大于10毫伏。有較高的頻率響應特性（頻率響應范圍是：10^-3～10³赫/秒）和多接點（13個）電位監測，以及保護參數電腦打印記錄裝置（即定時巡回打印記錄儀，可同時記錄年、月、日、時、分、秒、輸入電流、電壓、通電點電位φ₀及13個監測點電位（φ₁-φ₁₃））。