專利名稱：一種含外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)的制作方法
—種含外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)本發(fā)明涉及ー種含外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)。現(xiàn)有的海上風(fēng)機(jī)設(shè)施運(yùn)用的防腐蝕方法主要是改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)和在金屬表面覆蓋保護(hù)層，安裝后金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)已不能改變，而且由于金屬設(shè)施處于海水中，再次對(duì)保護(hù)層進(jìn)行涂漆、電鍍等維護(hù)時(shí)工作量很大，其防腐蝕保護(hù)性能隨時(shí)間慢慢變差，并且缺少簡(jiǎn)單方便的監(jiān)測(cè)手段，不能做到及時(shí)的維護(hù)，造成金屬設(shè)施的使用壽命減少和性能的下降；而金屬防腐技術(shù)中的電化學(xué)保護(hù)法能夠?qū)饘龠M(jìn)行長(zhǎng)期的防腐蝕保護(hù)，其原理是把被保護(hù)的金屬做成電化學(xué)裝置發(fā)生還原反應(yīng)的ー極——陰極，就能使引起金屬電化腐蝕的原電池反應(yīng)消除，但目前的技術(shù)主要運(yùn)用在土壌或暴露空氣中的金屬設(shè)備防腐蝕上，缺少很好的手段 運(yùn)用在海洋金屬設(shè)施如海上風(fēng)機(jī)上，并且缺少有效監(jiān)測(cè)裝置來(lái)監(jiān)測(cè)，因此，有必要解決以上問(wèn)題。本發(fā)明克服了上述技術(shù)的不足，提供了ー種具有電化學(xué)防腐蝕保護(hù)功能，實(shí)施及維護(hù)方便的帶外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案ー種含外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)，包括有設(shè)置在海上的鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I，所述鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I上設(shè)有塔基平臺(tái)2，所述塔基平臺(tái)2上固定有塔架3，所述塔架3上端安裝有風(fēng)電主機(jī)4，所述鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I上連接有外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置5，所述外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置5包括有設(shè)置在塔基平臺(tái)2上的監(jiān)控器51、可控直流電源52、電位測(cè)量?jī)x53，以及設(shè)置在海水中并通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I固定的輔助陽(yáng)極54和參比電極55，所述輔助陽(yáng)極54表面覆蓋有起物理阻隔作用的陽(yáng)極屏蔽層541，所述可控直流電源52負(fù)極與鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I連接，正極與輔助陽(yáng)極54連接，所述輔助陽(yáng)極54在電路接通后通過(guò)海水介質(zhì)與鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I電連接形成閉合回路，所述電位測(cè)量?jī)x53 —輸入端與鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I連接，電位測(cè)量?jī)x53另ー輸入端與參比電極55連接，所述電位測(cè)量?jī)x53信號(hào)輸出端與監(jiān)控器51連接，所述監(jiān)控器51的控制信號(hào)輸出端與可控直流電源52控制端 連接。所述可控直流電源52為可控恒電位儀。所述輔助陽(yáng)極54為石墨。所述陽(yáng)極屏蔽層541是環(huán)氧浙青系涂料涂層。所述陽(yáng)極屏蔽層541是聚こ烯薄板。所述陽(yáng)極屏蔽層541是覆蓋絕緣層的金屬板。
本發(fā)明的有益效果是1、通過(guò)電化學(xué)保護(hù)法，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)做到很好的防腐蝕保護(hù)，延長(zhǎng)了海上風(fēng)機(jī)使用壽命，并可方便查看實(shí)時(shí)保護(hù)情況；2、在海水中不受深度、面積的限制，在惡劣的腐蝕條件下或高電阻率的環(huán)境中也適用，對(duì)裸露或防腐層質(zhì)量較差的海上風(fēng)機(jī)支架管道也能達(dá)到完全的防腐蝕保護(hù)。3、輔助陽(yáng)極的附加重量很低，排流量大，適用于保護(hù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和保護(hù)范圍較大的場(chǎng)合，并且可調(diào)節(jié)保護(hù)電流的輸出，使保護(hù)電位恒定，做到較好的保護(hù)。圖I是本發(fā)明風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)連接圖。圖3是本發(fā)明的外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的電子流向示意圖。下面結(jié)合附圖與本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)ー步詳細(xì)的描述每種金屬處在一定的介質(zhì)中都有一定的電位，稱之為該金屬的腐蝕電位，通常所說(shuō)的介質(zhì)為土壌或電解質(zhì)溶液，腐蝕電位表示金屬失去電子的相對(duì)難易程度，腐蝕電位越負(fù)越容易失去電子，我們稱失去電子的部位為陽(yáng)極區(qū)，得到電子的部位為陰極區(qū)，陽(yáng)極區(qū)由于失去電子受到腐蝕，陰極區(qū)得到電子受到保護(hù)。參見(jiàn)

圖1-2所示，ー種含外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)，包括有設(shè)置在海上的鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1，所述鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I上設(shè)有塔基平臺(tái)2，所述塔基平臺(tái)2上固定有塔架3，所述塔架3上端安裝有風(fēng)電主機(jī)4，所述鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I上連接有外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置5，所述外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置5包括有設(shè)置在塔基平臺(tái)2上的監(jiān)控器51、可控直流電源52、電位測(cè)量?jī)x53，以及設(shè)置在海水中并通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I固定的輔助陽(yáng)極54和參比電極55，所述輔助陽(yáng)極54表面覆蓋有起物理阻隔作用的陽(yáng)極屏蔽層541，所述可控直流電源52負(fù)極與鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I連接，正極與輔助陽(yáng)極54連接，所述輔助陽(yáng)極54在電路接通后通過(guò)海水介質(zhì)與鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I電連接形成閉合回路，所述電位測(cè)量?jī)x53 —輸入端與鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I連接，電位測(cè)量?jī)x53另ー輸入端與參比電極55連接，所述電位測(cè)量?jī)x53信號(hào)輸出端與監(jiān)控器51連接，所述監(jiān)控器51的控制信號(hào)輸出端與可控直流電源52控制端連接。本發(fā)明輔助陽(yáng)極54的作用是使電流從電極經(jīng)介質(zhì)到被保護(hù)體表面，輔助陽(yáng)極54材料的電化學(xué)性能、機(jī)械性能、エ藝性能及陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的形狀、大小、分布與安裝等對(duì)其壽命和保護(hù)效果都有影響，一般對(duì)陽(yáng)極材料性能要求如下導(dǎo)電性好，陽(yáng)極極化小，表面電阻小，排流量大，使得作用半徑大，保護(hù)范圍廣；耐腐蝕，消耗量小，使用壽命長(zhǎng)；機(jī)械加工性能好，易于加工成各種形狀；材料易獲得，價(jià)格相對(duì)便宜。本發(fā)明的輔助陽(yáng)極54采用石墨材料。 由于在可控直流電源52工作時(shí)，從輔助陽(yáng)極54排出較大的電流，輔助陽(yáng)極54周?chē)槐Ｗo(hù)結(jié)構(gòu)的電位會(huì)很負(fù)，以致產(chǎn)生析氫現(xiàn)象，使附近的涂層破壞，降低保護(hù)效果，為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，擴(kuò)大電流的分布范圍，確保陰極保護(hù)效果，需要在輔助陽(yáng)極54周?chē)垦b陽(yáng)極屏蔽層541，一般對(duì)陽(yáng)極屏蔽層541材料的性能要求如下有較高的粘附性和韌性，能耐海水沖擊，使用壽命長(zhǎng)；耐海水CL-和OH-的侵蝕。常用的陽(yáng)極屏蔽材料有以下3類1、涂層一環(huán)氧浙青系涂料，氯丁橡膠和玻璃鋼涂料；2、薄板--聚氯こ烯,聚こ烯等薄板；3、覆蓋絕緣層的金屬板。本發(fā)明可控直流電源52可采用可控恒電位儀，其作用是把交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電，為整個(gè)系統(tǒng)提供能源。電路接通后，電流從輔助陽(yáng)極54經(jīng)海水介質(zhì)流向鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I表面形成閉合回路。如圖3所示，鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I得到陰極極化而免遭腐蝕，當(dāng)陰極極化至鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I的陽(yáng)極反應(yīng)平衡電位時(shí)，其陽(yáng)極反應(yīng)基本停止，鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I受到保護(hù)。本發(fā)明需要通過(guò)電位測(cè)量?jī)x53測(cè)量鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I的電位，井向監(jiān)控器51傳遞信號(hào)，以便調(diào)節(jié)保護(hù)電流的大小，使鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)I的電位處于保護(hù)范圍，在采用陰極保護(hù)時(shí)使金屬的腐蝕速度降到允許程度所需要的電流密度值，稱為最 小保護(hù)電流密度，最小保護(hù)電流密度是與最小保護(hù)電位相對(duì)應(yīng)的，要使金屬達(dá)到最小保護(hù)電位，其電流密度不能小于該值，否則金屬就達(dá)不到滿意的保護(hù)。然而保護(hù)電位也不能太高，否則會(huì)導(dǎo)致輔助陽(yáng)極54擊穿屏蔽層而發(fā)生陽(yáng)極短路。無(wú)論采用何種參比電極，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)電化學(xué)保護(hù)法來(lái)說(shuō)，只要使鋼鐵的電位向自然腐蝕電位反方向推移200 300mV，便達(dá)到保護(hù)電位范圍，實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)機(jī)的防腐蝕保護(hù)，使海上風(fēng)機(jī)能夠更長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定工作。
權(quán)利要求
1.ー種含外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)，包括有設(shè)置在海上的鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(I)，所述鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(I)上設(shè)有塔基平臺(tái)(2 )，所述塔基平臺(tái)(2 )上固定有塔架(3 )，所述塔架(3)上端安裝有風(fēng)電主機(jī)(4)，其特征在于所述鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(I)上連接有外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置(5)，所述外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置(5)包括有設(shè)置在塔基平臺(tái)(2)上的監(jiān)控器(51)、可控直流電源(52)、電位測(cè)量?jī)x(53)，以及設(shè)置在海水中并通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(I)固定的輔助陽(yáng)極(54)和參比電極(55)，所述輔助陽(yáng)極(54)表面覆蓋有起物理阻隔作用的陽(yáng)極屏蔽層(541)，所述可控直流電源(52)負(fù)極與鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(I)連接，正極與輔助陽(yáng)極(54)連接，所述輔助陽(yáng)極(54)在電路接通后通過(guò)海水介質(zhì)與鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(I)電連接形成閉合回路，所述電位測(cè)量?jī)x(53) —輸入端與鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(I)連接，電位測(cè)量?jī)x(53)另ー輸入端與參比電極(55)連接，所述電位測(cè)量?jī)x(53)信號(hào)輸出端與監(jiān)控器(51)連接，所述監(jiān)控器(51)的控制信號(hào)輸出端與可控直流電源(52)控制端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種含外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)，其特征在于所述可控直流電源(52)為可控恒電位儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種含外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)，其特征在于所述輔助陽(yáng)極(54)為石墨。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種含外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)，其特征在于所述陽(yáng)極屏蔽層(541)是環(huán)氧浙青系涂料涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種含外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)，其特征在于所述陽(yáng)極屏蔽層(541)是聚こ烯薄板。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種含外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)，其特征在于所述陽(yáng)極屏蔽層(541)是覆蓋絕緣層的金屬板。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)，包括有鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)有塔基平臺(tái)，塔基平臺(tái)上固定有塔架，塔架上端安裝有風(fēng)電主機(jī)，鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上連接有外加電流防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置，其包括有設(shè)置在塔基平臺(tái)上的監(jiān)控器、可控直流電源、電位測(cè)量?jī)x，以及固定在鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的輔助陽(yáng)極和參比電極，輔助陽(yáng)極表面覆蓋有起物理阻隔作用的陽(yáng)極屏蔽層，可控直流電源負(fù)極與鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)連接，正極與輔助陽(yáng)極連接，輔助陽(yáng)極在電路接通后通過(guò)海水介質(zhì)與鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)電連接形成閉合回路。本發(fā)明的目的是提供一種具有電化學(xué)防腐蝕保護(hù)功能，實(shí)施及維護(hù)方便的帶外加電流陰極防腐蝕保護(hù)與監(jiān)測(cè)裝置的海上風(fēng)機(jī)。
文檔編號(hào)C23F13/06GK102677065SQ20121016134
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者徐清富, 羅鵬, 詹耀 申請(qǐng)人:廣東明陽(yáng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司