一種船用外加電流陰極保護立體陽極裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種船用外加電流陰極保護立體陽極裝置，其特征在于，包括陽極床、水密罩和水密罩法蘭，水密罩的一端密封連接水密罩法蘭，另一端密封連接陽極床，陽極床內(nèi)設(shè)有陽極座和接線柱，陽極座中設(shè)有陽極，接線柱的一端連接陽極，另一端從陽極床中露出并設(shè)于水密罩中，陽極與接線柱構(gòu)成陽極系統(tǒng)，所述的陽極系統(tǒng)與陽極床之間設(shè)有電絕緣結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)，水密罩的側(cè)壁密封連接電纜穿線管接口法蘭接管。所述的陽極為立體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用立體結(jié)構(gòu)陽極體設(shè)計，在特定的工作尺寸范圍內(nèi)，有效增大了陽極系統(tǒng)的工作面積，并減小了陽極系統(tǒng)的安裝尺寸，大大提高了陽極系統(tǒng)的空間效率。
【專利說明】—種船用外加電流陰極保護立體陽極裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種船用外加電流陰極保護(ICCP)立體陽極裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]海洋環(huán)境中的船體和鋼結(jié)構(gòu)，在海水介質(zhì)中存在嚴重的電化學腐蝕，需要采取一定的腐蝕防護措施。涂料防護技術(shù)使用涂料在被保護構(gòu)件表面成膜，起到腐蝕防護的作用，是腐蝕防護的有效方法，被應用廣泛。但由于受到成膜涂料自身的完整性影響，比如涂裝缺陷，碰撞破損，老化，涂層毛細孔滲透等，仍然存在著一定的腐蝕影響，危及船體，鋼結(jié)構(gòu)等的安全，且影響到后續(xù)的維護成本。因此，需要采取進一步的附加保護措施。常見的防護措施包括犧牲陽極和外加電流陰極保護(ICCP)等方法。
[0003]犧牲陽極方法，屬于一種電化學保護方法，是采用在鋼板表面安裝比被保護結(jié)構(gòu)金屬活性更高的金屬陽極，在高活性金屬陽極與被保護鋼板之間主動形成原電池結(jié)構(gòu)，高活性金屬構(gòu)件自然成為原電池的陽極端，被保護件作為陰極端，以犧牲消耗陽極的方式對被保護件起到保護作用。該種陽極隨時間消耗，定期人工更換被消耗的陽極構(gòu)件，起到持續(xù)的防護目的。該方法的缺點是施工工程量大，構(gòu)件重量增加了被保護件的整體負荷，且增加了船舶水下阻力，影響船舶的動力消耗，還存在陽極構(gòu)件脫落，水下維護困難，初次安裝和維護成本高的缺點。
[0004]外加電流陰極保護(ICCP)，同屬于電化學保護方法，通過在被保護構(gòu)件的水下部分安裝不溶性陽極，并以被保護鋼板或鋼構(gòu)件作為陰極，在陽極和陰極間施加直流電流，并通過自動調(diào)節(jié)施加電流的大小控制被保護件的化學電位，起到被保護件腐蝕防護的目的。具有壽命長，安裝簡單，重量輕，對被保護件影響小，維護成本低，使用管理方便，安全可靠等優(yōu)點，得到廣泛應用。ICCP系統(tǒng)的基本構(gòu)成包括:不溶性陽極系統(tǒng)，參比電極，電源系統(tǒng)，電纜等。不溶性陽極系統(tǒng)用于電流輸出；參比電極用于被保護鋼構(gòu)件表面的化學電位的實時檢測；電源系統(tǒng)用于為不溶性陽極提供并自動調(diào)節(jié)和控制電流輸出，并通過電纜將電源系統(tǒng)的電流輸送到不溶性陽極。電源系統(tǒng)按照系統(tǒng)設(shè)定的控制電位，自動調(diào)節(jié)輸出電流大小，對被保護鋼構(gòu)件表面的電位進行跟蹤和控制。不溶性陽極系統(tǒng)，是外加電流陰極保護(ICCP)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，通常采用金屬鈦作為基材，并在基材表面鍍復稀有貴金屬或貴金屬氧化物，形成電極體。作為關(guān)鍵部件，ICCP陽極需要具備高電流輸出能力，電極體尺寸小，質(zhì)量輕，性能穩(wěn)定，使用壽命長，結(jié)構(gòu)可靠，安裝簡便的特點。如圖1所示，現(xiàn)有的ICCP陽極系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由陽極座1，陽極體2，內(nèi)/外密封環(huán)3，絕緣套4，接線柱5，水密填料函6，固定螺栓7、墊片螺母8，外密封墊9，船體鋼板10，壓緊墊片11，壓緊螺母12，絕緣墊片13，水密罩14，金屬墊片15，定位螺母16，電纜接線環(huán)17，水密罩法蘭18，水密罩法蘭螺栓19，電纜穿線管連接法蘭20和接線電纜21等組成。采用在硬質(zhì)剛性板狀玻璃纖維增強塑料材料的陽極座I上復合不溶性條狀或圓形平面結(jié)構(gòu)的陽極體2，形成ICCP陽極系統(tǒng)，并通過絕緣套4封裝的接線柱5保證陽極體與被保護結(jié)構(gòu)件的絕緣，通過相應的內(nèi)/外密封環(huán)3以及外密封墊9形成密封結(jié)構(gòu)，而安裝在被保護體鋼板的工作平面上。其缺點是:1)平面結(jié)構(gòu)陽極體，在額定的電流密度條件下的平面結(jié)構(gòu)尺寸偏大，陽極系統(tǒng)尺寸偏大；2)過大的安裝尺寸以及剛性結(jié)構(gòu)，尤其是在船體弧形曲面部位，不利于陽極系統(tǒng)的安裝，并對系統(tǒng)安裝的可靠性造成影響；3)外平面陽極系統(tǒng)的安裝，增加了水的流動組力；4)被保護體外平面陽極系統(tǒng)的安裝，容易造成陽極系統(tǒng)的碰撞損壞；5)剛性陽極座與船體鋼板平面間采用平面法蘭形式的密封形式，較大法蘭結(jié)構(gòu)體尺寸受船體鋼板平面度的影響，容易產(chǎn)生陽極座結(jié)構(gòu)平面變形，造成結(jié)構(gòu)滲漏隱患；6)為避免碰撞損壞的不利影響，常采取嵌入式的安裝方式，即是在船體鋼板上設(shè)置相應的嵌入式結(jié)構(gòu)陽極系統(tǒng)安裝床，床內(nèi)留取足夠的陽極系統(tǒng)的安裝深度，保證安裝后的陽極系統(tǒng)外結(jié)構(gòu)面不超出船體鋼板外平面，從而將陽極系統(tǒng)嵌入到船體鋼板外平面之內(nèi)。嵌入式安裝方式，能有效避免陽極系統(tǒng)的碰撞損壞，也有利于減少水流阻力。一方面為保證陽極床的安裝，需要在被保護體鋼板平面上開足夠大小的安裝孔，保證陽極床的正常焊接；另一方面，為保證結(jié)構(gòu)安全，陽極床的安裝開孔在各個方向上的尺寸應盡可能??；因此，大尺寸規(guī)格嵌入式結(jié)構(gòu)的陽極系統(tǒng)的使用因此受到一定限制。7)陽極系統(tǒng)采用硬質(zhì)板狀玻璃纖維增強塑料體陽極座，成型困難，加工成本高；8)陽極系統(tǒng)陽極座與陽極體之間采用環(huán)氧樹脂澆鑄粘合，容易產(chǎn)生貼合缺陷，引起系統(tǒng)滲漏；9)多道獨立密封結(jié)構(gòu)，增加了滲漏風險；10)安裝后的陽極系統(tǒng)密封測試困難:安裝后的陽極系統(tǒng)，必須進行可靠的密封性測試，以確保船舶的運行安全?，F(xiàn)有ICCP陽極系統(tǒng)，自身沒有簡便的密封性測試結(jié)構(gòu)，通常在完成安裝后，需要由施工單位按照陽極系統(tǒng)的實際尺寸，特別制作密封測試箱，進行密封性檢測，費工費事，往往因為受施工進度影響，被施工方省卻，留下安全隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服上述缺點，提供一種船用外加電流陰極保護立體陽極裝置。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種船用外加電流陰極保護立體陽極裝置，其特征在于，包括陽極床、水密罩和水密罩法蘭，水密罩的一端密封連接水密罩法蘭，另一端密封連接陽極床，陽極床內(nèi)設(shè)有陽極座和接線柱，陽極座中設(shè)有陽極，接線柱的一端連接陽極，另一端從陽極床中露出并設(shè)于水密罩中，陽極與接線柱構(gòu)成陽極系統(tǒng)，所述的陽極系統(tǒng)與陽極床之間設(shè)有電絕緣結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)，水密罩的側(cè)壁密封連接電纜穿線管接口法蘭接管。
[0007]優(yōu)選地，所述的陽極為立體結(jié)構(gòu)，包括基體板以及垂直結(jié)合在基體板上的多組立體板。
[0008]優(yōu)選地，所述的陽極座由橡膠制成。
[0009]優(yōu)選地，所述的陽極系統(tǒng)與陽極床之間的電絕緣結(jié)構(gòu)包括陽極座以及設(shè)于接線柱與陽極床之間的絕緣子和絕緣環(huán)。
[0010]優(yōu)選地，所述的陽極系統(tǒng)與陽極床之間的密封結(jié)構(gòu)包括陽極座和設(shè)于陽極系統(tǒng)與陽極床之間的電絕緣結(jié)構(gòu)與陽極床之間的密封圈。
[0011]優(yōu)選地，所述的水密罩的側(cè)壁通過嵌在水密罩側(cè)壁上的連接管密封連接電纜穿線管接口法蘭接管，所述的連接管一端通過螺紋連接電纜穿線管接口法蘭接管，另一端通過螺紋連接電纜填料函螺母，電纜穿線管接口法蘭接管與電纜填料函螺母之間設(shè)有電纜密封填料環(huán)。
[0012]優(yōu)選地，所述的陽極床通過壓力測試板緊固螺栓連接壓力測試蓋板，壓力測試蓋板與陽極床之間設(shè)有壓力測試密封圈，壓力測試蓋板上設(shè)有壓力測試管路接口。
[0013]優(yōu)選地，所述的陽極床固定連接船體鋼板。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]1、為滿足陽極系統(tǒng)安裝開孔最小化的目的，本發(fā)明采用立體結(jié)構(gòu)陽極體設(shè)計，在特定的工作尺寸范圍內(nèi)，有效增大了陽極系統(tǒng)的工作面積，并減小了陽極系統(tǒng)的安裝尺寸，大大提高了陽極系統(tǒng)的空間效率；陽極系統(tǒng)尺寸的有效減小，有效改善了大尺寸法蘭安裝面的安全性，降低了法蘭密封面的滲漏風險；
[0016]2、為避免硬質(zhì)剛性材料陽極座安裝時的貼合結(jié)構(gòu)面的弧面條件適應性和法蘭面的密封滲漏，本發(fā)明采用具有一定形變能力和回彈能力的橡膠柔性材料作為陽極座，改善了陽極系統(tǒng)安裝面于被保護系統(tǒng)安裝平面之間的平面貼合，改善了安裝條件，增強了安裝的適應性，同時降低了安裝不利可能造成的滲漏風險；
[0017]3、本發(fā)明具有更完善的內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)，有效提高了陽極系統(tǒng)的運行安全；
[0018]4、本發(fā)明的接線引入裝置的密封設(shè)計，排除了艙內(nèi)通過水密罩和電纜接線可能產(chǎn)生的外部滲漏的風險；
[0019]5、本發(fā)明采用可更換的電纜引線接口結(jié)構(gòu)設(shè)計，適應多種環(huán)境的安裝條件，方便現(xiàn)場安裝的實施；當系統(tǒng)水密罩安裝在水下環(huán)境中時，采用法蘭結(jié)構(gòu)與電纜穿線管進行連接，保證水密安全；當系統(tǒng)水密罩安裝在非水下環(huán)境時，直接采用螺紋連接的電纜填料函進行密封，方便現(xiàn)場施工，節(jié)約施工費用，提高施工效率；
[0020]6、本發(fā)明具有密封性測試結(jié)構(gòu)件，為安裝后的現(xiàn)場密封檢測提供了簡便可行的措施，節(jié)省了檢測設(shè)施費用和測試耗時。
[0021]7、本發(fā)明的陽極系統(tǒng)同時適用于嵌入式安裝和非嵌入式安裝條件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有的ICCP陽極系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的船用外加電流陰極保護立體陽極裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的陽極結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]

【具體實施方式】
[0024]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并作詳細說明如下。
[0025]實施例
[0026] 如圖2所示，本發(fā)明的船用外加電流陰極保護立體陽極裝置包括陽極床103、水密罩109和水密罩法蘭110，水密罩109的一端密封連接水密罩法蘭110，另一端密封連接陽極床103，陽極床103內(nèi)設(shè)有陽極座102和接線柱107，所述的陽極座102由橡膠制成。陽極座102中設(shè)有陽極101，接線柱107的一端連接陽極101，另一端從陽極床103中露出并設(shè)于水密罩109中，陽極101與接線柱107構(gòu)成陽極系統(tǒng)，所述的陽極系統(tǒng)與陽極床103之間設(shè)有電絕緣結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)，所述的陽極系統(tǒng)與陽極床103之間的電絕緣結(jié)構(gòu)包括陽極座102以及設(shè)于接線柱107與陽極床103之間的絕緣子104和絕緣環(huán)105，絕緣環(huán)105位于陽極床103的接線柱出口，。所述的陽極系統(tǒng)與陽極床103之間的密封結(jié)構(gòu)包括陽極座102和設(shè)于陽極系統(tǒng)與陽極床103之間的電絕緣結(jié)構(gòu)與陽極床103之間的密封圈105。所述的水密罩109的側(cè)壁通過嵌在水密罩109側(cè)壁上的連接管密封連接電纜穿線管接口法蘭111接管，所述的連接管一端通過螺紋連接電纜穿線管接口法蘭111接管，另一端通過螺紋連接電纜填料函螺母113，電纜穿線管接口法蘭111接管與電纜填料函螺母113之間設(shè)有電纜密封填料環(huán)112。所述的陽極床103通過壓力測試板緊固螺栓116連接壓力測試蓋板114，壓力測試蓋板114與陽極床103之間設(shè)有壓力測試密封圈115，壓力測試蓋板114上設(shè)有壓力測試管路接口 117。所述的陽極床103嵌入船體鋼板并固定連接船體鋼板118。
[0027]如圖3所示，所述的陽極101為立體結(jié)構(gòu)，如圖3，包括基體板201以及垂直結(jié)合在基體板201上的多組立體板202。通過控制立體板的尺寸和分布密度，實現(xiàn)立體陽極工作面積的調(diào)整。立體陽極嵌入陽極座3內(nèi)，構(gòu)成陽極系統(tǒng)。
[0028]使用時，將外部電纜引入電纜穿線管接口法蘭111接管并與接線柱107連接，在陽極與船體鋼板118之間施加電流以保護船體鋼板118。由水密罩109和水密罩法蘭110、陽極床103與船體鋼板118形成的密閉結(jié)構(gòu)對陽極系統(tǒng)進行保護，并防止可能發(fā)生的外部滲漏對船舶艙內(nèi)帶來的風險，也防止艙內(nèi)的液體進入密閉腔室之內(nèi)；與水密罩109采取螺紋連接的電纜穿線管接口法蘭111接管，作為外部電纜的引入接口，既可以完成密封結(jié)構(gòu)的電纜穿入，適用于水下環(huán)境，也可以方便用戶根據(jù)使用條件更換為同螺紋規(guī)格的標準電纜填料函，實現(xiàn)快速電聯(lián)引入；同時通過電纜填料函螺母113壓緊電纜填料函螺母113對電纜進行密封處理，防止液體滲漏；通過附加的壓力測試蓋板114由壓力測試板緊固螺栓116緊固，并由壓力測試密封圈115形成陽極體外部區(qū)域的密封結(jié)構(gòu)，并通過壓力測試管路接口 117接入密封測試液體，可滿足裝配階段或現(xiàn)場施工階段的系統(tǒng)密封性檢測；現(xiàn)場安裝的系統(tǒng)，在完成密封性測試后，將附加的測試件拆除，并儲存以備后用。
【權(quán)利要求】
1.一種船用外加電流陰極保護立體陽極裝置，其特征在于，包括陽極床(103)、水密罩(109)和水密罩法蘭(110)，水密罩(109)的一端密封連接水密罩法蘭(110)，另一端密封連接陽極床(103)，陽極床(103)內(nèi)設(shè)有陽極座(102)和接線柱(107)，陽極座(102)中設(shè)有陽極(101)，接線柱(107)的一端連接陽極(101)，另一端從陽極床(103)中露出并設(shè)于水密罩(109)中，陽極(101)與接線柱(107)構(gòu)成陽極系統(tǒng)，所述的陽極系統(tǒng)與陽極床(103)之間設(shè)有電絕緣結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)，水密罩(109)的側(cè)壁密封連接電纜穿線管接口法蘭(111)接管。
2.如權(quán)利要求1所述的船用外加電流陰極保護立體陽極裝置，其特征在于，所述的陽極(101)為立體結(jié)構(gòu)，包括基體板(201)以及垂直結(jié)合在基體板(201)上的多組立體板(202)。
3.如權(quán)利要求1所述的船用外加電流陰極保護立體陽極裝置，其特征在于，所述的陽極座(102)由橡膠制成。
4.如權(quán)利要求1所述的船用外加電流陰極保護立體陽極裝置，其特征在于，所述的陽極系統(tǒng)與陽極床(103)之間的電絕緣結(jié)構(gòu)包括陽極座(102)以及設(shè)于接線柱(107)與陽極床(103)之間的絕緣子(104)和絕緣環(huán)(105)。
5.如權(quán)利要求1所述的船用外加電流陰極保護立體陽極裝置，其特征在于，所述的陽極系統(tǒng)與陽極床(103)之間的密封結(jié)構(gòu)包括陽極座(102)和設(shè)于陽極系統(tǒng)與陽極床(103)之間的電絕緣結(jié)構(gòu)與陽極床(103)之間的密封圈(105)。
6.如權(quán)利要求1所述的船用外加電流陰極保護立體陽極裝置，其特征在于，所述的水密罩(109)的側(cè)壁通過嵌在水密罩(109)側(cè)壁上的連接管密封連接電纜穿線管接口法蘭(111)接管，所述的連接管一端通過螺紋連接電纜穿線管接口法蘭(111)接管，另一端通過螺紋連接電纜填料函螺母(113)，電纜穿線管接口法蘭(111)接管與電纜填料函螺母(113)之間設(shè)有電纜密封填料環(huán)(112)。
7.如權(quán)利要求1所述的船用外加電流陰極保護立體陽極裝置，其特征在于，所述的陽極床(103)通過壓力測試板緊固螺栓(116)連接壓力測試蓋板(114)，壓力測試蓋板(114)與陽極床(103)之間設(shè)有壓力測試密封圈(115)，壓力測試蓋板(114)上設(shè)有壓力測試管路接口 (117) ο
8.如權(quán)利要求1所述的船用外加電流陰極保護立體陽極裝置，其特征在于，所述的陽極床(103)固定連接船體鋼板(118)。
【文檔編號】C23F13/10GK104178769SQ201410337125
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】計明, 曾曉燕, 葛躍生, 蔣文輝 申請人:上海船研環(huán)保技術(shù)有限公司