本發(fā)明涉及外加電流陰極保護(hù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種陰極保護(hù)方法和裝置。

背景技術(shù)：

輸送管道大多處于復(fù)雜的侵蝕性環(huán)境中，所輸送的介質(zhì)也多有腐蝕性，因而管道可能遭到腐蝕。一旦管道被腐蝕穿孔，即導(dǎo)致管道爆裂、泄漏等事故，從而引起安全和環(huán)境危害，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，防止管道腐蝕是管道工程的重要內(nèi)容。管道陰極防護(hù)技術(shù)不斷進(jìn)步，將管材與外加電源負(fù)極相連，使管材變成陰極，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)管道的目的。

發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的保護(hù)方法至少存在以下缺點(diǎn)：現(xiàn)有的保護(hù)方法的陽極結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損耗且其性質(zhì)在工作時間稍長時就不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種陰極保護(hù)方法，以改善現(xiàn)有保護(hù)方法的陽極結(jié)構(gòu)復(fù)雜、且損耗且不能長時間工作的問題。

本發(fā)明的目的還在于提供一種陰極保護(hù)裝置，以改善現(xiàn)有保護(hù)方法的陽極結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損耗且不能長時間工作的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

基于上述的第一目的，本發(fā)明提供了一種陰極保護(hù)方法，該方法包括：

步驟S100、在管道的外表面設(shè)置一層所述混凝土陽極，所述管道包括管材和絕緣層，所述絕緣層位于所述管材的內(nèi)表面；

步驟S200、將直流電源的正極與所述混凝土陽極電連接，將所述直流電源的負(fù)極與所述管道中的管材電連接。

本發(fā)明提供的陰極保護(hù)方法實(shí)施起來簡單方便，結(jié)構(gòu)簡單，且能有效的對管道中的管材進(jìn)行保護(hù)，使管道中的管材能夠避免遭受環(huán)境侵蝕介質(zhì)的腐蝕，從而延長管材的使用壽命，提供管材結(jié)構(gòu)耐久性覆蓋層，可以在取得理想保護(hù)效果的同時大大降低成本。

進(jìn)一步地，所述步驟S100中，所述混凝土陽極包括混凝土基體和碳纖維織物網(wǎng)，先在所述管道的外表面設(shè)置一層碳纖維織物網(wǎng)，然后將所述混凝土基體澆注到所述碳纖維織物網(wǎng)上。

碳纖維織物網(wǎng)不僅具備良好的力學(xué)性能，而且其導(dǎo)電性良好、耐腐蝕，電化學(xué)特性接近惰性金屬，不僅可以傳遞外加電流，而且使用壽命長；碳纖維織物網(wǎng)適用于結(jié)構(gòu)的不同形狀、不同部位，鋪設(shè)在需要保護(hù)的結(jié)構(gòu)區(qū)域，其覆蓋面積大，能均勻的傳遞陰極保護(hù)電流，同時還能提高基體抗裂性能，增強(qiáng)混凝土基體與管道之間的粘結(jié)性能。

進(jìn)一步地，所述步驟S100中：所述碳纖維織物網(wǎng)設(shè)置有多層，相鄰的所述碳纖維織物網(wǎng)之間設(shè)置有所述混凝土基體。

多層混凝土基體和多層碳纖維織物網(wǎng)交錯設(shè)置后形成一種近間距安裝方式，使得結(jié)構(gòu)處于陽極的電壓梯度內(nèi)，可以提高陰極保護(hù)效率。

進(jìn)一步地，所述混凝土基體采用噴射的方式設(shè)置到碳纖維織物網(wǎng)上。

采用噴射的方式可以提高混凝土基體的密實(shí)性，增強(qiáng)混凝土陽極與碳纖維織物網(wǎng)之間的粘結(jié)性能。

基于上述的第二目的，本發(fā)明還提供了一種陰極保護(hù)裝置，包括混凝土陽極、直流電源和管道，所述管道包括管材和絕緣層，所述絕緣層位于所述管材的內(nèi)表面，所述混凝土陽極設(shè)置在所述管道的外表面上，所述管道中管材與所述直流電源的負(fù)極電連接，所述混凝土陽極與所述直流電源的正極電連接。

本發(fā)明提供的陰極保護(hù)裝置由混凝土陽極、管道和直流電源形成陰極保護(hù)系統(tǒng)，由混凝土陽極做陽極，無需額外的陽極，結(jié)構(gòu)簡單，且由于混凝土陽極直接澆筑在管道外表面，安裝十分方便，同時覆蓋面積極大，這樣管材可以得到全面保護(hù)，使其使用壽命增長，管材被完全包裹再與直流電源連接后，可以減少電能的消耗，從而減少電能浪費(fèi)。

進(jìn)一步地，所述混凝土陽極包括采用細(xì)集料混凝土制成的混凝土基體。

細(xì)集料混凝土具有高強(qiáng)、抗裂、抗腐蝕、耐久性好、防火、可設(shè)計性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于薄壁結(jié)構(gòu)或耐腐蝕構(gòu)件以及惡劣環(huán)境中結(jié)構(gòu)的覆層材料和結(jié)構(gòu)加固。

進(jìn)一步地，所述混凝土陽極還包括碳纖維織物網(wǎng)，所述碳纖維織物網(wǎng)安裝于所述管道外表面，所述碳纖維織物網(wǎng)位于所述管道和所述混凝土基體之間。

碳纖維織物網(wǎng)不僅具備良好的力學(xué)性能，而且其導(dǎo)電性良好、耐腐蝕，電化學(xué)特性接近惰性金屬，不僅可以傳遞外加電流，而且使用壽命長；碳纖維織物網(wǎng)適用于結(jié)構(gòu)的不同形狀、不同部位，鋪設(shè)在需要保護(hù)的結(jié)構(gòu)區(qū)域，其覆蓋面積大，能均勻的傳遞陰極保護(hù)電流，同時還能提高混凝土基體的抗裂性能，使混凝土基體與管道粘結(jié)的更加牢固。

進(jìn)一步地，所述管道還包括混凝土，所述管材包括多根縱向鋼筋和多根箍筋，多根所述縱向鋼筋分別與所述直流電源的負(fù)極連接，多根所述箍筋分別與所述直流電源的負(fù)極連接，多根所述縱向鋼筋沿所述箍筋的周向間隔設(shè)置，多根所述箍筋沿所述縱向鋼筋的長度方向間隔設(shè)置，所述混凝土澆注于所述管材形成鋼筋混凝土管道。

多根縱向鋼筋和多根箍筋使管道的結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)定，同時，多根縱向鋼筋分別與所述直流電源的負(fù)極連接，多根箍筋分別與所述直流電源的負(fù)極連接，可以對縱向鋼筋和箍筋形成更加全面的保護(hù)。

進(jìn)一步地，相鄰的所述縱向鋼筋通過導(dǎo)線電連接。

用于測量縱向鋼筋之間的電連接性。

進(jìn)一步地，所述陰極保護(hù)裝置還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)連接于所述直流電源的負(fù)極和所述管材之間。

控制系統(tǒng)可以對直流電機(jī)進(jìn)行控制，使其保持持續(xù)的輸出，周期性的進(jìn)行調(diào)整可以有效減少電能的消耗，同時控制裝置還可以對管材進(jìn)行監(jiān)控，可以通過控制裝置觀察計算管材的損耗程度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的有益效果是：

本發(fā)明提供的陰極保護(hù)方法實(shí)施起來簡單方便，結(jié)構(gòu)簡單，且能有效的對管道中的管材進(jìn)行保護(hù)，使管道中的管材能夠避免遭受環(huán)境侵蝕介質(zhì)的腐蝕，從而延長管材的使用壽命。

本發(fā)明提供的陰極保護(hù)裝置由混凝土陽極、管道和直流電源形成陰極保護(hù)系統(tǒng)，由混凝土陽極做陽極，無需額外的陽極，結(jié)構(gòu)簡單，且由于混凝土陽極直接澆注在管道的表面，安裝十分方便，同時覆蓋面積極大，這樣管道內(nèi)的管材可以得到全面保護(hù)，使其使用壽命增長，管材被完全包裹再與直流電源連接后，可以減少電能的消耗，從而減少電能浪費(fèi)。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明提供的陰極保護(hù)方法的流程圖；

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例1提供的一種陰極保護(hù)裝置的示意圖；

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例1提供的另一種陰極保護(hù)裝置的示意圖。

圖中：

縱向鋼筋101；箍筋102；管材103；混凝土104；混凝土基體105；碳纖維織物網(wǎng)106；直流電源107；控制系統(tǒng)108；混凝土陽極109。

具體實(shí)施方式

輸送管道大多處于復(fù)雜的侵蝕性環(huán)境中，所輸送的介質(zhì)也多有腐蝕性，因而管道可能遭到腐蝕。一旦管道被腐蝕穿孔，即導(dǎo)致管道爆裂、泄漏等事故，從而引起安全和環(huán)境危害，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，防止管道腐蝕是管道工程的重要內(nèi)容。管道陰極防護(hù)技術(shù)不斷進(jìn)步，將管材與外加電源負(fù)極相連，使管材變成陰極，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)管道的目的。發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的保護(hù)方法至少存在以下缺點(diǎn)：現(xiàn)有的保護(hù)方法的陽極結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損耗且其性質(zhì)在工作時間稍長時就不穩(wěn)定。

為了使上述問題得到改善，本發(fā)明提供了一種陰極保護(hù)方法，該方法包括：步驟S100、在管道的外表面設(shè)置一層所述混凝土陽極，所述管道包括管材和絕緣層，所述絕緣層位于所述管材的內(nèi)周面；步驟S200、將直流電源的正極與所述混凝土陽極電連接，將所述直流電源的負(fù)極與所述管道中的管材電連接。本發(fā)明提供的陰極保護(hù)方法實(shí)施起來簡單方便，結(jié)構(gòu)簡單，且能有效的對管道中的管材進(jìn)行保護(hù)，使管道中的管材能夠避免遭受環(huán)境侵蝕介質(zhì)的腐蝕，從而延長管材的使用壽命。

本發(fā)明還提供了一種陰極保護(hù)裝置，包括混凝土陽極、直流電源和管道，所述管道包括管材和絕緣層，所述絕緣層位于所述管材的內(nèi)周面，所述混凝土陽極設(shè)置在所述管道的外表面上，所述管材與所述直流電源的負(fù)極電連接，所述混凝土陽極與所述直流電源的正極電連接。

本發(fā)明提供的陰極保護(hù)裝置由混凝土陽極、管道和直流電源形成陰極保護(hù)系統(tǒng)，由混凝土陽極做陽極，無需額外的陽極，結(jié)構(gòu)簡單，且由于混凝土陽極直接澆注在管道的表面，安裝十分方便，同時覆蓋面積極大，這樣管道內(nèi)的管材可以得到全面保護(hù)，使其使用壽命增長，管材被完全包裹再與直流電源連接后，可以減少電能的消耗，從而減少電能浪費(fèi)。

下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，上面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行了清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和圖示的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以上對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

陰極保護(hù)方法實(shí)施例

參照圖1，本實(shí)施例提供了一種陰極保護(hù)方法，該方法包括：

步驟S100、在管道的外表面設(shè)置一層混凝土陽極109，管道包括管材103和絕緣層，管材103呈管狀，絕緣層位于管材103的內(nèi)表面；

步驟S200、將直流電源107的正極與混凝土陽極105電連接，將直流電源107的負(fù)極與管道中的管材103電連接。

本實(shí)施例提供的陰極保護(hù)方法實(shí)施起來簡單方便，結(jié)構(gòu)簡單，且能有效的對管道中的管材進(jìn)行保護(hù)，使管道中的管材103能夠避免遭受環(huán)境侵蝕介質(zhì)的腐蝕，從而延長管材103的使用壽命。

步驟S100中，混凝土陽極109包括混凝土基體105和碳纖維織物網(wǎng)106，先在管道的外表面設(shè)置一層碳纖維織物網(wǎng)106，然后將混凝土基體105澆注到碳纖維織物網(wǎng)106上。

碳纖維織物網(wǎng)106不僅具備良好的力學(xué)性能，而且其導(dǎo)電性良好、耐腐蝕，電位接近惰性金屬的電化學(xué)特性，不僅可以傳遞外加電流，而且使用壽命長；碳纖維織物網(wǎng)106適用于結(jié)構(gòu)的不同形狀、不同部位，鋪設(shè)在需要保護(hù)的結(jié)構(gòu)區(qū)域，其覆蓋面積大，能均勻的傳遞陰極保護(hù)電流，同時還能提高混凝土基體105的抗裂性，使混凝土基體105與管道連接的更加牢固。

步驟S100中：碳纖維織物網(wǎng)106設(shè)置有多層，相鄰的碳纖維織物網(wǎng)106之間設(shè)置有混凝土基體105。多層混凝土基體105和多層碳纖維織物網(wǎng)106交錯設(shè)置后形成一種近間距安裝方式，使得結(jié)構(gòu)處于陽極的電壓梯度內(nèi)，可以提高陰極保護(hù)效率。

混凝土基體105可以是采用噴射的方式設(shè)置到碳纖維織物網(wǎng)106上。采用噴射的方式可以提高混凝土基體的密實(shí)性，使混凝土基體105與碳纖維織物網(wǎng)106連接的更加牢固，

在將碳纖維織物網(wǎng)106設(shè)置到管道上之前，還可以對管道的表面進(jìn)行清理和濕潤等處理，這樣處理過后，無論是碳纖維織物網(wǎng)106還是混凝土基體105與管道的粘附性都將得到極大的提升。

陰極保護(hù)裝置實(shí)施例1

參照圖2和圖3，本實(shí)施例提供了一種陰極保護(hù)裝置，混凝土陽極105、直流電源107和管道，管道包括管材103和絕緣層，管材103呈管狀，絕緣層位于管材的內(nèi)表面，混凝土陽極109設(shè)置在管道的外表面上，管材103與直流電源107的負(fù)極電連接，混凝土陽極109與直流電源107的正極電連接。

本實(shí)施例提供的陰極保護(hù)裝置由混凝土陽極109、管材103和直流電源107形成陰極保護(hù)系統(tǒng)，由混凝土陽極109做陽極，無需額外的陽極，結(jié)構(gòu)簡單，且由于混凝土陽極109直接澆筑于管道外表面，在安裝時十分方便，同時覆蓋面積極大，這樣管材103可以得到全面保護(hù)，使其使用壽命增長，管材103被完全包裹再與直流電源107連接后，可以減少電能的消耗，從而減少電能浪費(fèi)。

管道可以是由管材103和混凝土104澆筑而成，然后在管道的外表面設(shè)置混凝土陽極109。管道的橫截面可以是呈圓形、橢圓形，當(dāng)然，管道的橫截面根據(jù)需要設(shè)置成其他形狀也是可以的。

混凝土陽極109包括采用細(xì)集料混凝土制成的混凝土基體105。細(xì)集料混凝土具有高強(qiáng)、抗裂、抗腐蝕、耐久性好、防火、可設(shè)計性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于薄壁結(jié)構(gòu)或耐腐蝕構(gòu)件以及惡劣環(huán)境中結(jié)構(gòu)的覆層材料和結(jié)構(gòu)加固。

集料又稱骨料。骨料分為粗骨料和細(xì)骨料。混凝土104的主要組成材料之一。主要起骨架作用和減小由于膠凝材料在凝結(jié)硬化過程中干縮濕脹所引起的體積變化，同時還作為膠凝材料的廉價填充料。有天然集料和人造集料之分，前者如碎石、卵石、浮石、天然砂等；后者如煤渣、礦渣、陶粒、膨脹珍珠巖等。顆粒視密度小于1700公斤/立方米的集料稱輕集料，用以制造普通混凝土104；特別重的集料，用以制造重混凝土104，如防輻射混凝土104。集料按顆粒大小分為粗集料和細(xì)集料，一般規(guī)定粒徑大于4.75毫米者為粗集料，如碎石和卵石，粒徑自小于4.75毫米者為細(xì)集料，如天然砂。

混凝土陽極109還包括碳纖維織物網(wǎng)106，碳纖維織物網(wǎng)106安裝于管道外表面，碳纖維織物網(wǎng)106位于管道和混凝土基體105之間。

碳纖維織物網(wǎng)106不僅具備良好的力學(xué)性能，而且其導(dǎo)電性良好、耐腐蝕，電位接近惰性金屬的電化學(xué)特性，不僅可以傳遞外加電流，而且使用壽命長；碳纖維織物網(wǎng)106適用于結(jié)構(gòu)的不同形狀、不同部位，鋪設(shè)在需要保護(hù)的結(jié)構(gòu)區(qū)域，其覆蓋面積大，能均勻的傳遞陰極保護(hù)電流，同時還能使混凝土基體105與管道連接的更加牢固。

管道還可以包括混凝土104，管材103可以是由鋼筋構(gòu)成，管材103包括多根縱向鋼筋101和多根箍筋102，多根縱向鋼筋101分別與直流電源107的負(fù)極連接，多根箍筋102分別與直流電源107的負(fù)極連接，多根縱向鋼筋101沿箍筋102的周向間隔設(shè)置，多根箍筋102沿縱向鋼筋101的長度方向間隔設(shè)置，然后將混凝土104澆注在管材103上形成鋼筋混凝土管道。多根縱向鋼筋101和多根箍筋102使管道的結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)定，同時，多根縱向鋼筋101分別與直流電源107的負(fù)極連接，多根箍筋102分別與直流電源107的負(fù)極連接，可以對縱向鋼筋101和箍筋102形成更加全面的保護(hù)，管道的通孔的中心線是與箍筋102的中心線共線。

當(dāng)然，管材103中應(yīng)至少包括四根縱向鋼筋101和至少連根箍筋102。

相鄰的縱向鋼筋101通過導(dǎo)線電連接。用于測量縱向鋼筋101之間的電連接性。

縱向鋼筋101和箍筋102可以通過扎絲連接?？v向鋼筋101和箍筋102通過扎絲連接可以提高管材的整體連接性能和導(dǎo)電性能，同時，提高與混凝土104的粘結(jié)性能。

陰極保護(hù)裝置還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)連接于所述直流電源的負(fù)極和管材之間?？刂葡到y(tǒng)108可以對直流電機(jī)進(jìn)行控制，使其保持持續(xù)的輸出，周期性的進(jìn)行調(diào)整可以有效減少電能的消耗，同時控制裝置還可以對管材103進(jìn)行監(jiān)控，可以通過控制裝置觀察計算管材103的損耗程度。

陰極保護(hù)裝置實(shí)施例2

本實(shí)施例也提供了一種陰極保護(hù)裝置，本實(shí)施例是在陰極保護(hù)裝置實(shí)施例1的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上的進(jìn)一步改進(jìn)，陰極保護(hù)裝置實(shí)施例1描述的技術(shù)方案同樣適用于本實(shí)施例，陰極保護(hù)裝置實(shí)施例1已公開的技術(shù)方案不再重復(fù)描述。

具體的，本實(shí)施例與陰極保護(hù)裝置實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例提供的陰極保護(hù)裝置的管道中的管材是由一整塊鋼質(zhì)金屬材料或者其他金屬材料制成，而絕緣層可以是涂層，被噴射在管道的內(nèi)周面上。

本發(fā)明只提供了兩種管道的實(shí)施方式，本發(fā)明提供的陰極保護(hù)方法和裝置同樣適用于輸水管道、輸氣管道或者輸油管道等其他形式的管道。

綜上所述，本發(fā)明提供的陰極保護(hù)方法實(shí)施起來簡單方便，結(jié)構(gòu)簡單，且能有效的對管道中的金屬材料進(jìn)行保護(hù)，使管道中的金屬材料能夠避免遭受環(huán)境侵蝕介質(zhì)的腐蝕，從而延長金屬材料的使用壽命。

本發(fā)明提供的陰極保護(hù)裝置由混凝土陽極、管道和直流電源形成陰極保護(hù)系統(tǒng)，由混凝土陽極做陽極，無需額外的陽極，結(jié)構(gòu)簡單，且由于混凝土陽極直接澆注在管道的表面，安裝十分方便，同時覆蓋面積極大，這樣管道內(nèi)的管材可以得到全面保護(hù)，使其使用壽命增長，管材被完全包裹再與直流電源連接后，可以減少電能的消耗，從而減少電能浪費(fèi)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。