本发明属于外加电流阴极保护领域，特别是涉及一种在役海上平台张紧式外加电流阴极保护与监测装置及方法。
背景技术：
阴极保护是海上平台必须采取的防腐措施，新建海上平台通常采用牺牲阳极阴极保护法。如果在役海上平台需要延长服役时间，但牺牲阳极已消耗完，需要延长阴极保护的服役时间，可采用牺牲阳极法阴极保护法和外加电流阴极保护法。由于在水下安装牺牲阳极的费用很高，采用外加电流阴极保护法的优势非常突出。在外加电流保护的过程当中，辅助阳极连接直流电源正极，发出电流，经过海水到达海上平台表面，平台与直流电源负极相连使海上平台整体结构发生阴极极化，从而阻止整体结构的腐蚀。采用外加电流法，需要安装平台阴极保护监测系统，根据监测结果调整外加电流系统的输出电流，以确保平台电位处于合理的范围内。远地式外加电流装置将辅助阳极放置在与平台有一定距离的海床上，通过外加电流用电缆与平台上部的电源连接。在海洋环境中，由于风浪流的作用，外加电流用电缆处于运动状态，可能导致外加电流用电缆的损坏。为保证外加电流用电缆在长期服役情况下的可靠性，需采用水下作业绑扎在平台杆件上，或穿入电缆护管，安装费用很高。综上所述，开发设计一种适用于在役海上平台，制造和安装简单、性能可靠的外加电流阴极保护及监测装置具有十分重要的意义。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明的目的是提供一种安装简便、性能可靠的在役海上平台张紧式外加电流阴极保护与监测装置及方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种在役海上平台张紧式外加电流阴极保护及监测装置，其特征在于：其包括复合电缆、若干辅助阳极、若干参比电极、顶部固定装置、吊耳、重力基础、辅助阳极电缆、参比电极电缆、电源和数据采集器；所述复合电缆上间隔集成设置若干所述辅助阳极和参比电极，所述复合电缆上端与所述顶部固定装置相连，所述复合电缆下端通过所述吊耳与放置在海床上的所述重力基础相连，且所述复合电缆处于张紧状态；所述顶部固定装置固定设置在位于水面以上的结构物杆件上，其上端通过所述辅助阳极电缆和参比电极电缆分别与所述电源和数据采集器相连；所述电源通过所述辅助阳极电缆为各所述辅助阳极供电，电流经海水到达海上平台表面，海上平台与所述电源负极相连使海上平台发生阴极变化；所述数据采集器通过设置在所述复合电缆上的所述参比电极，对海上平台的电位数据进行采集并存储。
一种基于所述装置的在役海上平台张紧式外加电流阴极保护及监测方法，其特征在于包括以下步骤：1)将复合电缆的底部通过吊耳连接在重力基础上；2)采用卷扬机或类似设备将重力基础和复合电缆一同吊装下放，直到重力基础下放到海床上；3)将复合电缆顶部与顶部固定装置相连，并在复合电缆上施加一定的预张力，使复合电缆处于张紧状态；4)从顶部固定装置上分别引出辅助阳极电缆和参比电极电缆，辅助阳极电缆与电源相连，参比电极电缆与数据采集器相连；5)电源通过辅助阳极电缆为各辅助阳极供电，电流经海水到达海上平台表面，海上平台与电源负极相连使海上平台发生阴极变化；6)数据采集器通过参比电极定期对海上平台的电位数据进行监测，并将监测结果进行存储。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明若干个辅助阳极和若干个阴极保护监测用参比电极集成在复合电缆上，同时具备阴极保护监测的功能，不需要另外安装阴极保护监测系统，极大简化了外加电流阴极保护装置的结构。2、本发明采用卷扬机或类似设备安装重力基础和复合电缆，不需要水下作业，安装简单快捷，安装费用大幅降低。3、本发明在复合电缆上施加一定的预张力，使复合电缆处于张紧状态，减小波浪力造成的复合电缆位移，避免复合电缆与平台杆件的接触，延长疲劳寿命。因而，本发明可以广泛应用于在役海上平台的外加电流阴极保护领域。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供的一种在役海上平台张紧式外加电流阴极保护及监测装置，包括复合电缆1、若干辅助阳极2、若干参比电极3、顶部固定装置4、吊耳5、重力基础6、辅助阳极电缆7、参比电极电缆8、电源9和数据采集器10。复合电缆1上间隔集成设置有若干辅助阳极2和参比电极3，复合电缆1上端与顶部固定装置4相连，复合电缆1下端通过吊耳5与放置在海床上的重力基础6相连，且复合电缆1处于张紧状态。顶部固定装置4固定设置在位于水面以上的结构物杆件11上，其上端通过辅助阳极电缆7和参比电极电缆8分别与电源9和数据采集器10相连。电源9通过辅助阳极电缆7为各辅助阳极2供电，电流经海水到达海上平台表面，海上平台与电源负极相连使海上平台发生阴极变化。数据采集器10通过设置在复合电缆1上的参比电极3，对海上平台的电位数据进行采集并存储。
下面详细说明本发明在役海上平台张紧式外加电流阴极保护及监测方法，包括以下步骤：
1)将复合电缆1的下端通过吊耳5连接在重力基础6上。
2)采用卷扬机或类似设备将重力基础6和复合电缆1一同吊装下放，直到重力基础6下放到海床上。
3)将复合电缆1上端与顶部固定装置4相连，并在复合电缆1上施加一定的预张力，使复合电缆1处于张紧状态。
4)从顶部固定装置4上分别引出辅助阳极电缆7和参比电极电缆8，辅助阳极电缆7与电源9相连，参比电极电缆8与数据采集器10相连。
5)电源9通过辅助阳极电缆7为各辅助阳极2供电，电流经海水到达海上平台表面，海上平台与电源负极相连使海上平台发生阴极变化。
6)数据采集器通过参比电极3定期对海上平台的电位数据进行监测，并将监测结果进行存储。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。