可更换牺牲阳极井及其更换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种牺牲阳极保护装置，特别是涉及一种用于保护地下管道的牺牲阳极井及其更换方法。
【背景技术】
[0002]牺牲阳极保护法是城市燃气管网钢质管道防治腐蚀的主要方法，普遍应用于城市燃气管网。牺牲阳极保护法是将被保护金属和一种电位更负的金属或合金(即牺牲阳极)相连，使被保护体阴极极化以降低腐蚀速率的方法。
[0003]传统牺牲阳极井在井底设有管道。燃气管道旁设有两个牺牲阳极。两个牺牲阳极装在盛有填包料的布袋中。布袋与管道紧贴。井内由普通土壤填充。
[0004]填包料主要成分为石膏粉、膨润土、硅藻土、硫酸钠。阳极的接地电阻与土壤电阻率之间有关联关系，它是年年变化的。为避免这样的变化并减少接地电阻，土壤中的阳极周围要有填包料。这样的填包料除了限制表面膜的形成和防止电渗脱水外，还可以确保电流均匀的输出。后者主要是因为填包料中含有石膏成分，而膨润土和硅藻土能保持水分。加入硫酸钠可以降低填包料的电阻率。
[0005]然而，牺牲阳极的设计寿命是15年，远低于管道的使用寿命。并且至少两个牺牲阳极之间相互充电放点，其保护电位和开路电位较大，易相互影响，降低其使用寿命。
[0006]目前北京燃气集团有超过500km管线的牺牲阳极服役时间达到10年及以上，临近或已超出牺牲阳极阴极保护系统的设计寿命；服役10年以上的牺牲阳极系统由于管道涂层老化和杂散电流干扰促使其阳极材料消耗殆尽，保护效果下降，使得管道腐蚀泄漏风险大大增加。被保护管线多位于城镇道路路中或两侧绿化带，开挖难度大，其通过开挖更换临近或已失效的牺牲阳极可能性极小。
[0007]由于牺牲阳极处于井底的管道旁，更换布袋(即牺牲阳极)时，需要深入开挖，施工时间长，每个牺牲阳极井开挖难度大，大约需要开挖一天。其人工费约为800元。有些牺牲阳极井在开挖时还需要道路赔偿，绿化赔偿，赔偿费约为5000元。费事费力、成本高。
[0008]现有技术尚无经济可行的非开挖可更换牺牲阳极技术，而运行10年以上的牺牲阳极系统亟需更换已失效的牺牲阳极。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、省时省力、成本低、操作简便、开挖难度小、使用寿命长的可更换牺牲阳极井及其更换方法。
[0010]本发明可更换牺牲阳极井，包括填包料、两个牺牲阳极和绝缘板，所述井体与管道连通，井体内轴向设有绝缘板，所述绝缘板将井体内分为两个空腔，两个空腔内均充满填包料，两个空腔内的上部均设有一个牺牲阳极，所述每个牺牲阳极均通过导线与管道连接。
[0011]本发明可更换牺牲阳极井，其中所述每个牺牲阳极的导线均通过测试粧与管道连接，所述测试粧包括粧体、支撑柄、测试板，所述每个牺牲阳极与管道连接的导线上串连有测试板，所述测试板固定在测试粧内的上部，所述测试粧正对测试板的前表面和后表面分别径向开设有操作槽，测试粧底部径向开设有进线槽，测试粧在进线槽的下部径向开设有两个轴线相互垂直支柄孔，所述两个支柄孔的其中一个位置高于另一个，所述两个支柄孔内都固定有支撑柄。
[0012]本发明可更换牺牲阳极井，其中所述测试粧的材料为玻璃钢。
[0013]本发明可更换牺牲阳极井，其中还设有起升装置，所述起升装置底部套装在管道外表面上，起升装置下端设有配重，起升装置中部为纵向齿条，起升装置设有活动部，所述活动部包括活动架、钻头、电机、齿轮和绝缘阳极架，所述活动架以起升装置中部为导轨，活动架的齿轮和起升装置的齿条啮合，活动架顶部设有钻头，活动架下部固定有绝缘阳极架，绝缘阳极架用于固定牺牲阳极。
[0014]本发明可更换牺牲阳极井的更换方法，包括如下步骤:
[0015]A、将待更换的牺牲阳极与管道的连接切断；
[0016]B、将待更换的牺牲阳极从充满填包料的空腔中取出，并将新的牺牲阳极安放至待更换的牺牲阳极取出的位置；
[0017]C、将新的牺牲阳极与管道用导线连接。
[0018]本发明可更换牺牲阳极井与现有技术不同之处在于本发明可更换牺牲阳极井通过将填包料充满阳极井并且将牺牲阳极置于井体上方而非紧贴管道的状态，则可直接将牺牲阳极取出并更换，大幅降低其更换成本。本发明首次提出了操作简便、经济可行的可更换式牺牲阳极井，为接近或已失效的牺牲阳极提供非开挖条件下的更换，实现了阴极保护寿命的无限期延续，成果直接应用于燃气管网运行，提高了管道安全性，延长管道寿命，不仅具有重要的社会效益和经济效益，还具有广阔的应用前景。
[0019]本发明可更换牺牲阳极井中测试粧上部开设有两个凹槽，有利于工作人员更好地控制测试板，并且方便测试板上的线路安装。测试粧底部的开槽则可避免导线引入测试粧内时，弯折幅度过大，造成折断。
[0020]本发明可更换牺牲阳极井中测试粧的材料为玻璃钢，则可避免因材料为金属材料导致的被盗现象，并且耐腐蚀、寿命长。
[0021]本发明可更换牺牲阳极井中起升装置可自动将牺牲阳极顶出、顶入，半自动更换。
[0022]下面结合附图对本发明的可更换牺牲阳极井及其更换方法作进一步说明。
【附图说明】
[0023]图1是可更换牺牲阳极井的主视图；
[0024]图2是图1所示测试粧的主视图；
[0025]图3是图2所示测试粧在A处的局部放大图。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，本发明可更换牺牲阳极井包括井体1、填包料2、两个牺牲阳极3和绝缘板4。井体I与管道连通，井体I内轴向设有绝缘板4。绝缘板4将井体内分为两个空腔，两个空腔内均充满填包料2，两个空腔内的上部均设有一个牺牲阳极3。每个牺牲阳极3均通过导线与管道连接。两个空腔底部通向管道6处，管道6的外充满普通黄土，填包料2的电阻率低于普通黄土。井体I内的填包料2顶部盖有浮土。
[0027]每个牺牲阳极的导线均通过测试粧5与管道6连接。
[0028]如图2和图3所示，测试粧5包括支撑柄、测试板51。每个牺牲阳极3与管道连接的导线上串连有测试板51。测试板51固定在测试粧5内的上部。测试粧5正对测试板的前表面和后表面分别径向开设有操作槽53，测试粧5底部径向开设有进线槽54，测试粧5在进线槽54的下部径向开设有两个轴线相互垂直支柄孔55。两个支柄孔55的其中一个位置高于另一个。两个支柄孔55内都固定有支撑柄。(图中未示出)两个支撑柄为均杆状物，其位置关系为相互空间垂直。管道6通过测试板51与参比电极52连接。
[0029]测试粧5的材料为玻璃钢。
[0030](图中未示出)还设有起升装置。起升装置底部套装在管道6外表面上，起升装置下端设有配重，起升装置中部为纵向齿条，起升装置设有活动部。活动部包括活动架、钻头、电机、齿轮和绝缘阳极架。活动架以起升装置中部为导轨，活动架的齿轮和起升装置的齿条啮合，活动架顶部设有钻头，活动架下部固定有绝缘阳极架，绝缘阳极架用于固定牺牲阳极3。
[0031]可更换牺牲阳极井的更换方法，包括如下步骤:
[0032]A、将待更换的牺牲阳极3与管道6的连接切断；
[0033]B、将待更换的牺牲阳极3从充满填包料2的空腔中取出，并将新的牺牲阳极3安放至待更换的牺牲阳极3取出的位置；
[0034]C、将新的牺牲阳极3与管道6用导线连接。
[0035]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种可更换牺牲阳极井，其特征在于:包括井体(I)、填包料(2)、两个牺牲阳极(3)和绝缘板(4)，所述井体(I)与管道连通，井体(I)内轴向设有绝缘板(4)，所述绝缘板(4)将井体内分为两个空腔，两个空腔内均充满填包料(2)，两个空腔内的上部均设有一个牺牲阳极(3)，所述每个牺牲阳极(3)均通过导线与管道连接。
2.根据权利要求1所述的可更换牺牲阳极井，其特征在于:所述每个牺牲阳极的导线均通过测试粧(5)与管道(6)连接， 所述测试粧(5)包括支撑柄、测试板(51)，所述每个牺牲阳极(3)与管道连接的导线上串连有测试板(51)，所述测试板(51)固定在测试粧(5)内的上部，所述测试粧(5)正对测试板的前表面和后表面分别径向开设有操作槽(53)，测试粧(5)底部径向开设有进线槽(54)，测试粧(5)在进线槽(54)的下部径向开设有两个轴线相互垂直支柄孔(55)，所述两个支柄孔(55)的其中一个位置高于另一个，所述两个支柄孔(55)内都固定有支撑柄。
3.根据权利要求2所述的可更换牺牲阳极井，其特征在于:所述测试粧(5)的材料为玻璃钢。
4.根据权利要求3所述的可更换牺牲阳极井，其特征在于:还设有起升装置，所述起升装置底部套装在管道(6)外表面上，起升装置下端设有配重，起升装置中部为纵向齿条，起升装置设有活动部，所述活动部包括活动架、钻头、电机、齿轮和绝缘阳极架，所述活动架以起升装置中部为导轨，活动架的齿轮和起升装置的齿条啮合，活动架顶部设有钻头，活动架下部固定有绝缘阳极架，绝缘阳极架用于固定牺牲阳极(3)。
5.利用权利要求1或2或3所述的可更换牺牲阳极井的更换方法，其特征在于包括如下步骤: A、将待更换的牺牲阳极(3)与管道(6)的连接切断； B、将待更换的牺牲阳极(3)从充满填包料(2)的空腔中取出，并将新的牺牲阳极(3)安放至待更换的牺牲阳极(3)取出的位置； C、将新的牺牲阳极(3)与管道(6)用导线连接。
【专利摘要】本发明可更换牺牲阳极井涉及一种牺牲阳极保护装置，特别是涉及一种用于保护地下管道的牺牲阳极井及其更换方法。其目的是为了提供一种结构简单、省时省力、成本低、操作简便、开挖难度小、使用寿命长的可更换牺牲阳极井及其更换方法。本发明可更换牺牲阳极井包括井体(1)、填包料(2)、两个牺牲阳极(3)和绝缘板(4)，所述井体(1)与管道连通，井体(1)内轴向设有绝缘板(4)，所述绝缘板(4)将井体内分为两个空腔，两个空腔内均充满填包料(2)，两个空腔内的上部均设有一个牺牲阳极(3)，所述每个牺牲阳极(3)均通过导线与管道连接。
【IPC分类】C23F13-06, C23F13-22
【公开号】CN104789969
【申请号】CN201510195705
【发明人】高顺利, 段蔚, 刘建辉, 尹志彪, 褚大军, 吕振国
【申请人】北京永逸舒克防腐蚀技术有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月23日