一种参比电极的封装结构及其封装方法

文档序号:9630348阅读:1867来源:国知局
一种参比电极的封装结构及其封装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种参比电极的封装结构及其封装方法,尤其涉及到一种复合双参比电极的封装结构,属于外加电流阴极保护领域。
【背景技术】
[0002]由于氯离子、溶解氧和干湿循环的存在,海洋对于金属结构而言,是一种严酷的腐蚀环境,海洋环境中的金属结构物必须采取适当的防护措施以避免腐蚀损坏,同时需要对金属结构的腐蚀状态进行检测,并依据检测结果进行金属结构的安全评估。目前,阴极保护和涂料相结合是防止金属结构物海水腐蚀的有效方法,为了准确分析金属结构物的腐蚀与保护状况,需要准确测量金属结构物的表面电位。
[0003]参比电极是一种用于测量金属电位的参考电极,本身电位稳定且不易极化或钝化。
[0004]参比电极的种类有很多,每种参比电极都有一定的适用范围,且在使用环境下具有不同的使用寿命。
[0005]阴极保护中常采用的参比电极主要有铜/硫酸铜电极、高纯锌电极以及银/氯化银电极三种,其中铜/饱和硫酸铜参比电极主要用于地下管道等土壤中结构物的电位测量,在海水介质中可用作便携式测量电极,由于在海水介质中使用寿命较短,因此不适合用作固定式参比电极。
[0006]高纯锌电极采用高纯锌或锌合金,具有较长的使用寿命,但是其电位漂移较大,电位稳定性较差。银/氯化银和Ag/AgX参比电极是海水介质中性能较好的一种参比电极,具有较长的寿命,电位稳定性优于高纯锌电极,但是制备方法和工艺对其性能有很大的影响,不同工艺方法制备的银/氯化银参比电极的性能存在很大的差异。
[0007]在外加电流阴极保护系统中,参比电极除了用来监测金属结构物的保护状况以夕卜,还可为恒电位控制设备提供控制比较信号,如果参比电极出现异常,将导致恒电位仪测量信号错误,致使恒电位仪输出异常,可能导致结构物得不到有效的保护,也可能产生过保护而影响结构物的安全。因此参比电极电位测量的准确性、稳定性和使用寿命直接影响到结构物的阴极保护效果。对于导管架等需要几十年长期保护的海洋结构物而言,为了提高测量结果的可靠性和准确性,在实际工程中需要结合两种参比电极的优点,使用复合参比电极。
[0008]除了参比电极类型的选择,参比电极结构设计对于测量的准确性和长期可靠性也有较大的影响。《GBT 7387-1999船用参比电极技术条件》规范中给出了船体所用参比电极类型的选择和安装结构,但给出的均为单个参比电极的情况,且由于船舶可以定期回船坞检修,因此该规范对参比电极的使用时间要求6年或10年,安装方式也针对船体结构进行优化设计。
[0009]对于海洋中导管架类结构物,导管架的结构形式和工作环境也决定了参比电极的结构形式和设计要求有其特殊性,比如维护成本高和维修难度大而导致在服役期内不可能进行更换和维护,因此通常要求所采用的参比电极及其封装结构的使用寿命达到20年以上。目前在实际工程中已有参比电极失效的案例,因此对于寿命较长海洋结构物的腐蚀监测中,对于参比电极的结构设计要求很高。

【发明内容】

[0010]针对以上问题的提出,本发明公开了一种参比电极的封装结构,包括:
[0011]两相对设置的电极支座,位于封装结构前端电极支座I和位于电极封装结构后端的电极支座II。
[0012]组成复合参比电极体系的高精度参比电极和稳定参比电极;以及与被测钢结构平行固定的底座;组合状态下,所述的两电极支座固定在所述底座上;稳定参比电极通过连接螺栓固定于所述两电极支座之间;高精度参比电极固定于一电极支座II外侧;与外部设备连接的电缆穿过所述的两电极支座和连接螺栓,与所述的高精度参比电极连接。
[0013]通过设置了与被测钢结构平行固定的底座(处于相同平面),使得参比电极能够更加接近被测的钢结构,克服了传统应用于海洋结构物中的参比电极距离被测结构距离较远,获得的参数不准确的问题。同时,高精度参比电极和稳定参比电极组成了复合参比电极体系,增加了系统的冗余特性,有效的防止了一个电极失效导致整个参比电极失效等现象的发生,相较于现有的参比电极,具有工作时间更长,参数获得更稳定的优点。
[0014]考虑到稳定参比电极在使用过程中会不断溶解,不能直接与电极支座连接,故作为优选的实施方式,所述的稳定参比电极为带有内螺纹的圆柱管,圆柱管的一端变径,该变径处带有外螺纹;所述连接螺栓的头部具有外螺纹,内部设有同轴的电缆通孔;所述圆柱管与连接螺栓的螺杆配合形成组合结构;该组合结构的前端为所述圆柱管的变径端,后端为所述连接螺栓带有外螺纹的螺栓头部;组合状态下,变径端和螺栓头部分别与两电极支座螺纹配合。
[0015]通过螺纹连接的形式,进一步增强了电极封装结构的防水性,在实际的施工过程中,在组合结构的自身的连接面,比如螺纹结合处以及封装结构内部形成的空腔中,涂抹和填充胶粘剂,进一步的增加封装结构的防水性、密封性和电极整体的耐用性。
[0016]为了进一步增加封装结构的防水特性,作为优选的实施方式,采用热缩管封装稳定参比电极和电极支座I的连接处,既增加系统的防水性,同时又保证了稳定参比电极与海水接触的面积。
[0017]为了保证参比电极的封装结构与外部电缆连接处的防水性能,作为优选的实施方式,电极支座I外侧还连接有电缆防水接头,该接头包括电缆防水接头座和电缆防水接头帽。作为较佳的实施方式,与所述稳定参比电极变径端连接的电极支座I的外侧开有与电缆防水接头座配合的螺纹孔。
[0018]更进一步的,为了防止海洋生物的附着导致高精度参比电极失效,所述的高精度参比电极,加工成圆柱形,固定在电极支座II的外侧。作为较佳的实施方式,电极支座II的外侧设有固定所述高精度参比电极的阶梯孔,阶梯孔为通孔,以便设置与高精度参比电极连接的导线。所述高精度参比电极侧面套接保护层后固定在所述的阶梯孔中。通过设置阶梯孔,可以有效的增加海洋动植物的附着难度,相比通常的盲孔(即孔顶端与周边高度相同)可以显著增强高精度参比电极的使用时间。
[0019]同时,为了保证封装结构的防水性,在高精度参比电极与阶梯孔之间设置有保护层,该保护层包括包覆电极侧面的保护圈和底部的橡胶垫。
[0020]作为优选的实施方式,所述的高精度参比电极为Ag/AgCl或Ag/AgX电极;稳定参比电极为高纯锌电极。
[0021]—种参比电极封装的封装方法,包括如下步骤:
[0022]首先,使用清洗剂清洗封装结构各组件,尤其是施胶部位,保证结构的密封性和胶粘的牢固性。清洗剂可选用酒精或丙酮等清洗剂。
[0023]然后,在所述的电极支座II阶梯孔中填充胶粘剂,将高精度参比电极套接保护圈后装入所述的阶梯孔。
[0024]在所述连接螺栓螺杆处涂抹胶粘剂后旋入稳定参比电极的圆柱管内,组成组合结构,将高精度参比电极的引线穿过组合结构内部的电缆通孔。
[0025]在所述的组合结构中连接螺栓头部外螺纹处涂抹胶粘剂后旋入所述外侧带有高精度参比电极的电极支座中。
[0026]在所述稳定参比电极前端套接厚壁带胶热缩管;将外部信号电缆依次穿过电缆防水接头帽、防水接头座和电极支座I ;将稳定参比电极的引线和高精度参比电极的引线分别与信号电缆中的双芯信号电线焊接,并通过所述的热缩管实现绝缘防水保护。
[0027]在组合结构中稳定参比电极前端的变径区域涂抹胶粘剂后,旋入电极支座I中;调节所述的厚壁带胶热缩管,使其一端包裹电极支座I ;加热所述的热缩管,使其包紧稳定参比电极和电极支座连接处。
[0028]在所述电极支座I外侧的螺纹孔中填充胶粘剂,将电缆防水接头座旋入所述的螺纹孔,完成与电极支座I的固定。
[0029]旋紧电缆防水接头帽,将信号电缆固定在封装结构上;
[0030]将底座焊接到阴极保护结构预定位置表面;
[0031]采用螺栓将所述的两电极支座固定在所述的底座上,完成参比电极封装结构的封装。
[0032]由于采用了上述技术方案,本发明提供的一种参比电极的封装结构与封装方法,采用复合参比电极,提高了系统的冗余度和可靠性;稳定参比电极由于表面积大而不易被海生物覆盖污染,且封装结构与测量结构距离近,能更好的反映结构的电位变化;除了常规的机械连接、胶垫密封和夹持密封外,本发明在螺纹、空腔等部分大量采用胶粘剂,进一步提高螺纹的连接强度,通过多重密封措施保证结构的密封效果,通过空腔填充胶粘剂可以提高整体结构的水下抗压性能,因此本发明克服了现有参比电极封装结构设计技术中的缺点与不足,提供一种可以用于深水结构、测量可靠、使用寿命长、能够满足机械强度要求的复合参比电极封装结构。
[0033]本发明的有益效果是:相对于现有技术,本发明提供的一种参比电极的封装结构及其封装方法采用机械结构密封、胶粘剂密封、胶粘剂填充空隙相结合的方式,从密封和强度两方面实现了参比电极的可靠封装;采用两种参比电极的结合使用,能够准确测量电位,提高电位测量的可靠性与冗余度;整体封装结构与方法工艺简单,品质可控,适合于深水、长寿命的可靠封装。
【附图说明】
[0034]为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1是本发明实施例的轴向分解示意图
[0036]图2是稳定参比电极的构造图;
[0037]图3是连接螺栓的构造图;
[0038]图4是电极支座II的构造图;
[0039]图5是电极支座I的构造图;
[0040]图6是连接螺栓与稳
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1