海水环境下金属管网防腐蚀系统及方法与流程

本发明涉及用牺牲阳极或外接电流的阴极保护法的金属防腐蚀，具体涉及一种海水环境下金属管网防腐蚀系统及方法。

背景技术：

1、海水腐蚀是指金属构筑物在海水中的腐蚀。海水是含有3％～3.5％氯化钠(nacl)及多种盐类的电解质溶液，还含有各种悬浮生物及溶解气体，其腐蚀性较强。在海水的含盐量增大、氧溶解量增高、温度升高、流速加大的情况下,海水的腐蚀速度增大。不同的海洋生物也会增大或减缓金属的腐蚀速率。海水的腐蚀速率一般要比土壤腐蚀、大气腐蚀大得多。在海洋环境中，不同水深处的介质情况、腐蚀环境有所不同，其腐蚀形式和速率也不相同，应根据不同情况采取相应的防护措施。

2、阴极保护是防止海水腐蚀常用的方法之一,但只是在全浸区才有效，可在船底或海水中金属结构上安装牺牲阳极,也可采用外加电流的阴极保护法。例如中华人民共和国国家标准《滨海设施外加电流阴极保护系统通用要求》(gb/t 17005-2019)中采用的就是外加电流阴极保护法。海水管道、凝汽器、海水水泵等滨海设施的外加电流的阴极保护法就是通过电源系统将被保护金属管网通以一定的阴极电流，使其阴极极化到一定电位，来减轻或防止金属腐蚀的方法。一般在海水中，金属从稳定电位往负的方向极化200～300mv，就可以得到完全保护。

3、上述标准中以保护电流分布均匀为原则，在海水管道、海水水泵、凝汽器等设施腔室内布置有多个阳极(章节5.6.2)，该标准所规定的防腐蚀方法存在的主要问题是：在海水管道、海水水泵、凝汽器等设施腔室内安装的阳极在工作时会从海水中吸取电子，这样，海水在管网内流动过程中每经过一个阳极都会被吸走电子，使得海水向管网反抢电子的能力也越来越强，即海水的氧化性越来越强，导致金属管网面临的腐蚀环境越来越恶劣；海水在管网中流动时，经过一个又一个阳极，海水中可吸取的电子浓度逐步减少，由此使得海水出口管道上的阳极从管道中的海水吸取电子的效率降低，进而导致电源对海水出口管道注入的电流欠缺、金属管网的保护电位不足，实际工程上的普遍现象是海水管网出口段腐蚀严重，而这一问题目前并无实际有效的解决办法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种海水环境下金属管网防腐蚀系统，用于解决海水金属管网的腐蚀问题，尤其是金属管网出口段腐蚀严重的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

3、本发明一种海水环境下金属管网防腐蚀系统，包括布置于海水冷却管网系统的海水排水流道的阳极床及其在该流道岸上配套的阳极接线箱；阳极床包括横向水平吊装在该流道上的悬臂，所述悬臂上平行间隔设置有若干根吊装缆，所述吊装缆上自上而下布置有若干个阳极部件，相邻阳极部件相互绑定且若干个阳极部件的电缆汇聚成电缆线束后接入所述阳极接线箱；

4、所述海水冷却管网系统中的海水水泵、海水管道、凝汽器相互电性连接形成金属管网段且所述金属管网段之间通过绝缘短管或水泥暗渠连接，所述金属管网段的重点部位设置若干阴极接点并在阴极接点通过阴极电缆电性连接该金属管网段专属的恒电位仪，所述恒电位仪通过阳极电缆与所述阳极接线箱电性连接；

5、所述金属管网段上设置有若干个参比电极，所述参比电极通过参比电极屏蔽电缆与所述金属管网段专属的恒电位仪电性连接；

6、所述金属管网段上设置有若干个零位接阴点，所述零位接阴点通过零位接阴电缆与所在金属管网段专属的恒电位仪电性连接，用于监测所述海水水泵、海水管道、凝汽器的阴极保护电位。

7、在一些实施例中，所述阳极部件包括阳极丝一、阳极丝二、电缆、密封接头，所述阳极丝一从中对折后在折弯点处与所述阳极丝二的顶端端头以及电缆在密封接头处焊接、密封在一起。阳极丝优选为铂/铌复合丝、铂/钛复合丝。

8、在一些实施例中，所述悬臂通过定位缆固定在陆地岸基上，所述海水排水流道的壁上布置有与悬臂垂直且配设有悬臂轴套的悬臂轴，悬臂与悬臂轴套垂直固定连接且二者能够沿所述悬臂轴上下滑动且能够围绕悬臂轴转动，还包括斜拉缆，所述斜拉缆一端固定在悬臂轴套上，另一端固定在悬臂上。

9、在一些实施例中，所述密封接头上设置有固定孔，所述阳极丝二的自由端设置有固定环，所述吊装缆上自上而下设置有若干个挂环，在上的固定环、在下的固定孔以及挂环通过聚四氟乙烯绑线绑定，各个阳极部件的电缆与其经过的沿线挂环通过聚四氟乙烯绑线绑定汇聚成所述电缆线束。

10、在一些实施例中，所述吊装缆的底端设置有配重块。

11、在一些实施例中，所述悬臂靠近海水排水流道壁的一端设置有浮漂。

12、在一些实施例中，所述恒电位仪的供电为ac220v或ac380v，额定输出电流为计算最大保护电流量的1.5倍，额定输出电压为dc0～24v或dc0～60v。

13、在一些实施例中，所述阳极丝一、阳极丝二为铂/铌复合丝或铂/钛复合丝、直径均为3mm、长度均为1000mm。

14、本发明还提供了一种利用上述防腐蚀系统的海水环境下金属管网防腐蚀方法，包括如下步骤：

15、a、按照施工要求检查现场的被保护设施中单独个体以及个体组合之间的电连接关系，所述被保护设施包括海水冷却管网系统中的海水水泵、海水管道、凝汽器，所述海水水泵、海水管道、凝汽器相互电性连接形成金属管网段，所述金属管网段之间通过绝缘短管或水泥暗渠连接；

16、b、为每个所述金属管网段配置专属的恒电位仪，并在所述金属管网段上关注的重点部位设置若干个阴极接点，在阴极接点通过阴极电缆电性连接所在金属管网段专属的恒电位仪，以确保被保护设施的阴极保护电位达到规定值；

17、c、在海水排水流道的岸上布置阳极接线箱，在悬臂上平行间隔设置吊装缆并在吊装缆上自上而下布置若干个阳极部件，将各阳极部件的电缆汇聚后沿悬臂接入阳极接线箱；然后，在该海水流道壁上布置竖向的悬臂轴，在悬臂轴上安装悬臂，通过与岸基基础拉紧锁定的两侧定位缆将悬臂定位在该海水流道内；

18、d、将各恒电位仪通过相应的阳极电缆汇流，汇流形成的汇流电缆电性连接至阳极接线箱，在所述金属管网段上设置若干个参比电极，并通过参比电极屏蔽电缆电性连接所在金属管网段专属的恒电位仪，在所述金属管网段上设置若干个零位接阴点，并通过零位接阴电缆电性连接所在金属管网段专属的恒电位仪，用于监测被保护设施的阴极保护电位；

19、e、给恒电位仪供电，调校防腐蚀系统的参数(如被保护设施的电位、恒电位仪给定电位、恒电位仪输出电流等)，防腐蚀系统投入运行。

20、在一些实施例中，所述步骤c中，海水水面下的第一个阳极部件的上端与海水水面之间的距离大于等于1m；所述步骤d中，参比电极安装在最低水位以下。

21、与现有技术相比，本发明海水环境下金属管网防腐蚀系统及方法至少具有以下有益效果：

22、本发明突破海水冷却管网系统行业内外加电流阴极保护法防腐的常规做法，设计了新结构的防腐蚀系统，其中的阳极部件采用两个阳极丝制成，自身结构简单，多个阳极部件以阳极床的形式统一安放在海水冷却管网系统海水排水流道，这样，避免了此前行业实施方案中在金属管网(如：海水水泵、海水管道、凝汽器等设施)设置阳极(具体方法可以参考中华人民共和国国家标准《滨海设施外加电流阴极保护系统通用要求》(gb/t 17005-2019))使得金属管网中的海水流经阳极时被吸走电子、海水向管网反抢电子的能力也越来越强，即海水的氧化性越来越强、导致管网面临的腐蚀环境越来越恶劣的问题，本发明的每个阳极部件并行迎水，不存在有的阳极部件吸电子效率低的问题，而且阳极部件的数量、单根阳极丝的长度都足够富裕，可以充分满足海水冷却管网系统防腐蚀的充裕电流需求，确保被保护设施的阴极保护电位达到全保护电位，切实解决了海水金属管网的腐蚀问题，尤其是金属管网出口段腐蚀严重的问题。