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深井阳极的干扰屏蔽和气阻问题

 

与浅埋阳极相比,最突出的优点是降低地表电位梯度,对周围其他金属构筑物干扰减轻。深井阳极地床和被保护管道相距大于50 m,井深大于60m,地电位梯度≤5 mY/m(部颁标准允许上限安全范围) 。在现场按SY/T 0017—96《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》实地测量深井阳极地床井121处的地电位梯度为4.8 mV/m,距井121.10 m处的地电位梯度为2.8 mV/m,距井口20 m处的地电位梯度为2.5mV/m。这些数据说明深井阳极地床一般不会对周围地下金属构筑物造成直流杂散电流干扰。尽管深井阳极的远地特点减少了干扰,但却会遇到屏蔽问题,尤其在结构密集区。结构密集区的管道可能会与接地系统、电力系统及水管等金属接触,流向该区域的总电流足以在土壤中产生电位梯度,导致屏蔽效应。如果全部为裸管道,屏蔽作用将会非常严重。当出现密集区屏蔽时,仅依靠深井阳极是不行的,采用近阳极(牺牲阳极或)可进行补充保护。某输气管道首站(压气站),在两组深井阳极投运后,站区外围均达到保护要求,但中央密集区由于屏蔽效应未达到保护要求。增加近阳极和更换锌接地极后,整个站区全部达到了保护要求。

 在运行时因阳极反应产生氯气和氧气,若气体不能及时排走,大量气体包围阳极,减少阳极与电解质或填料的接触,增加阳极接地电阻,降低阳极排出电流,这就是所谓的“气阻”效应。气阻现象是深井阳极地床工程中的一大难题,气阻的存在,大大影响了深井阳极的正常工作,在国内已有数个深100 m左右的阳极地床因气阻严重,不能正常工作而报废。通过多个途径可减缓气阻问题:一是安装排气装置,使阳极产生的气体迅速排出井外;二是采用性能较好的填充料;三是降低工作电流。采用排气管排除气体减少气阻是最常用的方法。排气管应有一系列小孔或细缝,孔和缝亦足够小,以防填料的进入,排气孔或细缝应紧靠阳极。活性区使用有夹缝的排气管,排气管夹缝尺寸为38.100 mm×0.152mm,纵向间距为152.4mm,圆周间距为25.4mm,推荐排气管直径为25mm。安装排气管时将排气管平放在地面上,将其底部封住,排气管下端部超出底部阳极下端0.5 m。

  在工程实践中多通过改进排气装置来解决气阻问题。通过增加排气装置的口径来增加排放能力,能使86 m深井阳极的气阻问题得以顺利解决。也采用双排气管来增加排气的保障系数。还有采用分段预制式阳极井体,专门设计了一条公共通道分段排气,即每段各有一个封闭的排气室,使该段产生的气体聚集后从公共通道逸出而不进人其他阳极体内。

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