阴极保护

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预制式阳极体和填充料

 

深井阳极安装过程中填包料压实困难运行过程中容易发生气阻等问题,施工难度较大。于是预制式阳极体作为一种新的阳极安装方式正被采用并逐渐推广。

  预制式阳极体是将贵金属氧化物阳极、焦炭填料和套管在工厂预先组装好。阳极体一般长4 000~6 000 mm, φ200mm—300mm,内置2—3支阳极,并密实填充高纯度低阻抗的碳素填料,外用钢套管包裹。高纯度低阻抗碳素填料含碳量≥97%,硫含量≤1%,颗粒直径1.0—2.5 mm,比传统高硅铸铁地床中所填充的碳素填料(2—10 mm)更加细化。预制式阳极体内一般预先安装多缝隙排气管,保证现场能够准确、方便定位。阳极电缆在阳极体内连接,接触电阻小于0.005Ω,阳极体电缆引线应按井深、组数要求确定引线的长度组装,阳极两端与电缆的密封头采用可靠的密封形式,且能耐阳极井中酸性气体的长期腐蚀。与传统的深井阳极安装方式相比,预制式阳极体在车间预先组装,能够保证加工的准确性、阳极芯的中心度和填料焦粒的均匀密实性以及电缆接头的密封质量。更加均匀细化的焦炭填料以及预制在阳极体内的排气管都有利于减轻地床气阻作用。此外,预制式阳极体安装方便,能缩短阳极下并安装时间,提高安装的精度和质量。高硅铸铁阳极地床安装时,需要现场填充填料,无论是注人法,还是铲入法,都费时耗力,并且要逐一安放沉重的高硅铸铁阳极,同时需要现场配管和安装排气管。而预制式阳极体由于将填料、阳极合为一体,本身可作为阳极地床活化区独立使用,所以在下井前,只需将多组阳极体对口焊接,然后放置于井内即可,即便再填加碳素料于井壁和阳极体之间,也简化了安装过程。预制式阳极体的使用将原来深井阳极地床安装的10多道工序减少到6道工序左右,并且减轻了对环境的污染和破坏程度。

  填充料是决定深井阳极性能的一个非常重要的因素,目前主要有2种选择,即冶金焦炭和浸润锻烧的石油焦炭。冶金焦炭比重1。4,容积密度723 kg/m3,孔隙率44%。相比之下,浸润煅烧的石油焦炭比重2。0,容积密度1 189 kg/m3,孔隙率41%。较重的比重会在填包料柱和阳极之间产生较大的压力,如在33 m深的地方,由石油焦炭产生的压力是28 N,而冶金焦炭为12N。因此,使用浸润煅烧的石油焦炭会较少受到气阻影响,对地电阻也低。此外,石油焦炭的高密度使绝大多数电流在填包料柱周边放电而不是在阳极/填包料的界面上放电,在阳极/填包料的界面上大部分电流转移是基于电子而不是电解的变化,所以填包料的存在能够提高设计的电流密度:如石墨阳极设计输出电流密度为10。75 A/m2,用石油焦炭填包料后可达到26。88 A/m2,这就允许比惯用的深井阳极用较少材料设计一个具有高效能和长寿命的系统。因此,工程中多推荐选用浸润锻烧的石油焦炭作为深井阳极地床的填充材料。考虑到实际安装阳极时填料的密实程度、水含量等不确定因素,填料电阻率最小取2。0Ω·cm;填料颗粒最好为球形,易于回填和压实;为了补充阳极工作时对填料的消耗,填料长度一般要比最下面的阳极低3 m,比最上面的阳极高3m。

 

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