阴极保护

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中央空调换热器内壁外加电流阴极保护方法与设计说明

       换热器由于循环水的温度变化较大,且空气湿热,流速较快,循环水中的杂质较多,容易对管道产生较严重的腐蚀,而一旦发生泄漏,就需要整机停机检修,对用户的使用体验影响极坏,因此换热器内壁采用外加电流是比较合理且经济实用的阴极保护方式。

  1、计算方式:

  在前面的几个工程实例介绍中,公式的介绍与应用已经作了比较详细,在此就不再复述:

  2、设计,安装说明:

  首先恒电位仪的设计主要还是根据计算来确定型号。

  辅助阳极的设计,采用贵金属氧化物阳极作为辅助阳极体,在其他工程中,有的热水器中还采用了铝作为辅助阳极,通过铝的二次反应产生的胶体形成表面膜,防止腐蚀和结构。

  在辅助阳极的安装上,有悬吊式和插入式两种,悬吊式主要是通过上方的容器口放入里面。由于这个工程中的换热器是封闭式的,因此采用了在换热器表面开孔,将阳极体插入的方式进行安装。

  在参比电极的选择上,由于容器中通常都是液体,如果采用硫酸铜参比电极,会很快流失掉。现在通常采用的参比电极为高纯锌参比。

  如果采用高纯锌参比就要注意一个问题,我们通常使用的保护电位参数都是以铜/硫酸铜为标准,铁在硫酸铜参比下的保护电位为-0.85v~-1.2v之间。

  在使用高纯锌做参比时,要考虑保护电位的变化,通常铁在高纯锌作参比下的保护电位为+ 0.25v~0.05v之间。在我们北京换热器阴极保护工程中,我们保护的对象是铜,那么保护电位又出现了变化,我们可以依据这样的计算来推导出保护电位:

  铁的保护电位为-0。85~-1。25v之间,铜的保护电位为-0。5v~-0。65v之间,他们之间的绝对值电位差为0。35v~0。6v之间。

  被保护体相对Cu/CuSO4电极-0。85v的电位相对锌参比电极的电位值为+0。25v。(来自《阴极保护工程手册》第79页)。

  通过这句话我们可以推论,硫酸铜与高纯锌参比电极的电位差达到1.1v,同样如果以硫酸铜为参比,铜的保护电位为-0.5v~-0.65v,那么要是以高纯锌为参比,再加上1.1v就可以了,结果是+0.6v—+0.45v。

  同时可参考《阴极保护工程手册》第57页,铜合金以锌为参比在海水中的保护电位,也可得出同样的数值。

  所以我们在北京换热器阴极保护中的保护电位应该在+0。6v—+0。45v。

      3、热交换器设计参数实例说明 : 

 

楼层

 

型号尺寸

 

体积(m3)

 

台数

 

单台表面积

(m2)

 

小计保护面积(m2)

 

单台换热面积

 

小计换热面积

 

17层

 

1400x2550

 

3

 

2

 

15.75

 

31.5

 

7。58

 

15.16

 

1600x2619

 

4

 

2

 

18。89

 

37.78

 

9.10

 

18。2

 

1800x2674

 

5

 

2

 

22.22

 

44。44

 

12.13

 

24.26

 

33层

 

1600x2619

 

4

 

2

 

18。89

 

37。78

 

12.13

 

24.26

 

1800x3054

 

6

 

3

 

24。6

 

73.8

 

16.85

 

50。55

 

46层

 

1800x2674

 

5

 

2

 

22。3

 

44。6

 

12。12

 

24.24

 

1800x2674

 

5

 

2

 

22。3

 

44.6

 

13。35

 

26。7

 

55层

 

1200*2426

 

2

 

2

 

12.6

 

25。2

 

3.71

 

7.42

 

1200*2426

 

2

 

2

 

12.6

 

25.2

 

2.43

 

4.86

 

地下

 

1800x2674

 

5

 

2

 

22。22

 

44。44

 

19。1

 

38.2

 

1800x2674

 

5

 

2

 

22。22

 

44.44

 

16。3

 

32。6

 

4、材料设计参数实例说明:

 

楼层

 

热交换器

 

阳极体

 

阳极接线箱

 

参比电极

 

参比接线箱

 

恒电位仪型号

 

17层

 

6台

 

12根

 

2个

 

2根

 

1个

 

HIF-30A/90V

 

33层

 

5台

 

10根

 

1个

 

2根

 

1个

 

HIF-30A/90V

 

46层

 

4台

 

8根

 

1个

 

2根

 

1个

 

HIF-25A/75V

 

55层

 

4台

 

8根

 

1个

 

2根

 

1个

 

HIF-15A/45V

 

地下

 

4台

 

8根

 

1个

 

2根

 

1个

 

HIF-30A/90V

 

5、实例施工说明:

5.1、施工前准备工作:

     阴极保护工程进入施工现场后,查看现场施工情况是否满足施工条件,热交换器是否就位等。进入施工现场后佩戴安全帽,并严格按照工地管理制度进行操作,检查当日施工所需材料是否备齐。

  5.2.阳极体、参比电极施工:

  热交换器就位后,观察热交换器上的阳极孔和参比电极孔是否统一摆放整齐。其中阳极体和参比电极的下法兰已经在工厂提前焊接在阳极孔上。

  现场施工时,由于换热器厂家在焊接下法兰及喷漆时造成法兰螺栓孔堵塞及变形,实际施工中需要用攻丝把螺栓丝孔顺一下。

  阳极体由贵金属氧化物阳极棒、密封圈、电缆接线盒、导电杆、上法兰等组成。在安装到热交换器上之前,首先对阳极体进行组装。组装时尽量避免摩擦贵金属氧化物阳极棒,以免破坏表层的氧化膜而影响其性能。同时橡胶垫按顺序放好,阳极与尼龙棒连接处拧紧。

  参比电极由高纯锌棒、密封圈、电缆接线盒、导电杆、上法兰等组成。组装方式与阳极体相同。

  阳极体组装好后,尽量两手平握阳极体,然后按照预先设计的位置将阳极体放入阳极孔,将热交换器上的下法兰固定螺栓孔与阳极体上的上法兰固定螺栓孔对齐,并通过螺栓将上下法兰固定。固定安装时尽量保持密封垫圈的平正并使橡胶垫完全进入法兰槽中,以保证热交换器壁孔的密封效果。

  将阳极电缆VV-1KV/1*6mm2与导电杆端部进行螺丝固定,避免阳极体安装后电缆发生折弯。

  电缆固定好后对其做标识处理。以方便后期接线箱的安装识别。

  参比电缆与阳极电缆的安装方式相同。

  电缆接头连接好后,拧紧接线盒顶部密封帽,密封帽连接处用生料带缠绕,保证其部位的密封性,同时使接线盒保持封闭状态。

  参比电极安装与阳极体安装方式相同。

  5.3、电缆安装:

  5.3.1、阳极电缆、参比电缆安装:

  阳极体和参比电极安装好后,沿阳极体和参比电极位置铺设线槽到预先安装好的汇总接线箱,电缆铺设严格按照楼宇防火、防爆及现场施工要求进行安装。

  阳极电缆从接线盒引出后,进入线槽保护,一直铺设到接线箱位置,与线槽连接不锈钢管采用管卡固定,并在连接点采用接地处理。

  电缆接头连接铜鼻子,电缆接头与铜鼻子连接处采用绝缘处理,然后安装到接线箱内的接线排上,同时对各进入电缆进行标记识别。

  阳极汇流电缆VV-1KV/1*25mm2从接线箱引出铺设后加装线槽保护 ,进入恒电位仪。

  参比电缆安装与阳极电缆安装方式相同,参比电缆采用VV-1KV/1*6mm2型号。连接时同时安装铜连接片。后期运行中,两个参比电极一用一备,通过接线箱内与接线端子的连接、断开来实现参比的运行和备用。

  5.3.2、阴极电缆、零位电缆安装:

  阴极电缆VV-1KV/1*16mm2和零位电缆VV-1KV/1*16mm2焊接到热交换器的基座部位。铜鼻子与电缆连接部位采用绝缘处理,处理后对铜鼻子进行镀锌防腐处理,然后将电缆连接到基座相应位置。

  连接时保证连接点的牢固度。连接、防腐完成后将阴极电缆和零位电缆铺设到恒电位仪阴极端及零位接阴端,电缆铺设地面的部分加装不锈钢管保护。

  5.3.3、均压电缆安装:

  为了使被保护热交换器内部的保护达到平衡状态,使用均压电缆将热交换器串联到一起,均压电缆采用VV-1KV/1*16mm2 型号。

  均压电缆的连接方式与阴极电缆相同,通过螺栓将电缆连接到热交换器的基座上,对连接点进行观察,保证连接点的牢固度。最后对连接部位进行镀锌处理。

  5。4、恒电位仪的安装:

  不同的楼层恒电位仪型号不同,对照恒电位仪的选配型号将其放置到设计楼层内。根据现场的施工情况,选定放置恒电位仪的位置,考虑供电电源线的接入。

  恒电位仪就位后,先将电缆做好接头,按照恒电位仪接线端子的指示,按照接线图将阳极汇流电缆、阴极电缆、零位电缆和参比电缆依次连接好。

  5。5、调试运行:

  根据前面的设计说明,调节恒电位仪运行数据,使其运行数据符合前面的设计说明。

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