具有大表面积的牺牲阳极制造技术

本发明专利技术提供一种具有大表面积的牺牲阳极，包括阳极体和阳极芯，该阳极体套设在阳极芯外部，且阳极体纵向截面和横向截面的形状均为梯形；其改进之处在于，该阳极体梯形横向截面的四周分别设成内凹式的边缘，该内凹部分的截面积分布在阳极体的高度和宽度，保持阳极体长度衡定，使阳极体体积衡定；该牺牲阳极具有较大的表面积，能够输出较大的阳极电流，使得被保护结构体在初期快速形成钙镁沉积层，中后期的保护电流降低，从而整体上降低了牺牲阳极用量，减小海洋工程阴极保护装置的造价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋工程结构物的腐蚀防护装置，尤其涉及一种在海洋工程结构物阴极保护中使用的具有大表面积的牺牲阳极。
技术介绍
由于海洋工程结构物处于海洋环境中的不同区域均会发生不同程度的腐蚀，这些腐蚀大部分为电化学腐蚀。例如在潮差区、飞溅区和大气区的海洋结构，均承受不同区域、不同程度的腐蚀。为了保护海洋结构物免受腐蚀，几乎所有海洋结构物都采用阴极保护方式来防止腐蚀的发生和发展。阴极保护是一种重要的腐蚀防护方法，它分为外加电流保护和牺牲阳极保护。前者是将被保护金属与电位更负的活泼金属制成的牺牲阳极相连，组成电偶电池，依靠牺牲阳极不断溶解所产生的阴极电流实现阴极保护；后者是将被保护体与直流电源的负极连接，利用电源提供的阴极电流实现阴极保护。与外加电流法相比，牺牲阳极法具有不需要外加直流电源、对邻近金属设施干扰小、电流分布较均匀、系统单次投资费用低以及容易管理维护等优点，因而在防腐工程中得到了广泛应用。使用中，将牺牲阳极焊接到被保护结构物上，通过牺牲阳极本身的消耗为结构物提供保护。其优点是设计和施工简单，不需要维护，保护效果好。海洋工程结构物阴极保护装置设计的保护电流密度是根据结构物阴极保护的初期、中期和后期的不同阶段而分别设计不同的数值。在阴极保护初期，结构物表面为裸钢，这个时候结构表面还没有形成钙质沉积层，因此初期极化需要牺牲阳极能够产生较大电流以加速结构物的极化，加快钙质沉积层的形成，以使结构物在较短时间内可以极化到保护电位；初期极化后的稳定阴极保护期间为维持期，该维持期需要的保护电流密度较小，因为在初期的大电流极化以后，结构物表面已经形成钙质沉积层，这时所需要的保护电流密度较小。现有海洋工程用长条型牺牲阳极多为梯形或矩形截面，这种截面的牺牲阳极在初期和中期表面积变化不大。如果在海流较多的海域，这种阳极不能使得被保护体表面在初期快速形成钙镁沉积层，阳极发出的电流一直比较大，阳极消耗速度加快，有可能在服役中期就完全消耗掉，给海上生产带来安全隐患。如图1、图1A所示，为现有海洋结构物阴极保护装置中使用的牺牲阳极结构以及阳极体的截面形状，主要包括阳极体1和圆形阳极芯2，阳极体1套设在圆形阳极芯2外部并通过浇铸结合成牺牲阳极，该阳极体1的纵向截面和横向截面均为梯形。这种截面的阳极体表面积较小，因此在阴极保护不同的保护阶段表面积变化很小，特别是在阴极保护初期不能有效地提供较大电流加速极化，因此有待改进。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有阳极存在的上述缺点，提供一种具有大表面积的牺牲阳极，包括阳极体和阳极芯，该阳极体套设在阳极芯外部，且阳极体纵向截面和横向截面的形状均为梯形，该阳极体梯形横向截面的四周分别设有内凹式的边缘，使牺牲阳极具有较大的表面积，能够输出较大的阳极电流，使得被保护结构体在初期快速形成钙镁沉积层，中后期的保护电流降低，从而整体上降低了牺牲阳极用量，减小海洋工程阴极保护装置的造价。本专利技术的目的是由以下技术方案实现的。本专利技术具有大表面积的牺牲阳极，包括阳极体和阳极芯，该阳极体套设在阳极芯外部，该阳极体纵向截面和横向截面的形状均为梯形；其特征在于，所述阳极体梯形横向截面的四周分别设成内凹式的边缘，该内凹部分的截面积分布在阳极体的高度和宽度，保持阳极体长度衡定，使阳极体体积衡定。前述的具有大表面积的牺牲阳极，其中阳极体梯形横向截面四周分别设有的内凹式边缘为内凹式半圆形边缘，该内凹式半圆形边缘为一体成型在阳极体梯形横向截面四周，该内凹式半圆部分的截面积分布在阳极体的高度和宽度，保持阳极体长度衡定，使阳极体体积衡定。前述的具有大表面积的牺牲阳极，其中阳极体梯形横向截面四周分别设有的内凹式半圆形边缘为两个，该八个内凹式半圆部分的截面积分布在阳极体的高度和宽度，保持阳极体长度衡定，使阳极体体积衡定。前述的具有大表面积的牺牲阳极，其中阳极体材料为铝材、锌材、镁材、铝锌复合材、锌镁复合材、铝镁复合材或者铝锌镁复合材。本专利技术具有大表面积的牺牲阳极的有益效果，本专利技术具有大表面积的牺牲阳极通过焊接方式固定到被保护结构物上，当被保护结构物安装到海水中，牺牲阳极将发出电流对结构物实施保护。该阳极体梯形横向截面的四周分别设有内凹式的边缘，使牺牲阳极具有较大的表面积，能够输出较大的阳极电流，使得被保护结构体在初期快速形成钙镁沉积层，中后期的保护电流降低，从而整体上节省了牺牲阳极的用量，减小海洋工程阴极保护装置的造价。附图说明：图1为现有常规牺牲阳极结构示意图。图1A为现有常规牺牲阳极横截面结构示意图。图2为本专利技术具有大表面积的牺牲阳极结构示意图。图2A为本专利技术具有大表面积的牺牲阳极横截面结构示意图。图3为现有常规截面牺牲阳极与本专利技术和具有大表面积的牺牲阳极截面尺寸对比图。图中主要标号说明：1常规牺牲阳极体、2常规阳极芯、1’本专利技术牺牲阳极体、2’本专利技术阳极芯、A常规牺牲阳极体梯形截面上底宽度、A’大表面积牺牲阳极体梯形截面上底宽度、B常规牺牲阳极体梯形截面下底宽度、B’大表面积牺牲阳极体梯形截面下底宽度、H常规牺牲阳极体梯形截面高度、H’大表面积牺牲阳极体梯形截面高度、L1常规牺牲阳极体顶部长度、L1’大表面积牺牲阳极体顶部长度、L2常规牺牲阳极体底部长度、L2’大比表面积牺牲阳极体底部长度、3内凹式边缘。具体实施方式参阅图2、图2A所示，本专利技术具有大表面积的牺牲阳极，包括阳极体1’和阳极芯2’，该阳极体1’套设在阳极芯2’外部，该阳极体1’纵向截面和横向截面的形状均为梯形；其改进之处在于，该阳极体1’梯形横向截面的四周分别设有内凹式的边缘3，该内凹部分的截面积分布在阳极体1’的高度和宽度，保持阳极体1’长度衡定，使阳极体1’体积衡定。参阅图2、图2A所示，本专利技术具有大表面积的牺牲阳极，其中，阳极体1’梯形横向截面四周分别设有的内凹式边缘3为内凹式半圆形边缘，该内凹式半圆形边缘为一体成型在阳极体1’梯形横向截面四周，该内凹式半圆部分的截面积分布在阳极体1’的高度和宽度，保持阳极体1’长度衡定，使阳极体1’体积衡定。该阳极体1’梯形横向截面四周分别设有的内凹式半圆形边缘3为两个，该八个内凹式半圆部分的截面积分布在阳极体的高度和宽度，保持阳极体1’长度衡定，使阳极体1’体积衡定；且阳极体1’材料为铝材、锌材、镁材、铝锌复合材、锌镁复合材、铝镁复合材或者铝锌镁复合材。本专利技术具有大表面积的牺牲阳极在使用时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有大表面积的牺牲阳极，包括阳极体和阳极芯，该阳极体套设
在阳极芯外部，该阳极体纵向截面和横向截面的形状均为梯形；其特征在于，
所述阳极体梯形横向截面的四周分别设成内凹式的边缘，该内凹部分的截面
积分布在阳极体的高度和宽度，保持阳极体长度衡定，使阳极体体积衡定。
2.根据权利要求1所述的具有大表面积的牺牲阳极，其特征在于，所述
阳极体梯形横向截面四周分别设有的内凹式边缘为内凹式半圆形边缘，该内
凹式半圆形边缘为一体成型在阳极体梯形横向截面四周，该内凹式半圆部分<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福国，李妍，张艳芳，时忠民，屈衍，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油研究中心，海洋石油工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：