專利名稱：一種帶外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置的海上風機的制作方法
技術領域：
—種帶外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置的海上風機本實用新型涉及一種帶外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置的海上風機。現有的海上風機設施運用的防腐蝕方法主要是改變金屬內部結構和在金屬表面覆蓋保護層，安裝后金屬內部結構已不能改變，而且由于金屬設施處于海水中，再次對保護層進行涂漆、電鍍等維護時工作量很大，其防腐蝕保護性能隨時間慢慢變差，并且缺少簡單方便的監測手段，不能做到及時的維護，造成金屬設施的使用壽命減少和性能的下降；而金屬防腐技術中的電化學保護法能夠對金屬進行長期的防腐蝕保護，其原理是把被保護的金屬做成電化學裝置發生還原反應的一極——陰極，就能使引起金屬電化腐蝕的原電池反應消除，但目前的技術主要運用在土壤或暴露空氣中的金屬設備防腐蝕上，缺少很好的手段運用在海洋金屬設施如海上風機上，并且缺少有效監測裝置來監測，因此，有必要解決以上 問題。本實用新型克服了上述技術的不足，提供了一種具有電化學防腐蝕保護功能，實施及維護方便的帶外加電流防腐蝕保護與監測裝置的海上風機。為實現上述目的，本實用新型采用了下列技術方案一種帶外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置的海上風機，包括有設置在海上的鋼結構基礎I，所述鋼結構基礎I上設有塔基平臺2，所述塔基平臺2上固定有塔架3，所述塔架3上端安裝有風電主機4，所述鋼結構基礎I上連接有外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置5，所述外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置5包括有設置在塔基平臺2上的監控器51、可控直流電源52、電位測量儀53，以及設置在海水中并通過鋼結構基礎I固定的輔助陽極54和參比電極55，所述輔助陽極54表面覆蓋有起物理阻隔作用的陽極屏蔽層541，所述可控直流電源52負極與鋼結構基礎I連接，正極與輔助陽極54連接，所述輔助陽極54在電路接通后通過海水介質與鋼結構基礎I電連接形成閉合回路，所述電位測量儀53 —輸入端與鋼結構基礎I連接，電位測量儀53另一輸入端與參比電極55連接，所述電位測量儀53信號輸出端與監控器51連接，所述監控器51的控制信號輸出端與可控直流電源52控制端連接。所述可控直流電源52為可控恒電位儀。所述輔助陽極54為石墨。所述陽極屏蔽層541是環氧浙青系涂料涂層。所述陽極屏蔽層541是聚乙烯薄板。所述陽極屏蔽層541是覆蓋絕緣層的金屬板。本實用新型的有益效果是1、通過電化學保護法，對鋼結構基礎做到很好的防腐蝕保護，延長了海上風機使用壽命，并可方便查看實時保護情況；2、在海水中不受深度、面積的限制，在惡劣的腐蝕條件下或高電阻率的環境中也適用，對裸露或防腐層質量較差的海上風機支架管道也能達到完全的防腐蝕保護。3、輔助陽極的附加重量很低，排流量大，適用于保護結構復雜和保護范圍較大的場合，并且可調節保護電流的輸出，使保護電位恒定，做到較好的保護。圖I是本實用新型風機結構示意圖。圖2是本實用新型的外加電流防腐蝕保護與監測裝置的結構連接圖。圖3是本實用新型的外加電流防腐蝕保護與監測裝置的電子流向示意圖。
以下結合附圖與本實用新型的實施方式作進一步詳細的描述每種金屬處在一定的介質中都有一定的電位，稱之為該金屬的腐蝕電位，通常所說的介質為土壤或電解質溶液，腐蝕電位表示金屬失去電子的相對難易程度，腐蝕電位越負越容易失去電子，我們稱失去電子的部位為陽極區，得到電子的部位為陰極區，陽極區由于失去電子受到腐蝕，陰極區得到電子受到保護。參見
圖1-2所示，一種帶外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置的海上風機，包括有設置在海上的鋼結構基礎1，所述鋼結構基礎I上設有塔基平臺2，所述塔基平臺2上固定有塔架3，所述塔架3上端安裝有風電主機4，所述鋼結構基礎I上連接有外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置5，所述外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置5包括有設置在塔基平臺2上的監控器51、可控直流電源52、電位測量儀53，以及設置在海水中并通過鋼結構基礎I固定的輔助陽極54和參比電極55，所述輔助陽極54表面覆蓋有起物理阻隔作用的陽極屏蔽層541，所述可控直流電源52負極與鋼結構基礎I連接，正極與輔助陽極54連接，所述輔助陽極54在電路接通后通過海水介質與鋼結構基礎I電連接形成閉合回路，所述電位測量儀53 —輸入端與鋼結構基礎I連接，電位測量儀53另一輸入端與參比電極55連接，所述電位測量儀53信號輸出端與監控器51連接，所述監控器51的控制信號輸出端與可控直流電源52控制端連接。本實用新型輔助陽極54的作用是使電流從電極經介質到被保護體表面，輔助陽極54材料的電化學性能、機械性能、工藝性能及陽極結構的形狀、大小、分布與安裝等對其壽命和保護效果都有影響，一般對陽極材料性能要求如下導電性好，陽極極化小，表面電阻小，排流量大，使得作用半徑大，保護范圍廣；耐腐蝕，消耗量小，使用壽命長；機械加工性能好，易于加工成各種形狀；材料易獲得，價格相對便宜。本實用新型的輔助陽極54采用石墨材料。由于在可控直流電源52工作時，從輔助陽極54排出較大的電流，輔助陽極54周圍被保護結構的電位會很負，以致產生析氫現象，使附近的涂層破壞，降低保護效果，為防止這種現象發生，擴大電流的分布范圍，確保陰極保護效果，需要在輔助陽極54周圍涂裝陽極屏蔽層541，一般對陽極屏蔽層541材料的性能要求如下有較高的粘附性和韌性，能耐海水沖擊，使用壽命長；耐海水CL-和OH-的侵蝕。常用的陽極屏蔽材料有以下3類1、涂層一環氧浙青系涂料，氯丁橡膠和玻璃鋼涂料；2、薄板一聚氯乙烯,聚乙烯等薄板；3、覆蓋絕緣層的金屬板。本實用新型可控直流電源52可采用可控恒電位儀，其作用是把交流電轉換為穩定的直流電，為整個系統提供能源。電路接通后，電流從輔助陽極54經海水介質流向鋼結構基礎I表面形成閉合回路。如圖3所示，鋼結構基礎I得到陰極極化而免遭腐蝕，當陰極極化至鋼結構基礎I的陽極反應平衡電位時，其陽極反應基本停止，鋼結構基礎I受到保護。本實用新型需要通過電位測量儀53測量鋼結構基礎I的電位，并向監控器51傳遞信號，以便調節保護電流的大小，使鋼結構基礎I 的電位處于保護范圍，在采用陰極保護時使金屬的腐蝕速度降到允許程度所需要的電流密度值，稱為最小保護電流密度，最小保護電流密度是與最小保護電位相對應的，要使金屬達到最小保護電位，其電流密度不能小于該值，否則金屬就達不到滿意的保護。然而保護電位也不能太高，否則會導致輔助陽極54擊穿屏蔽層而發生陽極短路。無論采用何種參比電極，對于鋼結構電化學保護法來說，只要使鋼鐵的電位向自然腐蝕電位反方向推移200 300mV，便達到保護電位范圍，實現海上風機的防腐蝕保護，使海上風機能夠更長時間的穩定工作。
權利要求1.一種帶外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置的海上風機，包括有設置在海上的鋼結構基礎(I)，所述鋼結構基礎(I)上設有塔基平臺(2 )，所述塔基平臺(2 )上固定有塔架(3 )，所述塔架(3)上端安裝有風電主機(4)，其特征在于所述鋼結構基礎(I)上連接有外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置(5)，所述外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置(5)包括有設置在塔基平臺(2)上的監控器(51)、可控直流電源(52)、電位測量儀(53)，以及設置在海水中并通過鋼結構基礎(I)固定的輔助陽極(54)和參比電極(55)，所述輔助陽極(54)表面覆蓋有起物理阻隔作用的陽極屏蔽層(541)，所述可控直流電源(52)負極與鋼結構基礎(I)連接，正極與輔助陽極(54)連接，所述輔助陽極(54)在電路接通后通過海水介質與鋼結構基礎(I)電連接形成閉合回路，所述電位測量儀(53) —輸入端與鋼結構基礎(I)連接，電位測量儀(53)另一輸入端與參比電極(55)連接，所述電位測量儀(53)信號輸出端與監控器(51)連接，所述監控器(51)的控制信號輸出端與可控直流電源(52)控制端連接。
2.根據權利要求I所述的一種帶外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置的海上風機，其特征在于所述可控直流電源(52)為可控恒電位儀。
3.根據權利要求I所述的一種帶外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置的海上風機，其特征在于所述輔助陽極(54)為石墨。
4.根據權利要求I所述的一種帶外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置的海上風機，其特征在于所述陽極屏蔽層(541)是環氧浙青系涂料涂層。
5.根據權利要求I所述的一種帶外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置的海上風機，其特征在于所述陽極屏蔽層(541)是聚乙烯薄板。
6.根據權利要求I所述的一種帶外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置的海上風機，其特征在于所述陽極屏蔽層(541)是覆蓋絕緣層的金屬板。
專利摘要本實用新型公開了一種帶外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置的海上風機，包括有鋼結構基礎，鋼結構基礎上設有塔基平臺，塔基平臺上固定有塔架，塔架上端安裝有風電主機，鋼結構基礎上連接有外加電流防腐蝕保護與監測裝置，其包括有設置在塔基平臺上的監控器、可控直流電源、電位測量儀，以及固定在鋼結構基礎上的輔助陽極和參比電極，輔助陽極表面覆蓋有起物理阻隔作用的陽極屏蔽層，可控直流電源負極與鋼結構基礎連接，正極與輔助陽極連接，輔助陽極在電路接通后通過海水介質與鋼結構基礎電連接形成閉合回路。本實用新型的目的是提供一種具有電化學防腐蝕保護功能，實施及維護方便的帶外加電流陰極防腐蝕保護與監測裝置的海上風機。
文檔編號C23F13/06GK202643847SQ20122023245
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者詹耀, 羅鵬, 徐清富 申請人:廣東明陽風電產業集團有限公司