可更換犧牲陽極井及其更換方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種犧牲陽極保護裝置，特別是涉及一種用于保護地下管道的犧牲陽極井及其更換方法。
【背景技術】
[0002]犧牲陽極保護法是城市燃氣管網鋼質管道防治腐蝕的主要方法，普遍應用于城市燃氣管網。犧牲陽極保護法是將被保護金屬和一種電位更負的金屬或合金(即犧牲陽極)相連，使被保護體陰極極化以降低腐蝕速率的方法。
[0003]傳統犧牲陽極井在井底設有管道。燃氣管道旁設有兩個犧牲陽極。兩個犧牲陽極裝在盛有填包料的布袋中。布袋與管道緊貼。井內由普通土壤填充。
[0004]填包料主要成分為石膏粉、膨潤土、硅藻土、硫酸鈉。陽極的接地電阻與土壤電阻率之間有關聯關系，它是年年變化的。為避免這樣的變化并減少接地電阻，土壤中的陽極周圍要有填包料。這樣的填包料除了限制表面膜的形成和防止電滲脫水外，還可以確保電流均勻的輸出。后者主要是因為填包料中含有石膏成分，而膨潤土和硅藻土能保持水分。加入硫酸鈉可以降低填包料的電阻率。
[0005]然而，犧牲陽極的設計壽命是15年，遠低于管道的使用壽命。并且至少兩個犧牲陽極之間相互充電放點，其保護電位和開路電位較大，易相互影響，降低其使用壽命。
[0006]目前北京燃氣集團有超過500km管線的犧牲陽極服役時間達到10年及以上，臨近或已超出犧牲陽極陰極保護系統的設計壽命；服役10年以上的犧牲陽極系統由于管道涂層老化和雜散電流干擾促使其陽極材料消耗殆盡，保護效果下降，使得管道腐蝕泄漏風險大大增加。被保護管線多位于城鎮道路路中或兩側綠化帶，開挖難度大，其通過開挖更換臨近或已失效的犧牲陽極可能性極小。
[0007]由于犧牲陽極處于井底的管道旁，更換布袋(即犧牲陽極)時，需要深入開挖，施工時間長，每個犧牲陽極井開挖難度大，大約需要開挖一天。其人工費約為800元。有些犧牲陽極井在開挖時還需要道路賠償，綠化賠償，賠償費約為5000元。費事費力、成本高。
[0008]現有技術尚無經濟可行的非開挖可更換犧牲陽極技術，而運行10年以上的犧牲陽極系統亟需更換已失效的犧牲陽極。
【發明內容】
[0009]本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、省時省力、成本低、操作簡便、開挖難度小、使用壽命長的可更換犧牲陽極井及其更換方法。
[0010]本發明可更換犧牲陽極井，包括填包料、兩個犧牲陽極和絕緣板，所述井體與管道連通，井體內軸向設有絕緣板，所述絕緣板將井體內分為兩個空腔，兩個空腔內均充滿填包料，兩個空腔內的上部均設有一個犧牲陽極，所述每個犧牲陽極均通過導線與管道連接。
[0011]本發明可更換犧牲陽極井，其中所述每個犧牲陽極的導線均通過測試粧與管道連接，所述測試粧包括粧體、支撐柄、測試板，所述每個犧牲陽極與管道連接的導線上串連有測試板，所述測試板固定在測試粧內的上部，所述測試粧正對測試板的前表面和后表面分別徑向開設有操作槽，測試粧底部徑向開設有進線槽，測試粧在進線槽的下部徑向開設有兩個軸線相互垂直支柄孔，所述兩個支柄孔的其中一個位置高于另一個，所述兩個支柄孔內都固定有支撐柄。
[0012]本發明可更換犧牲陽極井，其中所述測試粧的材料為玻璃鋼。
[0013]本發明可更換犧牲陽極井，其中還設有起升裝置，所述起升裝置底部套裝在管道外表面上，起升裝置下端設有配重，起升裝置中部為縱向齒條，起升裝置設有活動部，所述活動部包括活動架、鉆頭、電機、齒輪和絕緣陽極架，所述活動架以起升裝置中部為導軌，活動架的齒輪和起升裝置的齒條嚙合，活動架頂部設有鉆頭，活動架下部固定有絕緣陽極架，絕緣陽極架用于固定犧牲陽極。
[0014]本發明可更換犧牲陽極井的更換方法，包括如下步驟:
[0015]A、將待更換的犧牲陽極與管道的連接切斷；
[0016]B、將待更換的犧牲陽極從充滿填包料的空腔中取出，并將新的犧牲陽極安放至待更換的犧牲陽極取出的位置；
[0017]C、將新的犧牲陽極與管道用導線連接。
[0018]本發明可更換犧牲陽極井與現有技術不同之處在于本發明可更換犧牲陽極井通過將填包料充滿陽極井并且將犧牲陽極置于井體上方而非緊貼管道的狀態，則可直接將犧牲陽極取出并更換，大幅降低其更換成本。本發明首次提出了操作簡便、經濟可行的可更換式犧牲陽極井，為接近或已失效的犧牲陽極提供非開挖條件下的更換，實現了陰極保護壽命的無限期延續，成果直接應用于燃氣管網運行，提高了管道安全性，延長管道壽命，不僅具有重要的社會效益和經濟效益，還具有廣闊的應用前景。
[0019]本發明可更換犧牲陽極井中測試粧上部開設有兩個凹槽，有利于工作人員更好地控制測試板，并且方便測試板上的線路安裝。測試粧底部的開槽則可避免導線引入測試粧內時，彎折幅度過大，造成折斷。
[0020]本發明可更換犧牲陽極井中測試粧的材料為玻璃鋼，則可避免因材料為金屬材料導致的被盜現象，并且耐腐蝕、壽命長。
[0021]本發明可更換犧牲陽極井中起升裝置可自動將犧牲陽極頂出、頂入，半自動更換。
[0022]下面結合附圖對本發明的可更換犧牲陽極井及其更換方法作進一步說明。
【附圖說明】
[0023]圖1是可更換犧牲陽極井的主視圖；
[0024]圖2是圖1所示測試粧的主視圖；
[0025]圖3是圖2所示測試粧在A處的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，本發明可更換犧牲陽極井包括井體1、填包料2、兩個犧牲陽極3和絕緣板4。井體I與管道連通，井體I內軸向設有絕緣板4。絕緣板4將井體內分為兩個空腔，兩個空腔內均充滿填包料2，兩個空腔內的上部均設有一個犧牲陽極3。每個犧牲陽極3均通過導線與管道連接。兩個空腔底部通向管道6處，管道6的外充滿普通黃土，填包料2的電阻率低于普通黃土。井體I內的填包料2頂部蓋有浮土。
[0027]每個犧牲陽極的導線均通過測試粧5與管道6連接。
[0028]如圖2和圖3所示，測試粧5包括支撐柄、測試板51。每個犧牲陽極3與管道連接的導線上串連有測試板51。測試板51固定在測試粧5內的上部。測試粧5正對測試板的前表面和后表面分別徑向開設有操作槽53，測試粧5底部徑向開設有進線槽54，測試粧5在進線槽54的下部徑向開設有兩個軸線相互垂直支柄孔55。兩個支柄孔55的其中一個位置高于另一個。兩個支柄孔55內都固定有支撐柄。(圖中未示出)兩個支撐柄為均桿狀物，其位置關系為相互空間垂直。管道6通過測試板51與參比電極52連接。
[0029]測試粧5的材料為玻璃鋼。
[0030](圖中未示出)還設有起升裝置。起升裝置底部套裝在管道6外表面上，起升裝置下端設有配重，起升裝置中部為縱向齒條，起升裝置設有活動部。活動部包括活動架、鉆頭、電機、齒輪和絕緣陽極架。活動架以起升裝置中部為導軌，活動架的齒輪和起升裝置的齒條嚙合，活動架頂部設有鉆頭，活動架下部固定有絕緣陽極架，絕緣陽極架用于固定犧牲陽極3。
[0031]可更換犧牲陽極井的更換方法，包括如下步驟:
[0032]A、將待更換的犧牲陽極3與管道6的連接切斷；
[0033]B、將待更換的犧牲陽極3從充滿填包料2的空腔中取出，并將新的犧牲陽極3安放至待更換的犧牲陽極3取出的位置；
[0034]C、將新的犧牲陽極3與管道6用導線連接。
[0035]以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種可更換犧牲陽極井，其特征在于:包括井體(I)、填包料(2)、兩個犧牲陽極(3)和絕緣板(4)，所述井體(I)與管道連通，井體(I)內軸向設有絕緣板(4)，所述絕緣板(4)將井體內分為兩個空腔，兩個空腔內均充滿填包料(2)，兩個空腔內的上部均設有一個犧牲陽極(3)，所述每個犧牲陽極(3)均通過導線與管道連接。
2.根據權利要求1所述的可更換犧牲陽極井，其特征在于:所述每個犧牲陽極的導線均通過測試粧(5)與管道(6)連接， 所述測試粧(5)包括支撐柄、測試板(51)，所述每個犧牲陽極(3)與管道連接的導線上串連有測試板(51)，所述測試板(51)固定在測試粧(5)內的上部，所述測試粧(5)正對測試板的前表面和后表面分別徑向開設有操作槽(53)，測試粧(5)底部徑向開設有進線槽(54)，測試粧(5)在進線槽(54)的下部徑向開設有兩個軸線相互垂直支柄孔(55)，所述兩個支柄孔(55)的其中一個位置高于另一個，所述兩個支柄孔(55)內都固定有支撐柄。
3.根據權利要求2所述的可更換犧牲陽極井，其特征在于:所述測試粧(5)的材料為玻璃鋼。
4.根據權利要求3所述的可更換犧牲陽極井，其特征在于:還設有起升裝置，所述起升裝置底部套裝在管道(6)外表面上，起升裝置下端設有配重，起升裝置中部為縱向齒條，起升裝置設有活動部，所述活動部包括活動架、鉆頭、電機、齒輪和絕緣陽極架，所述活動架以起升裝置中部為導軌，活動架的齒輪和起升裝置的齒條嚙合，活動架頂部設有鉆頭，活動架下部固定有絕緣陽極架，絕緣陽極架用于固定犧牲陽極(3)。
5.利用權利要求1或2或3所述的可更換犧牲陽極井的更換方法，其特征在于包括如下步驟: A、將待更換的犧牲陽極(3)與管道(6)的連接切斷； B、將待更換的犧牲陽極(3)從充滿填包料(2)的空腔中取出，并將新的犧牲陽極(3)安放至待更換的犧牲陽極(3)取出的位置； C、將新的犧牲陽極(3)與管道(6)用導線連接。
【專利摘要】本發明可更換犧牲陽極井涉及一種犧牲陽極保護裝置，特別是涉及一種用于保護地下管道的犧牲陽極井及其更換方法。其目的是為了提供一種結構簡單、省時省力、成本低、操作簡便、開挖難度小、使用壽命長的可更換犧牲陽極井及其更換方法。本發明可更換犧牲陽極井包括井體(1)、填包料(2)、兩個犧牲陽極(3)和絕緣板(4)，所述井體(1)與管道連通，井體(1)內軸向設有絕緣板(4)，所述絕緣板(4)將井體內分為兩個空腔，兩個空腔內均充滿填包料(2)，兩個空腔內的上部均設有一個犧牲陽極(3)，所述每個犧牲陽極(3)均通過導線與管道連接。
【IPC分類】C23F13-06, C23F13-22
【公開號】CN104789969
【申請號】CN201510195705
【發明人】高順利, 段蔚, 劉建輝, 尹志彪, 褚大軍, 呂振國
【申請人】北京永逸舒克防腐蝕技術有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月23日