基本介紹
- 中文名：柔性陽極
- 定義：新材料的一種
- 作用：防止老化、保證電流長距離傳輸
- 套用範圍：儲罐、埋地管道等
簡介,產品特性,保護設計,優點,套用,
簡介
作為一種新型的輔助陽極，柔性陽極是新開發出的一種新的材料，其主要的套用方面在於儲罐和埋地管道內。剛剛開始出現輔助陽極是為了防止舊管道的老化而出現的，保護的電流會變大，一般的傳統方法根本沒有辦法解決的地方。通過實踐研究發現柔性陽極的套用前景是十分廣闊的，柔性陽極對以前傳統陰極保護方法形成了威脅，它可以成功的解決一些傳統的陰極保護方法無法做到的問題。導電的塑膠製成了柔性陽極，銅芯的外面包裹著導電塑膠，這樣它的結構跟外形就與電纜基本一致，所以又被叫做纜形陽極。
柔性陽極的基本結構是：內部陽極芯材+填充焦炭粉+外部包裹織物+外部機械編織保護網，因其可靈活彎折，形似較粗的電纜而成為柔性陽極或纜狀陽極。
依據內部陽極芯材的不同，柔性陽極可分為兩種，一種是早期的以熱塑性導電聚合物為陽極的導電聚合物柔性陽極，其以瑞侃的產品為代表；另一種柔性陽極的芯材為MMO/Ti絲與內部導電電纜的組合體，其陽極材料為MMO/Ti絲，其克服了原一代柔性陽極排流密度相對較小和不宜用於大排流密度的缺點，並結合了MMO/Ti陽極排流密度大、壽命長的技術優勢。當前兩種柔性陽極在市場上同時並存，但是，從未來發展趨勢來看，基於MMO/Ti柔性陽極技術優勢明顯，已經開始表現出強勁的增長勢頭。
當前，柔性陽極的適用場合包括：
- 密集管道保護對象的陰極保護（如輸油氣站場埋地工藝管道）；
- 地上鋼質儲罐的底板外表面陰極保護；
塗層老化管道的陰極保護補強。
產品特性
柔性陽極起關鍵作用的是導電聚合物為輔材的中心銅導體。這種結構不但可以防止銅芯受化學腐蝕，並可以保證電流長距離傳輸。同時，又有小量的陰極保護電流連續不斷的擴散於導電聚合物輔層中，使全長的輔層都有電流滲透。
導電聚合物的外層為高性能的活性碳，最外層用耐酸鹼的編織層包紮。這種結構可以使現場鬆散的活性碳容易處理，從而簡化了現場的安裝程式。
柔性陽極可以安裝在最接近被保護的構件附近，解決了禁止和干擾問題；
柔性陽極為不腐蝕陽極，不會產生環境污染；
使用壽命長，可靠性高，安裝簡單。
保護設計
設計柔性陽極可以分為以下四步：
（1）首先要確定所需的保護電流確定保護電流需要根據保護管道的防腐層狀況，然後可以選擇保護電流的密度，所需電流用過保護面積乘以電流的密度便可以得到。
（2）其次就是設計迴路，要保證設計出的柔性陽極的迴路，可以保證整個長度上提供電流分布並保證分布均勻，迴路長度的最大值可以通過匯流點開始算起就可以得到陽極的最大長度。以後的電流饋電點就是根據迴路長度的最大值來算的。
（3）選擇合適的電源設備的規格，柔性陽極也有其特別之處，其特別之處就是陰、陽極間的電阻率很低，考慮到是很長的導體，就要採用非標準來計算。
（4）最後一步便是選取配件，選取柔性陽極的配件時要以接線的方式作為依據。
優點
雖然柔性陽極較貴，但它們具有以下優點：
- 輸出電壓低，所以變壓整流器容量可以小一些；
- 電流利用率高，由於柔性陽極屬於近陽極（更靠近保護對象），因此，可以保證絕大多數陰極保護電流會流到保護對象上，因為其它非保護對象而漏失的保護電流降到了最低，這也是採用柔性陽極陰極保護對其他非保護對象干擾小的原因；
- 沿受保護對象尺寸上的陰極保護電位分布均勻；
- 對其他裝置的干擾非常小。
具有防雷擊保護措施的電纜在塑膠防護層外採用沒有額外防護層的鍍鋅鋼絲增強，這樣可以改善電纜護套的漏電負荷。這層增強材料通常是厚2mm的扁鋼帶，在土壤中特別容易被腐蝕。為了在電纜的有效壽命內確保防雷擊功能，應對增強鋼帶實施陰極保護。
套用
柔性陽極在美國廣泛套用於石油金屬設施的保護、電廠地下金屬配管和構築物的保護、船舶碼頭的保護等等，即使是美國水務協會AWWA也聽從了美國腐蝕工程師協會NCAE的建議在城市供水管網上大量採用柔性陽極進行保護，1999年，中石油曾組團到歐洲考察管道建設，發現歐洲的許多管道如Zeepipe、Asgard、Europipe1、Europipe、Norfra等管道的陰極保護也廣泛採用了柔性陽極技術。
在由管道局承建、俄羅斯人設計的俄羅斯西伯利亞太平洋管道站場區域陰極保護工程中採用的也是柔性陽極。北京中俄管道項目部轉來一份中俄管道俄羅斯境內管段的設計檔案，俄羅斯人在該管道上仍然採用的是柔性陽極保護。歐盟規範也建議採用柔性陽極進行區域陰極保護。
下圖為柔性陽極與傳統的深井陽極和分散式淺埋陽極的特點對比，圖中紅、黑、白三條曲線分別代表柔性陽極、分散式陽極以及深井陽極等保護系統在管採用柔線上的電位分布形態。柔性陽極電位分布為-0.9-- -1.0V；分散式陽極電位分布為-0.79-- -1.3V；深井陽極保護情況下的電位分布為-0.7V-- -1.6V。不難看出，柔性陽極的電位分布最為均衡，能很好地避免保護不足和過保護的問題，過保護對管道防腐層和管道材質，尤其是對X80鋼的危害不容忽視。
從上表可以看出，柔性陽極區域陰極保護的保護參數非常理想，不存在保護不足和過保護的問題。也沒有對幹線管道造成雜散電流干擾。
柔性陽極的優點
1.輸出電壓低，所以變壓整流器容量可以小一些；
2.受保護的目的物沿線的陰極保護電位均勻地降低；
3.對其他裝置的干擾非常小。
