柔性阳极

应用于储罐和埋地管道内的材料

柔性阳极是新开发出的一种新的材料，其主要的应用方面在于储罐和埋地管道，刚开始出现辅助阳极是为了防止旧管道的老化而出现。

简介

作为一种新型的辅助阳极，柔性阳极是新开发出的一种新的材料，其主要的应用方面在于储罐和埋地管道内。刚刚开始出现辅助阳极是为了防止旧管道的老化而出现的，保护的电流会变大，一般的传统方法根本没有办法解决的地方。通过实践研究发现柔性阳极的应用前景是十分广阔的，柔性阳极对以前传统阴极保护方法形成了威胁，它可以成功的解决一些传统的阴极保护方法无法做到的问题。导电的塑料制成了柔性阳极，铜芯的外面包裹着导电塑料，这样它的结构跟外形就与电缆基本一致，所以又被叫做缆形阳极。

柔性阳极的基本结构是：内部阳极芯材+填充焦炭粉+外部包裹织物+外部机械编织保护网，因其可灵活弯折，形似较粗的电缆而成为柔性阳极或缆状阳极。

依据内部阳极芯材的不同，柔性阳极可分为两种，一种是早期的以热塑性导电聚合物为阳极的导电聚合物柔性阳极，其以瑞侃的产品为代表；另一种柔性阳极的芯材为MMO/Ti丝与内部导电电缆的组合体，其阳极材料为MMO/Ti丝，其克服了原一代柔性阳极排流密度相对较小和不宜用于大排流密度的缺点，并结合了MMO/Ti阳极排流密度大、寿命长的技术优势。当前两种柔性阳极在市场上同时并存，但是，从未来发展趋势来看，基于MMO/Ti柔性阳极技术优势明显，已经开始表现出强劲的增长势头。

当前，柔性阳极的适用场合包括：

涂层老化管道的阴极保护补强。

产品特性

柔性阳极起关键作用的是导电聚合物为辅材的中心铜导体。这种结构不但可以防止铜芯受化学腐蚀，并可以保证电流长距离传输。同时，又有小量的阴极保护电流连续不断的扩散于导电聚合物辅层中，使全长的辅层都有电流渗透。

导电聚合物的外层为高性能的活性碳，最外层用耐酸碱的编织层包扎。这种结构可以使现场松散的活性碳容易处理，从而简化了现场的安装程序。

柔性阳极可以安装在最接近被保护的构件附近，解决了屏蔽和干扰问题；

柔性阳极为不腐蚀阳极，不会产生环境污染；

使用寿命长，可靠性高，安装简单。

保护设计

设计柔性阳极可以分为以下四步：

（1）首先要确定所需的保护电流确定保护电流需要根据保护管道的防腐层状况，然后可以选择保护电流的密度，所需电流用过保护面积乘以电流的密度便可以得到。

（2）其次就是设计回路，要保证设计出的柔性阳极的回路，可以保证整个长度上提供电流分布并保证分布均匀，回路长度的最大值可以通过汇流点开始算起就可以得到阳极的最大长度。以后的电流馈电点就是根据回路长度的最大值来算的。

（3）选择合适的电源设备的规格，柔性阳极也有其特别之处，其特别之处就是阴、阳极间的电阻率很低，考虑到是很长的导体，就要采用非标准来计算。

（4）最后一步便是选取配件，选取柔性阳极的配件时要以接线的方式作为依据。

优点

虽然柔性阳极较贵，但它们具有以下优点：

具有防雷击保护措施的电缆在塑料防护层外采用没有额外防护层的镀锌钢丝增强，这样可以改善电缆护套的漏电负荷。这层增强材料通常是厚2mm的扁钢带，在土壤中特别容易被腐蚀。为了在电缆的有效寿命内确保防雷击功能，应对增强钢带实施阴极保护。

应用

柔性阳极在美国广泛应用于石油金属设施的保护、电厂地下金属配管和构筑物的保护、船舶码头的保护等等，即使是美国水务协会AWWA也听从了美国腐蚀工程师协会NCAE的建议在城市供水管网上大量采用柔性阳极进行保护，1999年，中石油曾组团到欧洲考察管道建设，发现欧洲的许多管道如Zeepipe、Asgard、Europipe1、Europipe、Norfra等管道的阴极保护也广泛采用了柔性阳极技术。

在由管道局承建、俄罗斯人设计的俄罗斯西伯利亚太平洋管道站场区域阴极保护工程中采用的也是柔性阳极。北京中俄管道项目部转来一份中俄管道俄罗斯境内管段的设计文件，俄罗斯人在该管道上仍然采用的是柔性阳极保护。欧盟规范也建议采用柔性阳极进行区域阴极保护。

图1为柔性阳极与传统的深井阳极和分布式浅埋阳极的特点对比，图1中红、黑、白三条曲线分别代表柔性阳极、分布式阳极以及深井阳极等保护系统在管采用柔线上的电位分布形态。柔性阳极电位分布为-0.9-- -1.0V；分布式阳极电位分布为-0.79-- -1.3V；深井阳极保护情况下的电位分布为-0.7V-- -1.6V。不难看出，柔性阳极的电位分布最为均衡，能很好地避免保护不足和过保护的问题，过保护对管道防腐层和管道材质，尤其是对X80钢的危害不容忽视。

从上表可以看出，柔性阳极区域阴极保护的保护参数非常理想，不存在保护不足和过保护的问题。也没有对干线管道造成杂散电流干扰。

柔性阳极的优点

1.输出电压低，所以变压整流器容量可以小一些；

2.受保护的目的物沿线的阴极保护电位均匀地降低；

3.对其他装置的干扰非常小。

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