海上風電基礎結(jié)構(gòu)陰極保護及數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng) 河南匯龍合金材料有限公司  劉珍

匯龍導管架陰極保護監(jiān)測系統(tǒng) CPMS風電陰極保護鋁合金犧牲陽極AI-1

 系統(tǒng)簡介

      風力發(fā)電作為快速發(fā)展的綠色可再生能源，逐漸成為許多國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，與陸上風電相比，海上風電的運行環(huán)境更為復雜：高濕度、高鹽分的海風，鹽霧、海水浸泡、海浪飛濺形成的干濕交替區(qū)等，從而對海上風機設備的防腐提出了更高的技術、性能要求。

陰極保護作為一種有效的防腐手段，已經(jīng)被廣泛應用于各個行業(yè)，其主要分為兩種：犧牲陽極陰極保護和外加電流陰極保護。

       犧牲陽極陰極保護

      犧牲陽極陰極保護法是指在被保護體上連接一種更易失去電子的金屬或合金，它是一種比被保護體更為活潑的金屬，如鋅等，這樣，當發(fā)生電化學腐蝕時，被腐蝕的是比被保護體更活潑的金屬，從而保護了被保護體。在現(xiàn)實生活中比較常見的是，在輪船的尾部和船殼的水線以下部分，裝上一定數(shù)量的鋅塊，來防止船殼等的腐蝕，就是應用的這種方法。目前，犧牲陽極陰極保護法除應用除海水或河道中鋼鐵設備的保護外，還廣泛應用于防止電纜、石油管道、地下設備和化工設備等的腐蝕。

根據(jù)海上風塔的特殊性，結(jié)合我公司多年的現(xiàn)場施工經(jīng)驗，經(jīng)過詳細計算，作出合理的設計和施工方案，如下圖就是海上風塔采用犧牲陽極陰極保護的示意圖。
 

       外加電流陰極保護

      外加電流陰極保護系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：

      ①直流電源，②輔助陽極，③參比電極。

      ① 直流電源

      在外加電流陰極保護系統(tǒng)中，需要有一個穩(wěn)定的直流電源，以提供保護電流。目前，廣泛使用的有整流器和恒電位儀兩種。一般，當被保護的結(jié)構(gòu)物所處的工況條件（如浸水面積、水質(zhì)等）基本不變或變化很小，可以采用手動控制的整流器；但當結(jié)構(gòu)物所處的工況條件經(jīng)常變化時，且變化頻率不高時，則應采用自動控制的恒電位儀，以使結(jié)構(gòu)物電位總處在保護范圍內(nèi)。

      ② 輔助陽極

      輔助陽極的作用是將直流電源輸出的直流電流由介質(zhì)傳遞到被保護的金屬結(jié)構(gòu)上。可作輔助陽極的材料有很多，如廢鋼鐵、石墨、鉛銀合金、高硅鑄鐵、鍍鉑鈦、包鉑鈮以及混合金屬氧化物電極等。這些材料各有其特點，適用于不同的場合。

      ③ 參比電極

      參比電極的作用有兩個：一方面用于測量被保護結(jié)構(gòu)物的電位，監(jiān)測保護效果；另一方面，為自動控制的恒電位儀提供控制信號，以調(diào)節(jié)輸出電流，使結(jié)構(gòu)物總處于良好的保護狀態(tài)。在工程中，常用的參比電極有銅/飽和硫酸銅、銀/鹵化銀及高純鋅參比電極等，這些參比電極各具特點，適用于不同的場合。

 陰極保護數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)

      普通海工結(jié)構(gòu)防腐蝕措施基本可以通過人工現(xiàn)場進行檢查測量，再根據(jù)現(xiàn)場檢查結(jié)果確定被保護結(jié)構(gòu)所處狀態(tài)。但海上風電場通常位于遠離海岸線的大海中，直線距離通常有數(shù)海里，航道距離則更長，風電場的面積也要有幾十平方公里，且數(shù)百臺風機零散排布于此范圍內(nèi)，日常的維護檢測相當困難，采用通常的人工方式根本不可能在一時間發(fā)現(xiàn)問題，較大面積的風電場工作量也相當巨大，短時間內(nèi)無法完成檢測工作。我公司整合大量的現(xiàn)代通訊檢測手段，根據(jù)海上風電場的布局及其基礎結(jié)構(gòu)特點，研制出了針對海上風電基礎結(jié)構(gòu)專用的陰極保護檢測裝置和配套軟件。

      陰極保護數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)是一套面向陰極保護領域的遠程智能在線監(jiān)測系統(tǒng)，它采用通用分組無線業(yè)務（GPRS）方式作為數(shù)據(jù)傳輸手段。配合陰極保護數(shù)據(jù)專家管理系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)了對陰極保護數(shù)據(jù)的集中采集和分析整理，可以通過遠程監(jiān)控方式實時獲取并分析數(shù)據(jù)，根據(jù)分析結(jié)果及時對陰極保護系統(tǒng)做出調(diào)整，使整個陰極保護系統(tǒng)始終處于工作狀態(tài)，真正實現(xiàn)了對陰極保護系統(tǒng)數(shù)字化、信息化、自動化管理。

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