陽極地床

陽極地床又稱為輔助陽極，是外加電流陰極保護系統中，將保護電流從電源引入土壤中的導電體。通過輔助陽極把保護電流送入土壤，經土壤流入被保護的管道，使管道表面進行陰極極化 (防止電化學腐蝕)，電流再由管道流入電源負極形成一個迴路，這一迴路形成了一個電解池，管道在迴路中為負極處於還原環境中，防止腐蝕，而輔助陽極進行氧化反應遭受腐蝕。常用的陽極材料有：高矽鑄鐵、石墨、鋼鐵、柔性陽極。

基本介紹

• 中文名：陽極地床
• 選擇：石墨陽極、鋼鐵陽極等
• 別稱：輔助陽極
• 功能：填料可以消除氣體堵塞

種類選擇

①在一般土壤中可採用高矽鑄鐵陽極、石墨陽極、鋼鐵陽極；
②在鹽漬土、海濱土或酸性和含硫酸根離子較高的環境中，宜採用含鉻高矽鑄鐵陽極。
③高電阻率的地方宜使用鋼鐵陽極。
④覆蓋層質量較差的管道及位於複雜管網或多地下金屬構築物區域內的管道可採用柔性陽極，但不宜在含油污水和鹽水中使用。

陽極地床

在正常運行條件下，陰極保護站導入直流電流穿過土壤，其電流從陽極處導入，再傳導到受保護物體上，按照DIN VDE0150標準，直流電裝置會產生雜散電流，導致外部埋地金屬裝置，如管道和電纜的腐蝕損壞。保護電流在陽極區形成陽極電壓錐，這造成該土壤中的電位升高超過遠方大地的電位。保護電流在管子防腐層缺陷處產生陰極電壓錐，在此土壤電位相對於遠方大地而降低了。埋地的外部金屬構築物吸取了陽極區域的電流，並在離陽極一定距離上釋放出來，也就是說，在這些陽極附近它們被陰極極化，而在離這些陽極一定距離上它們被陽極極化。在雜散電流排出的地方發生陽極腐蝕。

陽極地床填料

功能

1、增大陽極與土壤的接觸，從而降低地床接地電阻；

2、將陽極電極反應轉移到填料與土壤之間進行，延長陽極的使用壽命；

3、填料可以消除氣體堵塞。

對填料的要求

1、填料顆粒必須是導電體，以保證陽極與土壤之間良好的導電性。

2、填料應成本低，來源廣，具有較連續的接觸表面。

位置的選擇

輔助陽極與管道距離愈遠電流分布愈均勻，但過遠會增加引線上的電壓降和投資，因此輔助陽極的距離和埋設方式應根據現場情況選定。選擇陽極安裝位置的原則是:
①地下水位較高或潮濕低洼處；
②土層厚,無塊石,便於施工；
③土壤電阻率一般應小於50歐姆米，特殊地區也應小於100Ω.m；
④對鄰近的地下金屬構築物干擾小，陽極地床與被保護管道之間不得有其它金屬管道；
⑤考慮陽極附近地域近期發展規劃及管道發展規劃以避免建後可能出現的搬遷；
⑥陽極位置與管道的垂直距離不宜小於50m。
⑦地面金屬構築物較多，用地狹窄時，可採用深井陽極，以減小對其它金屬構物的干擾又節約用地。

對外部干擾

1、來自於陽極的電壓錐干擾

對外部管道和電纜的最大影響通常是用輔助陽極電壓錐造成的，在此土壤中存在高電流密度與巨大的電位降。由於陽極附近電位只有負漂移，所以沒有陽極腐蝕的危險，陰極保護原則。

2、受到保護物體的干擾

進入陰極保護的管道防腐層缺陷處的電流在土壤中形成陰極電壓錐。具有機械強度很強的防腐層的管道通常只偶爾出現少數幾個防腐層缺陷，並且它們相距很遠。假如管道防腐層有非常多的缺陷，並且這些缺陷相距很近，那么這些單個的電壓錐合併成管道周圍圓柱狀電壓場，陰極保護準則。

輔助陽極結構

淺埋式結構

將電極埋入距地表1～5米的土層中, 這是管道陰極保護一般選用的陽極埋設形式。淺埋式陽極又可分為立式,水平式兩種,對於鋼鐵陽極可能兩種聯合稱為聯合式陽極。

立式陽極

由一根或多根垂直埋入地中的陽極排列構成。電極間用電纜聯接。其優點有:全年接地電阻變化不大;當陽極尺寸相同時,立式地床的接地電阻較水平式小。
水平式陽極：將陽極以水平方向埋入一定深度的地層中,其優點有:安裝土石方量較小,易於施工；容易檢查地床各部分的工作情況。

聯合式陽極

指採用鋼鐵材料製成地床,它由上端聯接著水平幹線的一排立式陽極所組成.

管道防腐

在陽極電壓錐區域內應儘量避免外部裝置截取電流。在陽極電壓錐內的外部管道應有高強性能的防腐層，決不可採用無防腐層的管件，與鋼筋混凝土件、基礎或電接地構築物決不能發生電接觸。鋪設在現有陽極地床附近的外部管道必須有聚乙烯類儘可能最好的絕緣層，使電流被截取的量越少越好。利用這種方法可以避免干擾。有塑膠絕緣層的電纜鋪設在陽極地床附近，也沒有干擾危險。