一、材料与性能要求
基材与涂层
基材:采用高纯度工业钛(如TA1/TA2级),确保机械强度与耐腐蚀性。
涂层:表面涂覆贵金属氧化物(如铱系IrO₂-Ta₂O₅或钌系RuO₂-TiO₂),涂层厚度20-50μm,孔隙率35-45%,以提升催化活性与耐久性。
性能指标:
析氧过电位≤1.4V(相对硫酸亚汞),节能效果显著。
电流密度承受能力≥10,000A/m²,适应高负荷场景。
设计寿命20-50年,长期稳定性优于传统镀铂电极。
环境适应性
适用于土壤、海水、淡水及盐渍土等环境,尤其适合干燥或高电阻区域(如沙地)。
在含氯离子环境中(如海水、食盐水),涂层需具备抗氯腐蚀能力,避免阳极过早失效。
二、设计与安装规范
地床类型选择
浅埋式:阳极水平埋设于1-3米深沟,焦炭回填料包裹,成本低、施工便捷,适用于土壤电阻率较低区域(如郊野长输管道)。
深井式:阳极垂直安装于15米以上深井,填充焦炭回填料,降低地表电位梯度,减少干扰风险,适用于高电阻率或空间受限区域(如城区、站场)。
分布式:多个浅埋阳极组分散布置,优化电流分布,适用于大型复杂结构(如密集管网、船坞)。
接地电阻控制
目标值通常≤1Ω,受土壤电阻率、阳极尺寸/数量、地床结构影响。
计算方法:利用Dwight/DW公式等,确保电阻值在整流器输出能力范围内。
降低措施:增加阳极数量、采用深井结构、添加化学吸水剂或极化剂。
回填材料要求
焦炭回填料:选用冶金焦或石墨化石油焦,粒径12-20mm,含碳量>85%,电阻率<0.1Ω·m。
填充密度:≥1.35g/cm³,确保阳极与填料紧密接触,降低接地电阻。
防劣质填料:避免含杂质高、电阻率大的材料,防止阳极过早失效。
电缆与连接
电缆选型:截面积≥16mm²的VV或VV22型铜芯电缆,耐压等级高于系统电压,绝缘层耐阴极环境。
连接方式:阳极棒与电缆采用热熔焊(放热焊接),接头多重密封(热缩套管+环氧密封),确保电连续性永久可靠。
三、施工与验收标准
施工准备
办理开挖作业许可,探测地下管线,设置围挡警示。
检查阳极体完好性,清理表面油污和防锈漆。
安装流程
浅埋式:阳极居中置于沟槽,周围填充足量焦炭(厚度≥15cm),边填充边浇水捣实。
深井式:阳极串下放至设计深度,通过抽油管注入焦炭浆料,确保填料密实无空洞。
电缆敷设:穿耐腐蚀套管(如HDPE管),留有适当余量(S弯),避免机械损伤。
验收测试
接地电阻测试:使用接地电阻测试仪,确保值≤设计要求。
电位分布测试:通过数值模拟或现场测量,确认被保护体电位在-0.85V至-1.2V(CSE)范围内且分布均匀。
电缆绝缘测试:使用兆欧表检测绝缘电阻,确保≥1MΩ。
