深井阳极与恒电位仪是外加电流阴极保护系统的核心组件,两者通过协同工作,其工作原理可概括为“恒电位仪提供精准可控的直流电,深井阳极作为电流输出端将电子注入土壤/水,使被保护结构成为阴极而免受腐蚀”。
系统组成与功能分工
1、恒电位仪
①功能:作为系统的“电源+控制器”,提供稳定直流电并自动调节输出电压/电流,使被保护结构的电位始终维持在预设的保护电位范围内。
②核心部件:
整流模块:将交流电转换为直流电(通常输出电压0-30V,电流0-100A)。
控制电路:通过反馈环路实时监测被保护结构的电位,动态调整输出(响应时间<1秒)。
参比电极接口:连接参比电极(如铜/硫酸铜电极),作为电位测量的基准。
2、深井阳极
①功能:作为电流输出端,将恒电位仪提供的电子高效注入土壤或水中,形成保护电流场。
②核心部件:
阳极材料:高硅铸铁、铂钌涂层钛或混合金属氧化物(MMO),需具备低电阻、耐腐蚀特性。
填料层:焦炭粉、石墨碎等导电材料,降低阳极与土壤的接触电阻并防止气阻。
井身结构:PVC套管防护井壁,排气管排出阳极反应产生的气体(如氧气、氯气)。
3、被保护结构
①功能:作为电流接收端,通过阴极极化降低腐蚀速率。
②关键要求:需与阳极形成导电回路,且表面电位均匀分布(电位差<50mV)。
4.参比电极
①功能:测量被保护结构的实时电位,为恒电位仪提供反馈信号。
②类型:铜/硫酸铜电极(土壤环境)、高纯锌电极(海水环境),需埋设在距被保护结构1-5米处。
综上所述,深井阳极和恒电位仪在外加电流阴极保护系统中通过协同作用,实现了对被保护结构的腐蚀防护。深井阳极负责电流的均匀分布和阳极材料的稳定性能;而恒电位仪则负责提供稳定电流、实现电位的闭环控制以及适应环境变化等关键功能。这两者的有机结合使得外加电流阴极保护系统成为一种高效、可靠的腐蚀防护手段。