铝合金牺牲阳极的安装是确保其有效发挥阴极保护作用的关键环节,需根据储罐类型、环境条件及设计要求规范操作。以下是详细的安装步骤及注意事项:
一、安装前准备
1. 材料与工具检查
1. 阳极材料:确认铝合金阳极的型号、尺寸、数量与设计要求一致,检查表面无裂纹、气孔等缺陷。
2. 引出线:选用铜芯电缆(截面积4~10mm²),长度需满足焊接或连接需求,两端剥线并镀锡处理。
3. 焊接材料:根据罐体材质选择匹配的焊条(如不锈钢焊条用于钢制储罐)。
4. 工具:电焊机、角磨机、水平仪、卷尺、安全防护装备(绝缘手套、护目镜、防毒面具等)。
2. 储罐检查
1. 清洁罐底:清除罐底油污、锈蚀、杂物,确保阳极与罐体接触面清洁。
2. 检测腐蚀情况:对罐底板进行超声波测厚,标记腐蚀严重区域,优先在这些位置安装阳极。
3. 确认电解质环境:检查罐内残留水分、盐分含量,确保电解质能覆盖阳极工作区域。
3. 设计验证
1. 阳极布局:根据储罐直径、高度及保护电流需求,确定阳极安装位置(如罐底中心、边缘或均匀分布)。
2. 电流计算:通过公式 I=nS⋅i 计算所需阳极数量,其中 S 为保护面积,i 为电流密度(通常取3~10mA/m²),n 为单块阳极发电量(A·h/kg)。
二、安装步骤
1. 罐底板阳极安装(焊接式)
· 步骤1:定位与标记
· 根据设计图纸,在罐底板划出阳极安装位置线,确保阳极间距均匀(通常1~3米)。
· 使用水平仪调整阳极位置,避免倾斜影响电流分布。
· 步骤2:阳极固定
· 将阳极块放置在标记位置,用角磨机打磨阳极底部和罐底板接触面,去除氧化层。
· 临时固定阳极(如用磁铁或夹具),防止焊接时移位。
· 步骤3:焊接引出线
· 将引出线一端与阳极顶部预留的接线端子(如螺栓孔)紧固连接,另一端剥线后与罐底板焊接。
· 焊接要求:
· 采用间断焊或塞焊,焊缝长度≥50mm,间距≤100mm。
· 焊接电流控制在120~180A,避免高温烧损阳极材料。
· 焊接后清除焊渣,检查焊缝无气孔、裂纹。
· 步骤4:阳极与罐底焊接
· 将阳极底部与罐底板周边焊接,形成封闭电路。
· 注意事项:
· 避免阳极与罐底板之间存在间隙,防止接触电阻过大。
· 焊接完成后,用绝缘电阻测试仪检测阳极与罐体的绝缘电阻(应≥1MΩ)。
2. 罐壁阳极安装(带状或板状)
· 步骤1:表面处理
· 清洁罐壁安装区域,去除油污、锈蚀。
· 对曲面罐壁,用角磨机打磨出与阳极贴合的平面(宽度≥阳极宽度+20mm)。
· 步骤2:阳极固定
· 带状阳极:用不锈钢螺栓将阳极固定在罐壁支架上,螺栓间距≤500mm。
· 板状阳极:采用焊接或螺栓固定,确保阳极与罐壁紧密接触。
· 步骤3:引出线连接
· 将引出线一端与阳极接线端子连接,另一端沿罐壁引至罐底或集电环,避免与罐体短路。
3. 特殊环境安装(如高氯离子环境)
· 步骤1:阳极选型
· 选用高纯度铝合金阳极(如Al-Zn-In系),提高耐点蚀性能。
· 步骤2:增加防腐措施
· 在阳极表面涂覆防腐涂层(如环氧树脂),减缓初期腐蚀。
· 在阳极周围填充导电填料(如石墨粉),改善电流分布。
三、安装后检查与测试
1. 外观检查
· 确认阳极安装牢固,无松动、倾斜。
· 检查引出线连接可靠,无裸露、破损。
2. 电位测试
· 使用参比电极(如饱和甘汞电极)测量罐底板对地电位,保护电位应达到-0.85~-1.05V(SCE)。
· 若电位不达标,需调整阳极数量或位置。
3. 电流测试
· 通过钳形电流表测量引出线电流,确认电流分布均匀。
· 单块阳极输出电流应在设计范围内(通常0.1~1A)。
4. 绝缘电阻测试
· 检测阳极与罐体之间的绝缘电阻,确保无短路或漏电。
四、安装注意事项
1. 安全防护
· 焊接时佩戴绝缘手套、护目镜,防止电弧灼伤。
· 罐内作业时保持通风,避免吸入焊接烟尘。
2. 避免污染
· 禁止使用含硫、氯的清洗剂清洁阳极,防止引入腐蚀介质。
3. 温度控制
· 冬季安装时,需预热罐体至5℃以上,避免低温导致焊接裂纹。
4. 记录与标识
· 记录阳极安装位置、数量、焊接参数,便于后期维护。
· 在阳极表面标注安装日期、型号,方便更换时识别。
五、维护与更换
1. 定期检测
· 每6~12个月检测一次电位和电流,评估阳极消耗情况。
· 检查阳极表面腐蚀产物堆积情况,必要时清理。
2. 更换标准
· 当阳极剩余重量≤初始重量的20%时,需更换新阳极。
· 若电位无法达到保护要求,即使阳极未完全消耗,也需提前更换。
3. 更换步骤
· 切断旧阳极引出线,清除残留焊缝。
· 按新阳极安装流程重新固定、焊接,并测试保护效果。