CN115572977A - 一种用于海上风电的辅助阳极结构及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于阴极保护防腐技术领域，尤其涉及一种用于海上风电的辅助阳极结构及其制作工艺。其中，辅助阳极结构，包括：阳极板；金属杆，设置于阳极板的其中一端上；以及主体结构，用于设置在固定结构上，主体结构由聚氨酯浇注成型，并将阳极板以及金属杆进行包覆；其中，阳极板远离金属杆的一端面露出主体结构，金属杆的远离阳极板的一端连接有导线，该导线伸出主体结构。通过采用聚氨酯作为主体结构，在海水中，不仅能够大大降低辅助阳极结构的整体重量，方便水下施工；而且，因聚氨酯本身为绝缘材料，因此在阳极板与主体结构之间省略了绝缘结构，使得整体的结构得到了简化。

Description

一种用于海上风电的辅助阳极结构及其制作工艺

技术领域

本发明属于阴极保护防腐技术领域，尤其涉及一种用于海上风电的辅助阳极结构及其制作工艺。

背景技术

外加电流阴极保护法是电化学保护法的其中一种，是通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电子从土壤流向被保护金属，使被保护金属结构电位高于周围环境来进行保护。

外加电流阴极保护法是用于防止海上风电结构腐蚀的保护措施之一。外加电流阴极保护系统主要由恒电位仪、辅助阳极、参比电极等装置组成，其中，在外加电流阴极保护系统中与直流电源正极连接的外加电极称为辅助阳极，辅助阳极使电流从阳极经介质到达被保护结构的表面，因此，其性能影响着阴极保护系统的使用寿命、保护距离和保护效果，是外加电流阴极保护系统中不可缺少的重要组成部分。

公开号为CN114438502A的中国发明专利申请，其公开了一种海上风电用辅助阳极结构，包括阳极体、辅助阳极安装背板、接线舱以及辅助阳极绝缘座，通过辅助阳极绝缘座一体成型将阳极体、辅助阳极安装背板以及辅助阳极绝缘座形成一整体结构，使得该辅助阳极结构具有结构简单、强度高、密封性好、安装简便等有益效果。然而该辅助阳极结构还存在一些其他问题，例如结构较多，安装复杂，以及因接线舱舱体安装在辅助阳极安装背板的本体上，导致接线舱舱体的泄漏点增多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于海上风电的辅助阳极结构及其制作工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，一方面，提供一种用于海上风电的辅助阳极结构，包括：

阳极板；

金属杆，设置于阳极板的其中一端上；

以及主体结构，用于设置在固定结构上，主体结构由聚氨酯浇注成型，并将阳极板以及金属杆进行包覆；

其中，阳极板远离金属杆的一端面露出主体结构，金属杆的远离阳极板的一端连接有导线，该导线伸出主体结构。

在上述技术方案中，进一步的，主体结构在固化后与阳极板、金属杆粘接为一体。

在上述任一技术方案中，进一步的，阳极板、金属杆与主体结构之间涂抹有一层胶粘剂。

在上述任一技术方案中，进一步的，金属杆与主体结构之间的侧接触面为具有锯齿状凹槽的面。

在上述任一技术方案中，进一步的，主体结构内具有空腔，金属杆的远离阳极板的一端伸入至空腔内，主体结构的安装端面上还设置有一端伸入至空腔内的电缆填料函，导线通过电缆填料函伸出主体结构。

在上述任一技术方案中，进一步的，主体结构的空腔内设置有安装板，电缆填料函装配于安装板上并从主体结构的安装端面伸出，主体结构与安装板之间通过第一预埋螺栓进行连接固定。

在上述任一技术方案中，进一步的，空腔内填充有将金属杆和导线包覆的石蜡。

在上述任一技术方案中，进一步的，主体结构内设置有第二预埋螺栓，第二预埋螺栓的端部从主体结构的安装端面上伸出。

在上述任一技术方案中，进一步的，主体结构的安装端面上还设置有环绕电缆填料函的密封凸起，密封凸起有多个，并由内向外层层环绕。

另一方面，还提供一种用于海上风电的辅助阳极结构的制作工艺，包括如下步骤：

步骤一、零件的装配：

将阳极板与金属杆进行焊接；准备第一预埋螺栓和第二预埋螺栓；

步骤二、浇注：

利用模具，对阳极板、金属杆、第一预埋螺栓和以及第二预埋螺栓进行浇注形成主体结构，其中浇注的材料为聚氨酯；

浇注后，阳极板的外边缘被主体结构所包覆，以及与金属杆连接的一端面被主体结构所包覆；

主体结构远离阳极板的一端具有空腔，金属杆的其中一端伸入到空腔内；

第一预埋螺栓和第二预埋螺栓从主体结构上伸出；

步骤三、封装：

在金属杆的端部安装导线，并在空腔内灌注石蜡，使金属杆和导线接头包覆在石蜡内部；

步骤四、零件的装配：

准备安装板，将电缆填料函装配于安装板上，将安装板盖合在空腔的端口上，并通过第一预埋螺栓将安装板固定在主体结构上，其中，金属杆上的导线伸出石蜡后从电缆填料函上伸出。

本发明的有益效果是：

1、通过采用聚氨酯作为主体结构，在海水中，不仅能够大大降低辅助阳极结构的整体重量，方便水下施工；而且，因聚氨酯本身为绝缘材料，因此在阳极板与主体结构之间省略了绝缘结构，使得整体的结构得到了简化。

2、将主体结构与阳极板、金属杆粘接为一体，不仅能够提高生产效率，而且因主体结构在固化过程中会发生体积收缩，所产生的收缩力会抱紧阳极板和金属杆，从而增加了密封效果。

3、在金属杆的侧面设置有沿其长度方向设置的一圈圈的凹槽，在主体结构浇注成型后，就形成了上述锯齿状凹槽的面，采用该设置后，增大了金属杆与主体结构之间的接触面，进而增加了泄露路径的长度，延缓泄露。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是图1中B处的放大图；

图中附图标记为：100、阳极板；200、金属杆；210、导线；300、主体结构；310、空腔；320、密封凸起；400、锯齿状凹槽的面；500、安装板；510、电缆填料函；520、第一预埋螺栓；600、石蜡；700、第二预埋螺栓。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

需要说明的是，在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

实施例1：

本实施例提供了一种用于海上风电的辅助阳极结构，包括：阳极板100，阳极板100为钛阳极板100；金属杆200，设置于阳极板100的其中一端上；以及主体结构300，用于设置在固定结构上，主体结构300由聚氨酯浇注成型，并将阳极板100以及金属杆200进行包覆；

其中，阳极板100远离金属杆200的一端面露出主体结构300，用于暴露在海水中，金属杆200的远离阳极板100的一端连接有导线210，该导线210伸出主体结构300。

基于目前的一些辅助阳极结构，在本技术方案中，通过采用聚氨酯作为主体结构300，在海水中，不仅能够大大降低辅助阳极结构的整体重量，方便水下施工；而且，因聚氨酯本身为绝缘材料，因此在阳极板100与主体结构300之间省略了绝缘结构，使得整体的结构得到了简化。

在本实施例中，优化的，在阳极板100、金属杆200与主体结构300的接触部位涂抹有一层胶粘剂，然后将聚氨酯浇注在阳极板100、金属杆200上，在聚氨酯固化后，形成主体结构300，主体结构300与阳极板100、金属杆200粘接为一个整体。

在本技术方案中，将主体结构300与阳极板100、金属杆200粘接为一体，不仅能够提高生产效率，而且因主体结构300在固化过程中会发生体积收缩，所产生的收缩力会抱紧阳极板100和金属杆200，从而增加了密封效果。

实施例2：

本实施例提供了一种用于海上风电的辅助阳极结构，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

在本实施例中，金属杆200与主体结构300之间的侧接触面为具有锯齿状凹槽的面400。

在本技术方案中，在金属杆200的侧面设置有沿其长度方向设置的一圈圈的凹槽，在主体结构300浇注成型后，就形成了上述锯齿状凹槽的面400，采用该设置后，增大了金属杆200与主体结构300之间的接触面，进而增加了泄露路径的长度，延缓泄露。

实施例3：

本实施例提供了一种用于海上风电的辅助阳极结构，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

在本实施例中，主体结构300内具有空腔310，金属杆200的远离阳极板100的一端伸入至空腔310内，主体结构300的安装端面上还设置有一端伸入至空腔310内的电缆填料函510，导线210通过电缆填料函510伸出主体结构300。其中，空腔310内还填充有将金属杆200和导线210包覆的石蜡600。

在本技术方案中，通过采用石蜡600对金属杆200、导线210进行封装，能够有效的防止在使用过程中海水渗入到辅助阳极结构内。

实施例4：

本实施例提供了一种用于海上风电的辅助阳极结构，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

在本实施例中，主体结构300的空腔310的端口上设置有将其盖合的安装板500，电缆填料函510装配于安装板500上，主体结构300与安装板500之间通过第一预埋螺栓520进行连接固定。

在本技术方案中，通过增设安装板500，将电缆填料函510装配于安装板500上，以提高电缆填料函510的安装强度。

实施例5：

本实施例提供了一种用于海上风电的辅助阳极结构，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

在本实施例中，主体结构300内设置有第二预埋螺栓700，第二预埋螺栓700的端部从主体结构300的安装端面上伸出。

在本技术方案中，由于主体结构300是安装在固定结构的法兰上的，为此，在主体结构300上设置有第二预埋螺栓700，通过采用螺栓连接的方式将主体结构300安装在固定结构上。

实施例6：

本实施例提供了一种用于海上风电的辅助阳极结构，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。

在本实施例中，主体结构300的安装端面上还设置有环绕电缆填料函510的密封凸起320，密封凸起320有多个，并由内向外层层环绕。

在本技术方案中，在主体结构300浇注成型时，同时形成密封凸起320，通过在主体结构300的安装端面上设置密封凸起320，以提高主体结构300与固定结构之间的密封性。相较于橡胶圈密封，其使用寿命得到了明显提高。

具体的，由于主体结构300由聚氨酯制成，材料较软，因此主体结构300安装在固定结构的法兰上，并用螺母紧固第二预埋螺栓700时，密封凸起320会受到挤压并形成密封面。通过石蜡600与密封凸起320形成了双重密封效果，进而有效的提高了空腔310密封的可靠性。

实施例7：

本实施例提供了一种用于上述实施例中的辅助阳极结构的制作工艺，具体包括如下步骤：

步骤一、零件的装配：

将阳极板100与金属杆200进行焊接；准备第一预埋螺栓520和第二预埋螺栓700；

步骤二、浇注：

利用模具，对阳极板100、金属杆200、第一预埋螺栓520和以及第二预埋螺栓700进行浇注形成主体结构，其中浇注的材料为聚氨酯；

浇注后，阳极板100的外边缘被主体结构所包覆，以及与金属杆200连接的一端面被主体结构所包覆；

主体结构远离阳极板100的一端具有空腔310，金属杆200的其中一端伸入到空腔310内；

第一预埋螺栓520和第二预埋螺栓700从主体结构上伸出；

步骤三、封装：

在金属杆200的端部安装导线210，并在空腔310内灌注石蜡600，使金属杆200和导线210接头包覆在石蜡600内部；

步骤四、零件的装配：

准备安装板500，将电缆填料函510装配于安装板500上，将安装板500盖合在空腔310的端口上，通过均布的第一预埋螺栓520将安装板500固定在主体结构300上，其中，金属杆200上的导线210伸出石蜡600后从电缆填料函510上伸出。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征是可以相互组合的，本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种用于海上风电的辅助阳极结构，其特征在于，包括：

阳极板(100)；

金属杆(200)，设置于阳极板(100)的其中一端上；

以及主体结构(300)，用于设置在固定结构上，所述主体结构(300)由聚氨酯浇注成型，并将所述阳极板(100)以及金属杆(200)进行包覆；

其中，所述阳极板(100)远离金属杆(200)的一端面露出主体结构(300)，所述金属杆(200)的远离阳极板(100)的一端连接有导线(210)，该导线(210)伸出主体结构(300)。

2.根据权利要求1所述的一种用于海上风电的辅助阳极结构，其特征在于，所述主体结构(300)在固化后与所述阳极板(100)、金属杆(200)粘接为一体。

3.根据权利要求2所述的一种用于海上风电的辅助阳极结构，其特征在于，所述阳极板(100)、金属杆(200)与所述主体结构(300)之间涂抹有一层胶粘剂。

4.根据权利要求2所述的一种用于海上风电的辅助阳极结构，其特征在于，所述金属杆(200)与主体结构(300)之间的侧接触面为具有锯齿状凹槽的面(400)。

5.根据权利要求1所述的一种用于海上风电的辅助阳极结构，其特征在于，所述主体结构(300)内具有空腔(310)，所述金属杆(200)的远离阳极板(100)的一端伸入至所述空腔(310)内，所述主体结构(300)的安装端面上还设置有一端伸入至所述空腔(310)内的电缆填料函(510)，所述导线(210)通过所述电缆填料函(510)伸出所述主体结构(300)。

6.根据权利要求5所述的一种用于海上风电的辅助阳极结构，其特征在于，所述主体结构(300)的空腔(310)的端口上设置有安装板(500)，所述电缆填料函(510)装配于所述安装板(500)上，所述主体结构(300)与所述安装板(500)之间通过第一预埋螺栓(520)进行连接固定。

7.根据权利要求6所述的一种用于海上风电的辅助阳极结构，其特征在于，所述空腔(310)内填充有将所述金属杆(200)和导线(210)包覆的石蜡(600)。

8.根据权利要求5-7任一项所述的一种用于海上风电的辅助阳极结构，其特征在于，所述主体结构(300)内设置有第二预埋螺栓(700)，所述第二预埋螺栓(700)的端部从主体结构(300)的安装端面上伸出。

9.根据权利要求8所述的一种用于海上风电的辅助阳极结构，其特征在于，所述主体结构(300)的安装端面上还设置有环绕所述电缆填料函(510)的密封凸起(320)，所述密封凸起(320)有多个，并由内向外层层环绕。

10.一种用于海上风电的辅助阳极结构的制作工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、零件的装配：

将阳极板(100)与金属杆(200)进行焊接；准备第一预埋螺栓(520)和第二预埋螺栓(700)；

步骤二、浇注：

利用模具，对阳极板、金属杆(200)、第一预埋螺栓(520)以及第二预埋螺栓(700)进行浇注形成主体结构(300)，其中浇注的材料为聚氨酯；

浇注后，阳极板(100)的外边缘被主体结构(300)所包覆，以及与金属杆(200)连接的一端面被主体结构(300)所包覆；

主体结构(300)远离阳极板(100)的一端具有空腔(310)，金属杆(200)的其中一端伸入到空腔(310)内；

第一预埋螺栓(520)和第二预埋螺栓(700)从主体结构(300)上伸出；

步骤三、封装：

在金属杆(200)的端部安装导线(210)，并在空腔(310)内灌注石蜡(600)，使金属杆(200)和导线(210)接头包覆在石蜡(600)内部；

步骤四、零件的装配：

准备安装板(500)，将电缆填料函(510)装配于安装板(500)上，将安装板(500)盖合在空腔(310)的端口上，并通过均布的第一预埋螺栓(520)将安装板(500)固定在主体结构(300)上，其中，金属杆(200)上的导线(210)伸出石蜡(600)后从电缆填料函(510)上伸出。

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