電化學保護技術
目前金屬復合板可用來作直流電源的裝置類型很多,主要有:整流器、恒電位儀、恒電流儀、磁飽和穩壓器、大容量蓄電池組以及直流發電設各,諸如熱電發生器(TEG)、密封循環蒸汽發電機(CCVT)、風力發電機和太陽能電池方陣。其中以整流器和恒電位儀應用最為廣泛。太陽能電池方陣是一種新型的直流電源,在近幾年得到了開發應用。風力發電機是隨機性較強的電源,需要增加調頻、穩壓等系統,不過在有條件地區使用是十分經濟的。
整流器是將交流電轉變為直流電的裝置。由變壓器、整流電路及濾波器三部分組成。電源為AC(220±10%)V和AC(380土10%)V,變壓器將交流電壓變壓至所需要的數值,整流電路將調壓后的交流電改變成直流電,此時的電流、電壓均存在脈動現象,再經過平滑濾波器就得到平穩的直流電。整流電路采用半導體二極管橋式全波整流,濾波器采用LC濾波電路,即整流圈和電容器聯合濾波,這樣可將紋波系數控制在5%以內,以滿足陰極保護特殊體系對紋波限制的要求。如鍍鉑鈦陽極因紋波大于5%會導致過早失效。陰極保護輸水管道中采用感應流量計時,也要求紋波不得大于5%。
此外,還應根據整流器的使用環境,對變壓器的冷卻方式(風冷式或油浸式)及防爆提出要求。根據整流元件的不同,整流器分硒整流器、鍺整流器和硅整流器三種,其中錯整流器不能用于電化學保護。硅整流器允許的工作溫度比曬整流器高,且具有很高的電流容量和輸出電壓,所以是最常用的直流電源裝置,但不能.自動控制電位,適用于介質條件相對穩定的條件下,例如化工生產中的儲罐、地下鋼構件、港灣設施等的陰極保護。石西整流器對過電流、過電壓不敏感,工作可靠,在陰極保護中也常常被選用。整流器的工作效率與負荷大小相關,負荷越接近其輸出能力,效率則越高,一般情況下為60%~70%。
恒電位.儀也稱為恒電位式整流器,可根據介質條件的變化自動調節輸出電流,使被保護體的電位始終控制在給定的保護電位范圍內。目前,恒電位儀主要有可控硅恒電位儀和磁飽和恒電位儀兩種。磁値和恒電位儀堅固耐用,過裁能力強,維修方便,但體積大,加工工藝復雜,在國內應用較少。可控硅恒電位儀雖然過載能力不強,線路也較復雜,但其功率較大,體積小,維修周期長,金屬復合板在國內得到廣泛應用。
可控磋恒電位儀主要由阻抗變換器、電位給定器、比較放大器、移相觸發器、可控硅整流器、穩壓電源和過流保護器等組成,工作原理。阻抗變換器的作用是提高測量回路的輸入阻抗,避免參比電極的極化。電位給定器的作用是給出電位控制值。由參比電扱測得被保護體的電位(V參),經過阻抗變換進入比較放大器,與電位給定器的給定電位(V給)相比較,得到信號電位差ΔV并放大為KΔV,供給移相觸發器,輸出移相脈沖而觸發可控硅的導通角增大或減小,從而調節整流器輸出電流的大小,使被保護體的電位保持在給定。