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深井阳极地床需要在有限井孔空间内,实现更大电流输出、更均匀的电流分布,管状高硅铸铁阳极是深井地床的优选结构形式,区别于实心棒状阳极,中空结构带来独特电化学优势,在长串深井阳极组中应用越来越多。管状高硅铸铁阳极一般采用离心浇铸成型,硅含量 14%~18%,单支长度最长可达 2134mm,更长的单节阳极能够减少深井内接头数量,降低接头故障概率,提升整套阳极串运行稳定性。
中空结构最突出的优势是改善端部效应。实心阳极两端电流容易集中,加速两端腐蚀损耗;管状阳极采用中心内接电缆结构,电流从阳极内部向外传导,阳极表面电流密度分布更加均匀,材料利用率可以达到 85%~90%,同等输出电流条件下阳极损耗更均衡,延长整体服役周期。相同电流输出,管状阳极自重比棒状阳极轻 30%~40%,深井吊装作业难度更低,降低阳极断裂风险。
在深井阳极组装时,多支管状阳极串联成阳极串,配套焦炭填料、导气管、定位器一同下入深井。管状阳极适合大保护范围的长输管道、大型储罐群深井地床,尤其适合需要大电流持续输出的工况。但管状阳极同样脆性较强,运输、下入过程保护阳极端部和电缆内接密封位置,密封失效是管状阳极最常见故障点。项目选型时,结合设计总电流、井深、地层电阻率,核算阳极表面积、单支允许电流密度,合理配置管状阳极串数量,保障深井阳极地床长期稳定输出保护电流。
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