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水下电缆的阴极保护中,带状阳极如何解决 “水下安装固定” 和 “防生物附着” 问题?

在水下电缆阴极保护中,带状阳极可通过适配水下环境的机械固定与敷设方式解决安装固定难题,防生物附着则结合电化学协同技术与材
在水下电缆阴极保护中,带状阳极可通过适配水下环境的机械固定与敷设方式解决安装固定难题,防生物附着则结合电化学协同技术与材料改性手段实现,具体解决方案贴合水下作业特点和海洋环境特性,详情如下:

水下安装固定的解决方式

水下电缆多为长距离线性结构,且水下作业空间受限、存在水流冲击等问题,带状阳极通过多种灵活固定方式适配,同时保障与电缆的稳定连接,具体有:

螺旋缠绕 +专用卡箍固定:这是适配水下电缆的主流方式。安装时按电缆直径确定缠绕螺距,通常取阳极宽度的1.5 - 3倍,保证阳极均匀覆盖电缆且不重叠。缠绕过程中每隔80 - 100cm用304不锈钢卡箍或非金属玻璃钢卡箍固定,既避免金属卡箍引发电位干扰,又能抵御水流冲击防止阳极松动。比如在浅海电缆铺设中,该方式可让阳极与电缆紧密贴合,同时不损伤电缆外护套。

平行敷设 +支架辅助固定:针对部分大直径水下电缆或需要保持阳极与电缆间距的场景,会沿电缆轴向平行铺设带状阳极。通过预制的玻璃钢支架将阳极托举并固定在电缆侧方,支架与电缆间用塑料扎带绑定,支架底部与电缆敷设路径的海床基座相连。这种方式能避免阳极直接挤压电缆护套,且支架的抗腐蚀性能可适配长期水下环境,防止固定结构失效。

焊接固定 +密封防护:对于电缆接头、终端等局部需要强化保护的部位,可将带状阳极端部通过铝热焊或电焊固定在电缆的金属铠甲上,焊缝长度不小于60mm。焊接后需对焊点涂抹环氧树脂或包裹热收缩带密封,防止海水侵入焊点引发腐蚀,同时该固定方式能应对局部水流湍急的环境,避免阳极脱落。

重物压实辅助固定:在海床地势平缓、水流较缓的区域,平行敷设带状阳极后,可在阳极上方用沙袋或耐腐蚀的混凝土块间隔压实。这种方式适合大面积平铺辅助保护的场景,无需复杂的机械连接,施工效率高,还能避免因固定件损坏导致的阳极位移。

防生物附着的解决方式

水下的藤壶、海藻等生物附着会破坏阳极结构和电流输出稳定性,通常通过材料改性、电化学协同等手段解决,具体如下:

阳极表面涂覆防生物涂层:在带状阳极表面预先涂覆聚脲等高性能防附着涂层,这类涂层能形成致密保护膜,生物附着率可降低 90%以上。也可采用添加纳米载银磷酸锆等抗菌剂的改性涂层,银系抗菌成分能抑制微生物繁殖,从源头减少生物附着。同时涂层兼具防腐性,可避免海水对阳极表面的过快侵蚀,兼顾防污与阳极使用寿命。

电化学协同防污:借助阴极保护系统的电化学特性实现防腐与防污一体化。将带状阳极作为电解电极,以水下电缆为阴极,采用 “长时段阴极保护+脉冲式电解防污” 的模式。周期性调控输出电流,阳极表面会发生氧化反应生成次氯酸钠等防污剂,当海水中防污剂浓度达到一定值时,就能抑制海洋生物生长。这种方式无需额外增设防污设备,可利用现有阴极保护系统实现双重功能。

选用抗生物附着的阳极合金配方:在锌带、铝带阳极的合金中添加少量特殊元素,改变阳极表面的电化学特性,降低海洋生物的附着意愿。例如部分铝带阳极会优化铝、锌、铟的配比,使阳极表面形成的腐蚀产物膜结构致密,不仅能提升阳极自身的耐腐蚀性,还能减少藻类、贝类的附着点,降低生物附着对电流输出均匀性的影响。

定期脉冲电流清理:通过阴极保护系统的控制器设定周期性脉冲电流,较高强度的脉冲电流会使阳极表面产生短暂的电场变化,可震落附着不牢固的幼体生物。该方式与常规阴极保护电流协同工作,不会影响对电缆的保护效果,还能避免生物长期附着形成顽固附着物,减少人工清理的频次。