阴极保护辅助助设备制作与应用

阴极保护阳极网焊接辅助设备

自动控制的设计制作与应用

【摘要】

由于阴极保护辅助阳极网无法采用通常的电焊和氧焊焊接，经过研究、探索、试验，制作出手工辅助的自动焊接设备。它利用焊极与钛片或阳极带间的虚接触，产生引弧，使紧密接触的钛片和阳极带迅速熔焊，连接在一起，达到连接牢固，导电性能良好的目的。【关键词】阳极网、辅助设备、自动控制、制作、应用引言玉门油田青西联合站，3具5000m3储罐底板的阴极保护，采用外加电流阴极保护法，其辅助阳极采用网状铺设在罐基础的砂垫层中。辅助阳极材料为混合金属氧化物阳极带和钛金属连接片。钛片与钛片间以及钛片与阳极带间的连接为点焊。焊接点数量为105个。（如图1所示）

混凝土圈梁

钛连接片

阳极带

1800电缆A3A2×

A1

11

（5000m3储罐）

图1公司在多年的施工中，没有接触到类似阳极网的安装，因而也没有用于钛片与钛片间以及钛片与混合金属氧化物阳极带间焊接的点焊机。据了解,浙江有厂家生产，价值3万余元。该工作量不大，公司几年也遇不上一次类似阳极网的安装，重新购置一台点焊机不划算；况且施工工期紧，已没有等待购买的时间了。我认为：不管用什么方法，只要能将阴极保护阳极网焊接完后，连接紧密牢固，并达到设计要求的导电性能就行。这一想法得到分公司领导和其他技术人员的赞同。

1、自制原因1、自制原因公司在多年的施工中，没有接触到类似阳极网的安装，因而也没有用于钛片与钛片间以及钛片与阳极带间焊接的点焊机。据了解,浙江有厂家生产，价值3万元。该工作量不大，公司几年也遇不上一次类似阳极网的安装，重新购置一台点焊机不合算；况且施工工期紧，已没有等待购买的时间了。我认为：不管用什么方法，只要能将阴极保护阳极网焊接完成，且连接牢固，并达到设计要求的导电性能就行。这一想法得到分公司领导和其他技术人员的赞同。

在经过直接氧焊和电焊的失败后，我重新认识了钛片和阳极带的物理性能；能否借鉴一下点焊的焊接方法，在钛片与钛片，或钛片与阳极带间，施加一定的电流，或者通过引弧，产生高温使其快速熔焊，达到连接在一起的目的。经过认真思考，以及简单的实验，我认为后者可行，接下来就是采取怎样的过程，来实现引弧焊接这一目标。2、初步探索

一、实习3、设备及材料的选择

3.1焊接设备的选择由于在上述焊接方法中，要用到一定容量的电流，我选择一台运转正常的电焊机，其好处有两点：（1）电焊机的输出电流可调。（2）电焊机的输出电压较低，焊接过程中，不会对人身安全造成危害。3.2焊极及其它材料的选择因为在焊接过程中，要求较大的电流通过钛片与阳极带时，与之接触的焊极不被熔化，故氩弧焊用的钨极，我认为是最佳的备选材料。在焊接中还会用到绝缘橡胶板、螺栓，双簧片以及控制回路安装等其它辅助材料。4、焊接辅助设备的制作4、焊接辅助设备的制作

4.1取两块240×200×12mm的绝缘橡胶板，并在其中一块绝缘板（A）的正中心位置开一个φ26mm的孔；在另一块绝缘板（B）的正中心位置开一个φ11mm的孔，并在图示位置开两道垂直相交的小槽（13×1mm）。两板之间用铰链连接。（如图2）

铰链

200AB

φ26φ11

24013×1

图24、焊接辅助设备的制作4.2将一螺栓M10×20除去顶帽后对准直径为20mm、厚1.5mm的圆形钢质垫片中心，并与之垂直焊接在一起（如图3）；然后穿过图2中B板的中心孔（从上向下），并将接地线与之相连在一起，用螺母拧紧。

20102010

正面图侧面图

图3

垫片焊缝

4、焊接辅助设备的制作

4.3选择长度为150mm，宽10mm左右的双簧片，将钨极紧密固定在其一端，且上下可调；在双簧片上固定一个用于控制焊接时间的辅助触头a，此触头也可上下调整，并与双簧片绝缘；在绝缘隔板A的正上面，靠近铰链边缘端10mm处，安装一个固定双簧片的基座，基座高度为30mm，将双簧片紧密固定在上面；在辅助触头a的正下方安装一个固定触点b，调节触头a，可以改变触头a和触点b间的距离。触头a和触点b分别用导线引出。安装时注意，双簧片热膨胀系数大的一面在下。（如图4）

双簧片基座触头a钨极

固定触点b

20

10

图4

4.4将上述所有部件组合后如图5所示，并在接地线中间增加一个开关，目的是为了更安全。

绝缘板A

a绝缘板Bb

接地线

接地线开关

图5

双簧片基座钨极

5、电气自动控制原理图的设计

5.1主控制回路原理图

K1K2CJ

交流220VKJKZ

注：K1—停止按钮K2—启动按钮KZ—中间继电器常开触点

CJ—交流接触器线圈KJ—交流接触器常开触点

图6

5.2辅助控制回路原理图

K3

Z

+直流24V–AB

注：K3—开关Z—中间继电器线圈A—接辅助触头aB—接固定触点b

图7

5.3焊接控制回路原理图

K4

EF+

电焊机

–C

注：C—交流接触器（100A）K4—接地线开关E—接接地线F—接双簧片

图8

6、工作原理6.1将焊接钛片和阳极带放置在绝缘橡胶板B的小槽内，合上绝缘橡胶板A，压紧后用150mm夹钳夹紧。