珠海粤裕丰钢厂干散货码头钢桩牺牲阳极阴极保护工程
施工组织设计方案
濮阳市豫安防腐有限公司吉林分公司
2011年10月
目录
第一章工程概况 (2)
第二章施工方案 (3)
第三章施工组织机构和人员配置 (10)
第四章主要施工设备、检测仪器表 (16)
第五章质量保证措施和施工安全措施 (18)
第一章工程概况
1.工程概述
珠海粤裕丰钢厂干散货码头为防止钢管桩的腐蚀设计采用环氧粉末全涂加牺牲阳极阴极保护的方法。材质为Q345、尺寸为Φ****×*****的钢管桩共计408根，每根钢管桩上布置1支高效铝阳极，共计安装铝合金牺牲阳极408支；安装阴极保护电位测试系统6套。
2.施工计划周期
开工日期：2011年9月10日
竣工日期：2011年11月30日
3．施工作业总体安排
牺牲阳极水下安装施工，采用两个作业班；阴保电位测试系统的安装选用一个作业班进行施工安装。三个作业班可根据工程进度安排采取同时作业或交叉作业的方式，最大程度的提高工效保证本工程按时竣工。
4．阴极保护施工及验收规范
4.1 JTS 153-3-2007 《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》
4.2 GJB156A－2008 《港工设施牺牲阳极保护设计和安装》
4.3 GB/T 4948-2002 《铝-锌-铟系合金牺牲阳极》
4.4 GB/T 4949－2007 《铝-锌-铟系合金牺牲阳极化学分析方法》
4.5 GB/T 17848-1999《牺牲阳极电化学性能试验方法》
第二章、施工方案
1.牺牲阳极水下焊接
1.1牺牲阳极水下焊接方式的比较
1.1.1 根据钢管桩码头建造特点，打桩前，钢管桩表面不能焊接较大构件，以免影响打桩施工。牺牲阳极只能在钢管桩完成打桩工程后进行水下安装。
1.1.2牺牲阳极的水下安装方法主要有以下几种：螺栓固定法、捆扎法和水下焊接法。
1.1.3螺栓固定法是将牺牲阳极通过固定在焊在钢管桩上的钢制固定架上，达到阳极安装固定的目的。螺栓固定法的缺点是工艺复杂、安装困难，尤其是牺牲阳极在长期使用中受海水冲击、海流推动，螺帽容易产生松动，造成牺牲阳极与钢管桩之间接触电阻增大，降低阳极发生电流量和工作性能，影响钢管桩的保护效果。
1.1.4捆扎法是采用钢制卡环或钢带将牺牲阳极捆扎在钢管桩上，达到牺牲阳极安装固定的目的。捆扎法的缺点是由于海浪冲击，海流扭动，牺牲阳极的不断溶解，造成牺牲阳极与捆扎带之间产生松动，使阳极与钢管桩之间接触电阻增大，影响牺牲阳极发生电流和使用效果，严重者阳极脱落，造成保护工程失败。
通过以上比较，螺栓法固定法和捆扎法一般不宜采用。
1.1.5水下焊接安装法是采用水下焊接设备和水下焊条通过电焊方法把牺牲阳极安装固定在钢管桩上。水下电焊方法具有技术成熟、牢固可靠，牺牲阳极与钢管桩接触电阻小、导电性能好、使用寿命长等特点。水下焊接法又分自动CO2气体局部排水干法焊和普通湿法焊两种。半自动CO2气体局部排水干法焊技术难度大、造价高，主要用于水下高强钢结构材料的焊接。本工程钢管状材质为Q345钢，采用水下SRE TS 208湿法焊条焊接工艺完全满足工程技术要求。
1.2牺牲阳极水下焊接设备
1．2.1 牺牲阳极水下焊接安装设备采用ZX-500直流弧焊机，ZX-500焊机的特点是电压调节范围大，工作电流稳定，起弧电压稳定，水下操作不易断弧，连续性强，焊缝质量好。
1.2.2空压机
施工用空压机型号为V-0.67/14-1型。该机排气量0.67/min，工作压力1.4MPa,
配以活性碳为主要的空气过滤器。符合国家GB18985-2003《潜水员供气量》规定。该机可用于90m以下潜水作业。
1.2.3高压充气机
施工用高压充气机的型号为VF-206型。该机为V型二级风冷式，排气量
6m3/h，额定排气压力为200kg/cm2。该机工作性能稳定，使用效果良好。
1.2.4潜水装置
该工程使用的潜水装具为美国KMB-18型管供式轻装潜水装具。其特点是集轻潜装具与重潜装具的优点于一身。水下潜水员活动灵活，水下作业时间长，为保证施工工期打下良好的基础。
1.2.5潜水双通电话
用于地面人员和潜水员及潜水员与潜水员之间的联系，确保焊接工作正常进行和水下施工人员的安全。
1.2.6监测仪器
水下录像系统为美国产COBRA-52006ROV型。水下照相机为日本产NIKONSO-V 型，适用水深120m，水中能见度2m以上时，可清晰录下和拍摄水下物体状况，对牺牲阳极安装质量可随时检查了解。
1.2.7工作船只
采用甲板装有吊车的小型工作船，用于牺牲阳极的运输和吊装。
1.3牺牲阳极水下焊接安装质量要求
1.3.1牺牲阳极的结构见图1
图1 牺牲阳极结构图
图 2 牺牲阳极安装图
1.3.3牺牲阳极焊接安装质量
根据牺牲阳极结构和牺牲阳极安装图，牺牲阳极有2个槽钢焊脚、4道焊缝。安装时阳极焊脚与钢管桩完全吻合，每道焊缝长度≥80mm，焊缝高度≥8mm。要求焊缝连续平整，牢固可靠，不能有虚焊，严禁漏焊、点焊或短焊，确保阳极体在**年内不会因焊接质量问题而脱落。
焊缝边缘与母材应圆滑过渡，焊缝宽度均匀连续，且不得小于8mm；焊缝表面凹陷度不得低于母材表面0.8mm；
焊缝表面不准有裂纹、气孔、夹渣，在任何选定为30mm长的连续焊缝上，咬边深度不得大于0.8mm，深度超过0.4mm的咬边累计不得大于50mm。
1.3.4牺牲阳极焊脚焊缝强度核算
阳极尺寸***×（***+***）×***mm，每块牺牲阳极的重量为58kg（是否含焊脚），阳极钢芯为60×8mm镀锌扁钢，铁脚两端各焊有80mm长的槽钢，共二个焊脚，四道焊缝，每道焊缝长度≥80mm，焊缝高度≥8mm。要保证焊缝具有要求的尺寸和外形，保证焊透、无夹渣。
⑴焊缝允许剪切强度
经计算，焊缝允许抗剪切强度：τ=1.26t/cm2
焊缝允许抗剪切应力：T=Aτ=60×4×0.8×1.26=24.2t
⑵水流对牺牲阳极的侧压力
水流对牺牲阳极的侧压力计算为：
R = KAγ2
γ ---- 水的流速，设γ=1节，即0.5m/s
A ---- 受力面积，A≈0.28m2
R = 0.006×0.28×0.52 = 0.00042t
⑶波浪对牺牲阳极的冲击力
P = 3.2WHA
W ---- 海水的比重，W≈1.025m3
H ---- 浪高，H ≈2m
A ---- 受力面积，A≈0.21m2
P = 3.2×1.025×2×0.21 = 1.38t
水流和波浪对阳极块的总压力为：
F = R+P = 0.00042 + 1.38≈1.38t
⑷阳极块焊缝所受剪应力为：
I = F/A =1.38/21 ≈0.066t
由此可见，牺牲阳极的四道焊缝所受的剪应力I远小于焊缝允许的抗剪切力T。牺牲阳极焊接焊缝的道数、长度和高度的设计完全满足工程要求。
1.4牺牲阳极水下焊接安装工艺流程
1.4.1 施工方向----在码头平台，由左向右或由右向左地进行。
1.4.2安装方式----分两步进行，先安装定位，后焊接加固。
1.4.3阳极位置的确定----根据《钢管桩牺牲阳极位置及结构图》的要求，在需焊接的钢管桩上，潜水员在水下拉好标记绳；根据每个阳极块在钢管桩上的位置而在绳上相应的地方做好标记，便于阳极块安装时方便。
1.4.4 阳极块的安装----利用桩帽上安装简易移动式吊架，将运输船上的阳极块一个一个吊到钢管桩上相应位置；潜水员在水下对照阳极块的位置进行定位、点焊临时加固。在靠(系)船墩底部的钢管桩安装时潜水员用牵引绳将阳极块牵引到指定地点。
1.4.5 阳极块的焊接----当一条钢管桩的阳极块临时安装完毕以后，第二个潜
水员进行水下焊接工作：
由于在湿法焊时，熔渣和金属都受到水的冷却，凝固很快，如果焊接电流选择得当，操作得法，一般不会造成熔渣和熔化金属下淌。因此，本工程焊接方式采用湿式水下立式焊接为主，焊条运行的方向由上到下，由于本工程施工海域有一定的能见度，采用此方法时，焊接产生的气泡对水下焊工的视线干扰较少，浅水时潜水焊工可以看到焊接容池的反应情况，以保证焊接质量。
按照本工程要求，每个阳极块两端焊接总长度为80mm×4，焊缝高度为8mm，因此，采用直径为4mm的焊条，焊条与工作间的夹角取40-60度，焊接速度控制在300-350mm/分钟，4-5道焊缝能满足要求。为使被焊工件两侧很好的焊透，焊接时焊条有规则的进行摆动，焊条端部在被焊处停留的时间较其它部位长一些。
焊好水下立焊焊缝的关键，是要焊好每层焊道，特别是第一层焊道尤为重要，然后注意每层焊道的焊接和焊接次序。每焊好一道必须把焊道表面的熔渣和金属飞溅物清除干净。在施工过程中掌握好运条速度和熔透情况，及时处理施工中发生的问题，做到安全可靠，保质保量。
1.5焊接后的检测
根据本工程实际情况，水下焊接主要采用的检测方式是：目视检验(包括水下录像)和阴极保护电极电位检验。
1.6每个钢管桩焊完后，潜水员进行水下检查，发现问题及时补救；
1.7每个钢桩完工后三天进行保护电位测量，并做好记录；
1.8认真填写牺牲阳极焊接安装统计表和施工报告单。
2.阴极保护测试系统的安装
电连接钢筋网连接的测试钢筋端部焊接测试电缆后引入码头朝海部位测量端子。
3.钢管桩保护电位的测量
采用高阻抗数字万用表,将表开启在直流电压2V挡上,将万用表的两个接线端子分别接到便携式参比电极电缆引线和钢管桩电位测试点端子上，即可测得钢管桩保护电位，钢管桩保护电位为≤+0.25伏(相对于锌参比电极)或≤ 0.85V（相对于铜/饱和硫酸铜参比电极）（测量参比电极不同，相对保护电位数值不同）
4.施工工期安排
根据码头建设总体进度安排，考虑牺牲阳极作业条件，牺牲阳极水下焊接和测试系统安装工程施工工期为80天。施工工期进度的具体安排见表1。
表1 施工进度计划表
第三章施工人员配置施工人员配置表
表2 施工人员配置表
第四章、主要施工设备、检测仪器表表3 主要施工设备表
表4 主要检测仪器表
第五章质量保证措施和施工安全措施
1、质量保证措施
1.1质量控制点
1.1.1采购质量控制点
为确保本工程的物资采购工作达到公司生产部制定的质量目标，综合部制定如下质量控制点：
（1）合格供货厂商的选择。
（2）物资采购合同的评审：合同评审准备工作、合同评审、合同履行过程评审及修订。
（3）物资采购控制。
（4）产品标识和可追溯性。
（5）物资进货检验。
（6）不合格品的控制。
（7）纠正和预防措施。
（8）运输、包装、贮存和交付。
（9）质量记录。
1.1.2 工序质量控制点
⑴牺牲阳极水下安装质量的好坏将直接影响钢管桩的防腐效果，为了确保牺牲阳极水下焊接安装质量，应对安装施工的全过程进行严格控制。
⑵牺牲阳极材料的化学成分和电化学性能是否合格是防腐工程的关键，牺牲阳极水下焊接安装前必须对其尺寸、重量是否持有合格的化学成分报告单、电化学性能试验报告和产品合格证等进行全面检查，符合质量要求的牺牲阳极方可进行水下焊接安装。
⑶牺牲阳极布置数量和安装位置对钢管桩的保护效果起到重要作用，必须认真按照牺牲阳极安装布置图所规定的各种钢管桩牺牲阳极布置数量和安装位置进行安装。
⑷牺牲阳极水下焊接安装质量的好坏将直接影响到牺牲阳极的发生电流、使用寿命和钢管桩的防腐效果，所以牺牲阳极焊接安装质量必须达到设计要求，即每块阳极两个焊脚，四个焊缝，每道焊缝长度≥80mm，焊缝的截面高度≥8mm，
焊缝要平整、连续、牢固。
⑸潜水作业人员和水下电焊人员技术水平的高低对牺牲阳极水下焊接安装质量起到关键作用。所以工程潜水作业人员和水下焊接施工人员必须持有中国船检局颁发的潜水员证书和水下焊接证书，以保证牺牲阳极的水下焊接安装质量。⑹严格健全的检验制度可以随时发现问题，及时修正，确保施工质量，具体检验要求如下：
⑺每块牺牲阳极焊装完毕后，潜水焊工必须对牺牲阳极安装位置、焊缝质量等进行全面质量检查。
⑻每焊完100块阳极后，由潜水监督潜水抽取10%的安装数量进行全面质量检查。
⑼牺牲阳极焊接安装施工过程中，采用水下录像系统和水下照相机对阳极焊脚焊缝质量进行检查，以便掌握牺牲阳极的安装质量。发现不合格项目时，应及时修正，并应扩大检验范围，扩大范围的大小可按实际情况确定。
⑽健全施工报告制度，认真做好工程施工记录，填写施工报告和安装数量统计表。。
1.2 施工过程的质量保证措施
1.2.1设备、材料质量保证措施
为保证确定的质量程序都能得到有效的控制，制定如下保证措施，将严格按照其执行。
（1）选择合格的供货厂商。
（2）评审物资采购合同。
（3）物资采办部门控制
A.对供货厂商的资质要进行严格的审查，并做好市场调查，以“货比三家”、“价比三家”的原则，择优选择性能好、质量高、价格低的产品，保证施工质量和工期要求。
B.采购的物资、材料、设备及部件要具有可追溯性，要由供货厂商提供证书文件，并根据公司制定的质量管理文件的规定进行控制。
C.供货厂商产品的实验报告、说明书及专用的包装、标识、标签、交货等内容都要明确规定。
D.供货厂商的质量保证、质量控制、技术标准、技术规范符合设计要求，提供的各项技术数据准确、可靠。
E.严格控制物资采办的采购、供应程序，杜绝不合格的物资进入施工现场。
F.在领料交接时，要严格按照工程设计和物资质量要求，进行验收、交接并做好记录，合格后在《器材内部调拨单》上签字，方可进入施工现场使用，如有不合格品有权拒绝接收。
（4）产品标识和可追溯性
A.根据产品规格、型号、质量情况，要求供货商按照产品标识的规定，严格做好产品制造过程和出厂的可追溯性标识，并做详细记录，否则不允许产品出厂。
B.所有产品标识的范围、部位、形式、内容和制作标识的工序，供货厂商都要做出具体规定。
C.采购物资入库后，要用明显的标签标识出产品的名称、规格、型号、数量，做好《器材验收入库单》，以防物资的混用、误用和乱用。
D.施工组在进行施工物资交接验收时，要检验产品标识是否完好无损，并做好详细记录。
（5）物资进货检验
A.所有供货厂商提供的施工物资必须按照质量检验计划和程序，进行产品检验和试验，并做好详细的记录和明显的产品合格标识。
B.严格进行每一道检验和试验工序的控制，如发现不合格产品，立即清除，不得转入下道工序，并对不合格品做出标识；当标识在加工或运输过程中被消除时，要实施标记移植，并保持到交接验收。
C.供货厂商对全部产品应提供符合产品验收标准的证明、说明书和合格证书。
D.检验和试验的标识部位要使用统一的方法和颜色，对不合格品一律采用红色标识，以便进行追溯检查。
（6）不合格品的控制
A.不合格品控制主要包括合同中规定的工程施工使用物资、材料及半成品、成品（设备）中的不合格产品和工程施工安装工序中产生的不合格产品。
B.对原材料、半成品、成品（设备）验收中所发现的不合格品进行及时标识、隔离，处置并通知生产部、供货商及有关部门。
C.建立不合格品记录。记录不合格品名称、数量、批次、技术指标、检验日期、质量问题严重程度及对不合格品的处置方案。
（7）运输、包装、贮存和交付
A.施工物资在搬运、装卸和运输过程中，一定要轻装轻卸，采用软垫、软吊、捆绑牢固等防护措施，处处保护物资不受损伤，把合格、完好的施工物资运送到中转站或施工现场。
B.卸货时，要有良好的吊装能力，保证货物安全入库或到现场，对贵重物资、设备更要加强吊装管理，禁止野蛮装卸，并有综合部人员在现场监督实施。
C.物资现场所接受运输的货物，外观要完好，没有破损，接货时发现残损要做好记录，并及时与运输部门联系解决，必要时提出索赔。
D.根据不同物资的不同规定，采取合理的存放、保管场所、环境、办法和措施进行贮存，确保施工物资保存质量。
1.3施工工艺控制
1.3.1对施工过程进行分析，找出关键和薄弱环节，制定工序管理文件，编制作业指导书，对关键工序进行控制。
1.3.2严格按图纸、标准、规范和程序文件进行作业，及时进行工艺程序的检查、确认。
1.3.3半成品、成品工件的几何尺寸控制，产品应进行测量和调整，偏差控制在允许范围之内。
1.3.4 在能见度较差的天气进行水下施焊作业，要采取水面增设强光灯等措施。
1.3.5根据施工作业环境及各专业形成产品的质量指标，及时反馈信息，调正工艺参数。
1.3.6严格控制施工工序，及时调正组装偏差。
1.3.7施工用主要设备，如焊机、空压机、潜具等，按照维护保养规定和规程进行保养，以便保证其良好的工作性能。
1.4 质量记录的控制
1.4.1工程实施过程中的质保体系运行记录和质量记录，都应及时做好收集、编目、存档、保管工作。
1.4.2质量记录应按统一的表格形式进行填写，记录应清晰。
1.4.3质量记录应存放在便于查找的地方，随时可提供给业主、监督、监理检查查阅，质量记录应充分反映工程质量情况和体系运行情况。
1.4.4质量管理文件除文字文件外，应保存电子文件。
1.5检验和试验质量保证措施
1.5.1检验和试验控制
（1）依据施工图纸、相关施工验收规范编制质量检验计划，计划包括：检查标准、检查部位、检查数量、检查方法和工具。
（2）产品质量检验的数量应按质量检验要求、工程质量情况和检验对象确定。（3）依照检验计划对进货材料，工序过程和完工的部位进行检查，检查可按三级检验制度执行，由施工组质量员自检，由质量员会同工程部质量员进行检查，工程部质量员会同甲方、业主、监理进行联合检查。
（4）在计划所要求的检验项目和检验数量完成前，不得将半成品或工序放行。遇特殊情况应报甲方批准，并做出标识，以便进行补检和补救。
（5）在全部检验工作完成后，及时整理所有记录、报告，待甲方、监理和业主检查验收。
（6）质量记录应填写准确、齐全，能说明已检查的设备、材料、工序和部位均按照标准要求检查完毕，结果符合要求。记录有可追溯性，一旦出现不合格，可从不合格品控制程序中找出处理情况。
1.5.2检验和试验状态控制
（1）对于施工期间的一切原材料、半成品、正在安装工程或已完工程，应对其进行检验状态标识。
（2）检验状态依照工程情况可分为：待检、合格、不合格、返修、让步接收、报废，以防止不合格品流入下道工序或使用。
（3）检验状态由专职质量员进行标识，标识方法可用挂牌、油漆、贴标签等形式。
（4）检验状态应确保及时性，随工程及时标识，而且前一种标识在有后一种标识时应及时去除，确保标识的唯一性和准确性。
（5）工程中应保存好检验标识，要保留记录、供可追溯性。
1.5.3不合格品的控制
（1）对于专职检验员检查确认的不合格设备、材料、部件和部位，首先要做好标识和记录。
（2）对于一般缺陷可由质量员直接通知操作者进行返修，处理。
（3）对于主要缺陷或返修达到规定次数的缺陷由质量员报告工程部，由工程部提出处理意见，由操作者处理。
（4）对于返修后仍然不能达到设计要求的部位和部件，由项目经理报告监理或业主代表，提出让步申请。甲方评审后可能会提出经返修或不经返修而让步接收、降级改作它用、报废。
（5）依照甲方的评审结果和处置意见由项目经理负责组织处理，记录不合格和返修情况，让步接收，降级和报废情况。
(6）对于返工或返修过的工程部位和部件重新由专检员进行检验，并重新按级别进行评审和处置，防止不合格品的非预期使用和安装。
1.5.4纠正和预防措施
（1）为防止类似质量问题的重复出现，必须采取纠正和预防措施，以提高工程一次合格率。
（2）记录和统计不合格情况，记录和统计监理和甲方的意见。
（3）由工程部组织造成不合格品的有关人员进行不合格的原因分析，并记录调查结果。
（4）依照不合格性质和频次，由工程部组织提出是否针对不合格原因采取纠正措施。
（5）对于决定采取纠正和预防措施的不合格项，由工程部拿出纠正措施。报监理批准，由项目经理配置人力，物力和财力。
（6）由工程部进行纠正措施的实施控制，以便达到预期效果。
1.5.5做好工程的标识工作
（1）对于进货物资包括设备、材料、半成品构件等的标识要依照采购清单标识，注明规格、型号、名称、材质和用途。
（2）对于各种电缆要进行标识，标识依照电缆编号办法执行，对于电缆的标识，可以采用油漆、挂牌等方法。
（3）标识要有记录。
1.5.6做好各种技术文件、质量文件的管理工作
（1）项目部要做好技术、质量文件的修订状态，变更状态的控制清单，在所有技术、质量文件上做出受控标识。
（2）所有文件应发放到所有执行者手中，或至少将相关指导性文件发放到关键人员手中。
（3）对于作废的文件，或已经做部分变更的文件，要及时收回、澄清文件更改的内容，对作废文件加盖作废标识。
（4）所有技术质量文件的更改，均需由相关部门和责任人负责，设计更改要由业主、监理和设计院批准，内部管理文件要有项目经理批准。任何操作者，不得对任何技术、质量文件作出更改。
1.5.7配合业主、监督、监理、检验单位做好工程质量检查
（1）积极配合业主监督、监理、检验单位的检查工作，对于下达的不合格通知单，及时组织整改。
（2）认真接受监理对工程施工工艺、工序及施工质量的监督，施工工艺未经监理认可不得施工；上道工序未经检验合格不得进入下道工序；施工质量不合格，严格按照监理要求进行返修、返工。材料质量达不到要求或无合格证不得用于工程，履行监理在工程质量上的否决权和停工权。
（3）及时做好工程质量评定的签证工作，由工程部检查合格后交甲方参加评定签证。
1.6人员培训
1.6.1各个工序开工前，对有关施工人员有针对性地进行一次技术培训，进一步学习施工中执行标准及有关质量管理的规定，在以往施工经验的基础上，进一步提高全员执行标准规范规定的自觉性。
1.6.2掌握施工验收规范在施工的预制、安装、焊接等各道工序中的具体规定，掌握施工方法、工序、技术措施、工艺要求，施工中严格控制质量指标符合质量要求，做到标准明确，胸有成竹。
1.6.3明确质量管理职责，责权到位，提高队伍质量管理意识，积蓄质量保证能力。
2、安全施工措施
2.1加强对施工人员的安全教育，提高安全生产意识。
2.2 严格遵守码头安全生产的各项规章制度。
2.3安装作业必须严格按照操作规程作业，不允许违章指挥和作业。
2.4 做好潜水、水下焊接作业的安全工作,潜水作业必须满足定员要求。
2.5潜水员、信绳员、电话员、收放潜水胶管员(扯管员)必须由潜水作业人员操作，严禁他人代替。
2.6 潜水作业前要了解作业现场的水文、气象、地质情况，认真分析潜水作业中可能遇到的各种情况，制定潜水作业方案和应急安全保证措施。
2.7潜水员在水下作业前，应认真检查潜水装备的安全性能，确认完好，方可着装入水。
2.8 潜水作业时，潜水服务业船要悬挂信号旗，夜间作业要挂信号灯，并有足够的工作照明。
2.9 潜水人员要熟悉使用信号绳的规定和事先规定的联络信号。信绳员、扯绳员要随时观察信号绳、供气胶管的松紧程度，随时询问水下作业情况，潜水员严格执行水面电话员指令。
2.10潜水员在水下作业过程中，严禁解脱信号绳挪作他用。
2.11 潜水员进行水下焊接作业必须经过专业安全技术培训，并持有相关的潜水证和水下焊工证方可作业。
2.12水下焊接使用直流电焊机，并配备使用空载自动断电装置，禁止使用交流电焊机。潜水员在水下焊接时要带绝缘手套、头盔领盘等，金属导电部位应涂刷两遍以上绝缘系。
2.13 水面设专人看管电焊机电源开关。严格执行水下作业人员、关电闸的指令。
2.14 除潜水员在水下进行焊接作业时间外，其它时间必须关闭电源。
2.15 工作船/筏应携带救生设备，水面作业人员穿着救生衣和佩戴安全帽，在水下作业过程中应在码头上设立一名嘹望员，及时发现水面隐患和发生事故时能够及时施救。
2.16 在往工作船/筏上搬运工作设备和施工材料时，应将工作船/筏牢固栓在岸边并应设立船板，工作船/筏工作载重量不得超过额定载重60%。
三、施工方法 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: 袋装阳极制作→阳极床定位→阳极床开挖→阳极埋设→阳极浇水浸透饱和及各参数测试→阳极通电点处理及焊接→通电点导通测试→通电点补口防腐(补口处防腐材料与管体防腐材料是匹配的) →阳极回填→标记记录。 2、牺牲阳极法的施工: 2.1锌阳极安装 2.1.1牺牲阳极的施工：牺牲阳极土壤中的施工，包括埋设前的组装、阳极的填充和埋高。 2.1.2锌阳极与阳极电缆的组装 阳极与电缆之间的联接采用锡焊。在焊接点上涂覆环氧涂料，加缠电工胶布和绝缘胶带，再包覆热收缩套，并再缠胶带保护。必须保证焊接牢固并且绝缘性能良好。 2.1.3阳极安装前准备 在组装牺牲阳极之前，应检验阳极表面是否有油污和氧化物。牺牲阳极表面的油污和氧化物能降低阳极的活性，影响阳极电流的发生，所以阳极表面如存在油污和氧化物，应采用砂纸将阳极表面打磨干净。 填料包的组装可在室内或现场进行，应保证阳极四周的填料厚度一致、密实，各边厚度不小于50mm。填料应调拌均匀，不得混入石块、泥土、杂草等。每支阳极需用填料约50Kg。 2.1.4阳极电缆与管道的连接 电缆与管道的焊接可以采用铝热焊法，焊接的要求：焊接牢固，焊缝均匀，焊接点电阻要求小于4×10－4Ω，焊接点强度大于焊接后铜芯电缆的承载力。焊接完成且温度降低后进行焊缝检查，合格后对焊接部位、裸露钢片、铜导线进行补口，补口材料采用环氧煤沥青和
玻璃布。 在电位测试装置处，阳极电缆与管道测试电缆在测试桩内连接。 阳极电缆敷设时应留有足够余量，在焊点及其他连接处预留蛇形弯，防止电缆或焊点受力拽脱。 2.1.5阳极埋设 当管道的安装与锌阳极埋设同步进行时，牺牲阳极的埋设位置，与管道外壁距离为1.5米左右，最低不应小于0.3m。阳极可埋设在管道的侧方或侧下方,视现场具体工况条件，可选择立式或卧式埋设。埋设深度必须在冻土层以下，一般要求与管道深度一致。见下图。 图1阳极位置示意图 对于已安装完的管道，阳极埋设可在管道中心位置，使得阳极包的中心位置与管道中心位置在同一高程上，施工采用人力开挖的施工方法。，阳极包采用平铺布置。 2.1.6 阳极床浇水 阳极填料包放入阳极坑后，对坑内浇水，坑内水位必须完全浸没填料包，且坑内积水必须保持一段时间，以便彻底浸填料包。 2.1.7阳极床回填 阳极床回填时，应向阳极床内回填细土，禁止向坑内回填沙石、水泥块、塑料等杂物。过河管道部分镁阳极安装要求 对于已安装完的管道，阳极埋设可在管道中心位置，使得阳极包的中心位置与管道中心位置在同一高程上，施工采用人力开挖的施工方法。，阳极包采用平铺布置。 2.1.8阳极床浇水
牺牲阳极式阴极保护施工工艺 1、牺牲阳极式阴极保护主要施工工序流程 施工准备→依据设计图纸部署开挖阳极坑→将阳极装入填料包、填充化学填料→在阳极坑里安装阳极组、浇水→埋置测试桩及测量组元→阳极、电缆连接并做好密封→阴极保护数据测试→回填土、压实→质量验收并填写单位单项工程验收记录。 施工流程图: 2、施工准备 2.1 施工作业依据（技术资料准备）： 工程施工前，项目经理部人员至少要熟练掌握以下施工技术资料： 《埋地预应力钢筒混凝土管道的阴极保护》GB/T 28725-2012 《预应力钢筒混凝土管的阴极保护》 NACE RP 0100-2000 《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T 21448-2008
《锌-铝-镉系合金牺牲阳极》GB/T 4950-2002 《镁合金牺牲阳极》GB/T 17731-2009 《***工程阴极保护工程招标文件》 《***工程阴极保护工程招标文件》 设计方案及图纸 2.2 阴极保护材料的准备及验收 2.2.1 材料准备 牺牲阳极组（包括锌、镁合金牺牲阳极）、电缆、测试桩、防腐涂料。 2.2.2 材料验收 材料使用前，会同业主、监理、质检人员对材料进行核对验收，合格签字后，方可使用。验收规范如下： a. 材料出厂合格证，或产品检验报告的各项指标，符合设计要求。特别是阳极化学分析报告和阳极电化学性能检测报告必须符合设计要求的相关指标，并且该报告是由国家认可的、具有材料试验检验资格的第三方验证试验机构出具。 b. 根据订货合同核对材料品种、型号、规格、颜色、数量、有效期等。 c. 外观检查。阳极的表面质量应达到下列规定。 ●缩孔的深度不得超过阳极厚度的10%。 ●冷隔深度不得超过10mm，总长度不得超过150mm。 ●非金属夹渣不得超过阳极表面的1%。 ●阳极表面不得存在以下类型的裂纹：宽度大于3mm的裂纹；纵向长度大 于阳极长度的50%的裂纹；不得存在扩展到铁芯或贯穿整个阳极的裂纹。 ●阳极表面没有毛刺、飞边等对人员安全有危害的突出物。 ●阳极工作表面应保持干净，不得沾有油漆和油污。 d. 抽检阳极纯度、化学成分情况。参照下列标准的有关条款执行： 铝纯度不低于GB/T1196-2002中A199.70A的规定。 锌纯度不低于GB/T470-1997中Zn99.99的规定。 镉纯度不低于YS/T72-1994中Cd99.99的规定。 2.3 设备准备 施工车辆、搅拌机械、浇水设备（容器及水管等）、挖掘机或人力挖掘工具、铝
司 材 长输管道牺牲阳极 阴 极 保 护 施 工 方 案 河南汇龙合金材料有限公司 项目部
目录 一、概述- ----------------------------------------------------------- 2 （一）原理----------------------------------------------------- 2 （二）牺牲阳极法阴极保护的优点--------------------------------- 2 （三）牺牲阳极材料--------------------------------------------- 2 （四）阳极安装方式--------------------------------------------- 6 （五）测试系统------------------------------------------------- 7 （六）应用标准和规范------------------------------------------- 7 （七）主要测试设备和工具--------------------------------------- 8 二、该项目管道牺牲阳极保护法的设计- --------------------------------- 8 三、施工方法- ------------------------------------------------------- 8 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: -------------------- 9 2、牺牲阳极法的施工: ------------------------------------------ 9
牺牲阳极法阴极保护方案 一、将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或合金，该金属或合金为阳极，依靠它的优先溶解所释放出的电流使金属结构阴极极化到所需的电位而实现保护，这种方法称为牺牲阳极法阴极保护。 二、牺牲阳极法阴极保护的优点： （1）不需要外部电源； （2）对邻近金属构筑物无干扰或很小； （3）电流输出虽不能控制，但有自动调节倾向，且覆盖层不易损坏。（4）调试后，可不需日常管理； （5）保护电流分布均匀，利用率高； 三、牺牲阳极材料 1 作为牺牲阳极材料，必须满足以下条件: 1.1有足够负且稳定的电位，不仅要有足够负的开路电位，而且要有足够的闭路电位（或称工作电位，即在电解质介质中与金属结构连接时牺牲阳极的电位）。 1.2腐蚀率小，且腐蚀均匀，要具有高而稳定的电流效率。牺牲阳极的电流效率是指实际电容量与理论电容量的百分比，以%表示。1.3电化学当量高，即单位重量产生的电流量大。 1.4工作中阳极的极化率要小，溶解均匀，产物易脱落。 1.5腐蚀产物不污染环境、无公害。 1.6材料来源广泛，加工容易并价格低廉。
2、镁 2.1镁阳极的特点是比重小、电位很负、对铁的驱动加压很大，且单位发生的电量大。 2.2镁作为牺牲阳极，有较快的溶解速度，镁在电解质中溶液中的腐蚀行为是由本身很负的电位和表面上保护膜的性质所决定。 2.3镁的标准电极电位为-2.37V(SHE);非平衡电极电位则随腐蚀性介质的性质而变，例如：镁在海水中的电位为-1.5V(SCE)，镁在土壤之中的电位为 1.5V至-1.6(SCE)，镁在碱溶液中的电位约为-0.84V(SCE)。镁的电极电位与介质的PH值有密切关系,PH值在酸性范围内，电位较负，因为生成的腐蚀产物氢氧化镁在碱性介质中是难溶的。 正因为镁在酸性及中性介质中的电位较负和保护膜的不稳定性，所以镁在酸性和中性介质中的腐蚀速度较大。而在碱性介质中，镁的表面保护膜稳定，电位较正，腐蚀速度则因此而降低。 镁作为牺牲阳极使用时，与电位较正的金属相接触，这时，镁产生阳极化，会引起负的差异效应，即在阳极极化的影响下，金属的自溶大为增强。与其他牺牲阳极相比，镁的自溶倾向最大，这是镁阳极的电流效北较低的原因之一。 杂质及合金元素对镁的腐蚀速度有很大的影响，镁合金通常比镁的腐蚀速度大。镁阳极中的杂质主要成分是铁、镍、铜、钴，其中特别是铁的含量，由于这些金属有较正的电位，引起额外的腐蚀（寄生腐蚀）而使镁的阳极效率降低。添加锰可以抑制铁的影响，因为锰可
阴极保护施工方案 目录 第一篇：阴极保护施工方案 第二篇：阴极保护系统调试方案 第三篇：阴极保护系统中设计和施工的注意事项 第四篇：9.2阴极保护措施 第五篇：阴极保护技术有两种 正文 第一篇：阴极保护施工方案 阴极保护施工方案 兰州某区饮水工程使用的是埋地钢管。全长4200米。为了减缓土壤对钢管的腐蚀，采用了防腐蚀涂料和外加电流法阴极保护联合防护措施。 一、施工法 （一）涂刷环氧煤沥青漆 管道表面喷砂处理后，涂两道环氧煤沥青漆。 （二）阴极保护施工： 1、外加电流法阴极保护的供电部分安装。 供电部分主要包括恒电位仪，电源系统和恒电位仪输出系统三部分，设在保护站内，
（1）恒电位仪经调试后即进行固定，并安装电源线和恒电位仪的输出。输出线由仪器通过接线箱引至架空线路，再引至阳极床、阴极通电点及参比电极等处，从而为阴极保护提供电流。 （2）电源系统安装：电源箱打眼固定后，接好电源线和输出电源线，并安装接线板。 （3）恒电位仪输出系统的安装：接线箱引至架空线路的电缆及控制线端头进行焊接线鼻、上锡。阴——阳极电缆线各二根，参比电极讯号线3根、阴极讯号线2根。室内电缆及控制线均穿镀锌钢管，覆放在地面上。室外部分埋入地下。然后引至架空线路的第一根电杆上，与架空线路的电缆线，讯号线相连接。 2、架空线路的架设 架空线路共计1300多米，25根电杆上横担一个，每个横担上按4只瓷瓶。电缆阴极、阳极线分别为两根用瓷瓶固定。控制线则用钢绞线挂吊，电杆要安装避雷器。共安7个避雷器。 3、阳极床的安装： （1）阳极床是由34只石墨阳极组成，分布在17个阳极井中，每个井内两支阳极。引线并联连接，由地下引至电杆并与架空线路中阳极线相连。 （2）将石墨阳极的引线端头剥皮、打磨与铜接线鼻锡焊待用。
珠海粤裕丰钢厂干散货码头钢桩牺牲阳极阴极保护工程 施工组织设计方案 濮阳市豫安防腐有限公司吉林分公司 2011年10月
目录 第一章工程概况 (2) 第二章施工方案 (3) 第三章施工组织机构和人员配置 (10) 第四章主要施工设备、检测仪器表 (16) 第五章质量保证措施和施工安全措施 (18)
第一章工程概况 1.工程概述 珠海粤裕丰钢厂干散货码头为防止钢管桩的腐蚀设计采用环氧粉末全涂加牺牲阳极阴极保护的方法。材质为Q345、尺寸为Φ****×*****的钢管桩共计408根，每根钢管桩上布置1支高效铝阳极，共计安装铝合金牺牲阳极408支；安装阴极保护电位测试系统6套。 2.施工计划周期 开工日期：2011年9月10日 竣工日期：2011年11月30日 3．施工作业总体安排 牺牲阳极水下安装施工，采用两个作业班；阴保电位测试系统的安装选用一个作业班进行施工安装。三个作业班可根据工程进度安排采取同时作业或交叉作业的方式，最大程度的提高工效保证本工程按时竣工。 4．阴极保护施工及验收规范 4.1 JTS 153-3-2007 《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》 4.2 GJB156A－2008 《港工设施牺牲阳极保护设计和安装》 4.3 GB/T 4948-2002 《铝-锌-铟系合金牺牲阳极》 4.4 GB/T 4949－2007 《铝-锌-铟系合金牺牲阳极化学分析方法》 4.5 GB/T 17848-1999《牺牲阳极电化学性能试验方法》
第二章、施工方案 1.牺牲阳极水下焊接 1.1牺牲阳极水下焊接方式的比较 1.1.1 根据钢管桩码头建造特点，打桩前，钢管桩表面不能焊接较大构件，以免影响打桩施工。牺牲阳极只能在钢管桩完成打桩工程后进行水下安装。 1.1.2牺牲阳极的水下安装方法主要有以下几种：螺栓固定法、捆扎法和水下焊接法。 1.1.3螺栓固定法是将牺牲阳极通过固定在焊在钢管桩上的钢制固定架上，达到阳极安装固定的目的。螺栓固定法的缺点是工艺复杂、安装困难，尤其是牺牲阳极在长期使用中受海水冲击、海流推动，螺帽容易产生松动，造成牺牲阳极与钢管桩之间接触电阻增大，降低阳极发生电流量和工作性能，影响钢管桩的保护效果。 1.1.4捆扎法是采用钢制卡环或钢带将牺牲阳极捆扎在钢管桩上，达到牺牲阳极安装固定的目的。捆扎法的缺点是由于海浪冲击，海流扭动，牺牲阳极的不断溶解，造成牺牲阳极与捆扎带之间产生松动，使阳极与钢管桩之间接触电阻增大，影响牺牲阳极发生电流和使用效果，严重者阳极脱落，造成保护工程失败。 通过以上比较，螺栓法固定法和捆扎法一般不宜采用。 1.1.5水下焊接安装法是采用水下焊接设备和水下焊条通过电焊方法把牺牲阳极安装固定在钢管桩上。水下电焊方法具有技术成熟、牢固可靠，牺牲阳极与钢管桩接触电阻小、导电性能好、使用寿命长等特点。水下焊接法又分自动CO2气体局部排水干法焊和普通湿法焊两种。半自动CO2气体局部排水干法焊技术难度大、造价高，主要用于水下高强钢结构材料的焊接。本工程钢管状材质为Q345钢，采用水下SRE TS 208湿法焊条焊接工艺完全满足工程技术要求。 1.2牺牲阳极水下焊接设备 1．2.1 牺牲阳极水下焊接安装设备采用ZX-500直流弧焊机，ZX-500焊机的特点是电压调节范围大，工作电流稳定，起弧电压稳定，水下操作不易断弧，连续性强，焊缝质量好。 1.2.2空压机 施工用空压机型号为V-0.67/14-1型。该机排气量0.67/min，工作压力1.4MPa,
长输管道牺牲阳极法 阴极保护方案 项目名称： 建设单位： 施工单位： 编制日期：2010年10月4日
目录 一、概述------------------------------------------------------------ 2 （一）原理 ----------------------------------------------------- 2（二）牺牲阳极法阴极保护的优点 --------------------------------- 2（三）牺牲阳极材料 --------------------------------------------- 2（四）阳极安装方式 --------------------------------------------- 6（五）测试系统 ------------------------------------------------- 7（六）应用标准和规范 ------------------------------------------- 7（七）主要测试设备和工具 --------------------------------------- 7 二、该项目管道牺牲阳极保护法的设计---------------------------------- 8 三、施工方法-------------------------------------------------------- 8 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: -------------------- 8 2、牺牲阳极法的施工: ------------------------------------------ 9
埋地钢质管道牺牲阳极法阴极保护技术 技术支持单位：甘肃拓维地理信息工程有限公司 示范案例：银川某燃气公司埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护系统安装 时间：2016年6月18日 （一）原理： 埋地钢质管道牺牲阳极法阴极保护技术是将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或合金，该金属或合金为阳极，依靠它的优先溶解所释放出的电流使金属结构阴极极化到所需的电位而实现保护，这种方法称为牺牲阳极法阴极保护。 （二）牺牲阳极法阴极保护的优点 1、不需要外部电源； 2、对邻近金属构筑物无干扰或很小； 3、电流输出虽不能控制，但有自动调节倾向，且覆盖层不易损坏。 4、调试后，可不需日常管理； 5、保护电流分布均匀，利用率高。 （三）阳极包的选材 牺牲阳极选择镁阳极包的特点是比重小、电位很负、对铁的驱动加压很大，且单位发生的电量大。镁的标准电极电位为(SHE);非平衡电极电位则随腐蚀性介质的性质而变，例如：镁在海水中的电位为(SCE)，镁在土壤之中的电位为至(SCE)，镁在碱溶液中的电位约为(SCE)。镁的电极电位与介质的PH值有密切关系,PH值在酸性范围内，电位较负，因为生成的腐蚀产物氢氧化镁在碱性介质中是难溶的。 （四）主要应用的规范
1、《埋地钢质管道阴极保护电参数测试方法》SY/T0023-97 2、《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019-97 3、《钢质管道及储罐防腐工程设计规范》SY0007-99 4、《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-95 5、《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY/T0017-96。 （五）施工方法 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: 袋装阳极制作→阳极床定位→阳极床开挖→阳极埋设→阳极浇水浸透饱和及各参数测试→阳极通电点处理及焊接→通电点导通测试→通电点补口防腐(补口处防腐材料与管体防腐材料是匹配的)→阳极回填→标记记录。 图1 阳极床定位
长输管道阴极保护工程施工 及验收规范
目录 第一章总则.......................................................................................................................- 3 - 第二章阴极保护管道防腐绝缘要求及绝缘法兰安装................................................... - 4 -第三章电源设备的验收与安装...........................................................................................- 5 - 第四章汇流点及辅助阳极的安装.......................................................................................- 7 - 第五章测试桩的安装...........................................................................................................- 9 - 第六章检查片的制作与安装埋设.................................................................................... - 10 - 第七章牺牲阳极的安装.................................................................................................... - 11 - 第八章调试.................................................................................................................... - 13 - 第九章交接验收及竣工资料............................................................................................ - 14 -
西气东输管道工程 阴极保护施工方案
阴极保护施工方案 1.编制依据： 1.1 西气东输管道工程线路施工招标文件 1.2 SYJ4006—90 《长输管道阴极保护施工及验收规范》 1.3 SY/T0023—97 《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》 2.工程概况： 2.1工程简介： 本标段管线途经阳城县和泽州线，管线全长为80.682Km。其中阳城段29Km为河谷段，21Km为低山丘陵段，泽州段的30Km地处太行山中山山区，本段线路所经地段人口密度相对较少，所经为二类和三类地区。 2.2工程特点： 施工质量要求高，施工技术要求高。管线沿途人烟稀少，社会依托条件较差。战线长、施工往返运输困难。 3.施工部署： 3.1总体安排： 根据工程特点，测试桩及临时阴极保护的安装投入3个安装组分段与主体管线保持同步施工，严格做到安装一处，确保一处。3个安装组作业范围按管线全长基本各组为60Km，施工时各组施工范围根据分段管线施工进度可做机动调整。 阴极保护站的安装安排2个安装组集中力量共同完成。另一个安装组负责临时阴极保护测试及全线测试桩打号和阴极保护站投产测试。 3.2施工人员配置：
4.主要施工方法及措施： 施工程序：施工准备→临时阴极保护安装→测试桩安装→强制电流阴极保护系统安装→阴极保护参数测试→试运行→正式运行→备品备件移交→竣工资料提交→交工
4.1施工准备： 4.1.1提交工程用料及手段用料，确保工程开工前落实到位，进行设备材料进场验收并做好记录。 4.1.2完成人员及设备机具的调迁。 4.1.3进行全线实地勘察，对地下水位、地质、地貌及进出道路充分了解并作好记录，以便对全线进行统筹施工，切实作好人员的调配及对工程进度的合理安排。 4.1.4进行全员技术交底，并作好记录。 4.1.5下发关键工序作业指导书，并责任到人。 4.2临时阴极保护安装： 4.2.1按照设计图纸要求安装临时阴极保护系统。 4.2.2镁带产品质量证书所标成分应符合设计要求，铸造表面应符合SYJ19-86《镁合金牺牲阳极应用技术标准》。 4.2.3对于暂时不安装的镁带，单独设立储存库进行保管，严禁沾染油污、油漆和接触酸、碱、盐等化工产品。 4.2.4镁带电缆引线与镁带钢芯的连接采用铝热焊法，焊接处及镁带非工作端面采用环氧树脂进行密封处理。镁带接头形式如下图所示： 镁带 环氧树脂涂层 4.2.5镁带填包料的成分应符合设计要求。填包料应调拌均匀，不得混入石块、泥土、杂草等杂物。 4.2.6在管沟底部，将焊接好的镁带平放在填包料中。注意填包料应密实，镁带居中。敷设完毕后，在填包料上浇水，使之充分湿润。 4.2.7施工期间，每月对下沟回填并已安装临时阴极保护的管段，沿设置的测试点进行测试，并做好记录提交驻地监理工程师。这些测量一直到管线阴极保护系统投入正常使用为止。
珠海粤裕丰钢厂干散货码头钢桩牺牲 阳极阴极保护工程 施工组织设计方案 濮阳市豫安防腐有限公司吉林分公司 2011年10月
目录 第一章工程概况 (2) 第二章施工方案 (3) 第三章施工组织机构和人员配置 (10) 第四章主要施工设备、检测仪器表 (16) 第五章质量保证措施和施工安全措施 (18)
第一章工程概况 1.工程概述 珠海粤裕丰钢厂干散货码头为防止钢管桩的腐蚀设计采用环氧粉末全涂加牺牲阳极阴极保护的方法。材质为Q345、尺寸为Φ****×*****的钢管桩共计408根，每根钢管桩上布置1支高效铝阳极，共计安装铝合金牺牲阳极408支；安装阴极保护电位测试系统6套。 2.施工计划周期 开工日期：2011年9月10日 竣工日期：2011年11月30日 3．施工作业总体安排 牺牲阳极水下安装施工，采用两个作业班；阴保电位测试系统的安装选用一个作业班进行施工安装。三个作业班可根据工程进度安排采取同时作业或交叉作业的方式，最大程度的提高工效保证本工程按时竣工。 4．阴极保护施工及验收规范 4.1 JTS 153-3-2007 《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》 4.2 GJB156A－2008 《港工设施牺牲阳极保护设计和安装》 4.3 GB/T 4948-2002 《铝-锌-铟系合金牺牲阳极》 4.4 GB/T 4949－2007 《铝-锌-铟系合金牺牲阳极化学分析方法》 4.5 GB/T 17848-1999《牺牲阳极电化学性能试验方法》
第二章、施工方案 1.牺牲阳极水下焊接 1.1牺牲阳极水下焊接方式的比较 1.1.1 根据钢管桩码头建造特点，打桩前，钢管桩表面不能焊接较大构件，以免影响打桩施工。牺牲阳极只能在钢管桩完成打桩工程后进行水下安装。 1.1.2牺牲阳极的水下安装方法主要有以下几种：螺栓固定法、捆扎法和水下焊接法。 1.1.3螺栓固定法是将牺牲阳极通过固定在焊在钢管桩上的钢制固定架上，达到阳极安装固定的目的。螺栓固定法的缺点是工艺复杂、安装困难，尤其是牺牲阳极在长期使用中受海水冲击、海流推动，螺帽容易产生松动，造成牺牲阳极与钢管桩之间接触电阻增大，降低阳极发生电流量和工作性能，影响钢管桩的保护效果。 1.1.4捆扎法是采用钢制卡环或钢带将牺牲阳极捆扎在钢管桩上，达到牺牲阳极安装固定的目的。捆扎法的缺点是由于海浪冲击，海流扭动，牺牲阳极的不断溶解，造成牺牲阳极与捆扎带之间产生松动，使阳极与钢管桩之间接触电阻增大，影响牺牲阳极发生电流和使用效果，严重者阳极脱落，造成保护工程失败。 通过以上比较，螺栓法固定法和捆扎法一般不宜采用。 1.1.5水下焊接安装法是采用水下焊接设备和水下焊条通过电焊方法把牺牲阳极安装固定在钢管桩上。水下电焊方法具有技术成熟、牢固可靠，牺牲阳极与钢 气管桩接触电阻小、导电性能好、使用寿命长等特点。水下焊接法又分自动CO 2 气体局部排水干法焊技术难度体局部排水干法焊和普通湿法焊两种。半自动CO 2 大、造价高，主要用于水下高强钢结构材料的焊接。本工程钢管状材质为Q345钢，采用水下SRE TS 208湿法焊条焊接工艺完全满足工程技术要求。 1.2牺牲阳极水下焊接设备 1．2.1 牺牲阳极水下焊接安装设备采用ZX-500直流弧焊机，ZX-500焊机的特点是电压调节范围大，工作电流稳定，起弧电压稳定，水下操作不易断弧，连续性强，焊缝质量好。 1.2.2空压机 施工用空压机型号为V-0.67/14-1型。该机排气量0.67/min，工作压力1.4MPa,
储罐内壁牺牲阳极阴极保护 由于原油储罐、污水罐罐底内壁的腐蚀主要是缘于原油沉积污水引起的电化学腐蚀、细菌腐蚀，且罐底的原油沉积污水有着较高的含盐量（主要是S-2、Cl -、HCO-3、Na+、Ca+2等）和较高的温度，因此其腐蚀性较强。目前普遍采用牺牲阳极法对储罐底板内壁进行阴极保护，这种方法对储罐安全可靠，无需专人管理，且保护效果好。通常用作牺牲阳极的材料有镁和镁合金、锌合金、铝合金等。阳极块在储罐内壁上均匀布置，钢板与阳极块直接焊接连接。 牺牲阳极保护法特点： ①施工快速、简便，不会产生腐蚀干扰。 ②投入成本较低，经济性强。 ③安全可靠，无需专人管理。 ④保护效果显著。 根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。对40~70℃的水介质环境中，镁阳极因为腐蚀率太高而不适用。 根据保护面积、保护年限、介质电阻率计算所需的阳极数量，选择阳极规格形状。阳极在罐底板上呈环状均匀分布，阳极支架与底板焊接。牺牲阳极易于安装，而且当阳极消耗为初始重量的85%时，可以利用清罐机会进行更换。 针对储罐内壁牺牲阳极的设计步骤： ①计算阴极保护面积（罐内浸水面积） 罐底内壁保护面积计算：S=πr2 S-保护面积 r-储罐半径 ②选定保护电流密度，计算保护电流 保护电流计算：I= SIa S-保护面积 Ia-保护电流密度 ③确定保护年限，计算所需阳极总量 阳极使用寿命：Ｔ＝0.85 W/ωI T-阳极工作寿命a W-阳极净质量，kg ω-阳极消耗率kg/(A.a)
④根据阳极单支数量，计算阳极支数 阳极数量：N=f.IA/Ia N-阳极数量 IA-所需保护电流A Ia-单支阳极输出电流A F-备用系数，取2-3倍 牺牲阳极法是储罐内常用的阴极保护方法，它可以任意布置不必担心电源连接，它的电位有限，没有必要担心过保护为先，牺牲阳极可以做成任意形状。 根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。对40~70℃的水介质环境中，镁阳极因为腐蚀率太高而不适用。 根据保护面积、保护年限、介质电阻率计算所需的阳极数量，选择阳极规格形状。阳极在罐底板上呈环状均匀分布，阳极支架与底板焊接。牺牲阳极易于安装，而且当阳极消耗为初始重量的85%时，可以利用清罐机会进行更换。 钢质容器在做阴极保护时通常也可采用外加电流和牺牲阳极两种方法；强制电流法适用于大型水罐，如高架水罐、海水储罐、锅炉供水罐、电站的河水罐等，辅助阳极可选择硅铁、镀铂钛、石墨或铅（饮用水不适用），由罐顶适当位置悬挂下去，也可通过罐壁钻孔，固定阳极。在高电阻率水中，应选用铜芯连续式镀铂钛线形阳极，以获得均匀的电流分布。 采用牺牲阳极保护时，阳极应直接固定到罐内壁上，位于最低水位线以下600mm，尽可能均匀分布。 牺牲阳极施工需要注意以下事项： 1、清罐除锈，达到涂料施工标准； 2、将阳极块焊接到罐底内侧及内壁下部800mm的壁板上，焊接牢固，清除残渣。 3、涂覆施工，内底板及1m 以下壁板采用绝缘型油罐涂料，其他部位采用导电涂料。施工中，阳极块只要求暴露本体，焊接引线，焊点及阳极块下表面及罐底板均需涂覆。
目录 一、概述 (1) （一）工程概况 (1) （二）保护原理 (1) （三）牺牲阳极法阴极保护的优点 (1) （四）应用标准和规范 (1) 二、本工程管道牺牲阳极保护法的设计 (1) 三、施工方法 (2) 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述: (2) 2、牺牲阳极法的施工: (2)
一、概述 （一）工程概况 本保护管段范围为北河路（天华路至体育场段）工业水管线。管径为DN500，管道敷设在北河路南侧，单管保护长度为约2.6km。本工程采用牺牲阳极法。 （二）保护原理 将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或合金，该金属或合金为阳极，依靠它的优先溶解所释放出的电流使金属结构阴极极化到所需的电位而实现保护，这种方法称为牺牲阳极法阴极保护。（三）牺牲阳极法阴极保护的优点 1、不需要外部电源； 2、对邻近金属构筑物无干扰或很小； 3、电流输出虽不能控制，但有自动调节倾向，且覆盖层不易损坏。 4、调试后，可不需日常管理； 5、保护电流分布均匀，利用率高。 （四）应用标准和规范 1、《埋地钢质管道阴极保护电参数测试方法》SY/T0023-97 2、《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019-97 3、《钢质管道及储罐防腐工程设计规范》SY0007-99 4、《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-95 5、《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY/T0017-96 二、本工程管道牺牲阳极保护法的设计 该管道为工业水管道，管径500㎜，设计采用如下牺牲阳极保护法。
牺牲阳极选用镁阳极，每240米设1组，每组由3支22kg的镁阳极组成。 共埋设镁阳极48支，距管道垂直距离＞1.5m，阳极周边用填料包围以减少接地电阻及促进腐蚀产物的溶解。汇流点及中间点设测试桩3支，测试桩按照1支/km的原则埋设。 三、施工方法 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述: 袋装阳极制作→阳极床定位→阳极床开挖→阳极埋设→阳极浇水浸透饱和及各参数测试→阳极通电点处理及焊接→通电点导通测试→通电点补口防腐(补口处防腐材料与管体防腐材料是匹配的) →阳极回填→标记记录。 2、牺牲阳极法的施工: 2.1镁阳极安装 2.1.1牺牲阳极的施工：牺牲阳极土壤中的施工，包括埋设前的组装、阳极的填充和埋高。 2.1.2镁阳极与阳极电缆的组装 阳极与电缆之间的联接采用锡焊。在焊接点上涂覆环氧涂料，加缠电工胶布和绝缘胶带，再包覆热收缩套，并再缠胶带保护。必须保证焊接牢固并且绝缘性能良好。 2.1.3阳极安装前准备 在组装牺牲阳极之前，应检验阳极表面是否有油污和氧化物。牺牲阳极表面的油污和氧化物能降低阳极的活性，影响阳极电流的发生，所以阳极表面如存在油污和氧化物，应采用砂纸将阳极表面打磨干净。 填料包的组装可在室内或现场进行，应保证阳极四周的填料厚度一致、密实，各边厚度不小于50mm。填料应调拌均匀，不得混入石块、泥土、杂草等。每支阳极需用填料约50Kg。
阴极保护施工方案 阴极保护施工方案 兰州某区饮水工程使用的是埋地钢管。全长4200米。为了减缓土壤对钢管的腐蚀，采用了防腐蚀涂料和外加电流法阴极保护联合防护措施。 一、施工法 （一）涂刷环氧煤沥青漆 管道表面喷砂处理后，涂两道环氧煤沥青漆。 （二）阴极保护施工： 1、外加电流法阴极保护的供电部分安装。 供电部分主要包括恒电位仪，电源系统和恒电位仪输出系统三部分，设在保护站内， （1）恒电位仪经调试后即进行固定，并安装电源线和恒电位仪的输出。输出线由仪器通过接线箱引至架空线路，再引至阳极床、阴极通电点及参比电极等处，从而为阴极保护提供电流。 （2）电源系统安装：电源箱打眼固定后，接好电源线和输出电源线，并安装接线板。 （3）恒电位仪输出系统的安装：接线箱引至架空线路的电缆及控制线端头进行焊接线鼻、上锡。阴——阳极电缆线各二根，参比电极讯号线3根、阴极讯号线2根。室内电缆及控制线均穿镀锌钢管，覆放在地面上。室外部分埋入地下。然后引至架空线路的第一根电杆上，与架空线路的电缆线，讯号线相连接。 2、架空线路的架设 架空线路共计1300多米，25根电杆上横担一个，每个横担上按4只瓷瓶。电缆阴极、阳极线分别为两根用瓷瓶固定。控制线则用钢绞线挂吊，电杆要安装避雷器。共安7个避雷器。 3、阳极床的安装： （1）阳极床是由34只石墨阳极组成，分布在17个阳极井中，每个井内两支阳极。引线并联连接，由地下引至电杆并与架空线路中阳极线相连。 （2）将石墨阳极的引线端头剥皮、打磨与铜接线鼻锡焊待用。 （3）用φ25pvc管制作排气管。制排气管17根，每根长5米，上面有一串间距20㎜的小孔，导气管共15根，每根长2.9米。放空管3根，长1.5米，上端钻小孔若干。护套管φ200㎜，长1.5米。 （4）在地面上将阳极用尼龙绳绑在塑料排气管上，使阳极对着排气孔，并将引线固定好。将石墨阳极碎块填料放入井中，使其厚度25㎝。将绑好的石墨阳极及排气管放入井中摆正。在阳极周围填满石墨碎块。阳极顶部填料厚25㎝。 （5）排气管、导气管和放空管通过三通塑料管连接。电缆线和阳极引线的连
XX输水工程埋地输水钢质管道阴极保护 设计施工方案 一、工程概况 该输水管道工程，管的Φ600mm，管的长513.1m。施工设计思路，通过计算、设计，在整个埋地输水钢质管道进行牺牲阳极法的阴极保护。 二、此工程埋地输水管道保护范围，阳极数量和设计技术参数指标。 2－1镁合金阳极21支，每支单个阳极重量22kg，分7组埋设，每组3支， 2－2镁阳极规格型号700×（150＋130）×125 2－3设阳极用量，镁阳极21支 2－4布置电位测试桩3支 2－5饱和硫酸铜参比电极3支 2－6有效保护年限30年 2－7保护电流密度10mA/m2 2－8保护电位－0.85－1.5V 三、采用技术标准 ·GB/T21448-2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》
·GB/T21246-2007《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》 GB/T17731-2004《镁合金阳极》 ·RP0169-2002NAC《埋地或水下金属管线系统的外部腐蚀控制》 四、输水管道阴极保护施工方案 输水钢质管道在我国主要采用普通钢材焊接而成，管道长期埋在地下，由于土壤的各种介质和电化学腐蚀，运行汇流中而造成杂散电流的腐蚀，所以阴极保护是对被保护的管道金属以及阴极电流，使金属表面阴极极化，电位负移到表面阳极的平衡电位，消除电化学不均匀性所引起腐蚀电池，从而保护金属免受介质腐蚀技术。保护电流来源不同，阴极保护分为牺牲阳极保护和外加电流保护，这次输水管道采用牺牲阳极保护法。是采用一种被保护的电位更负，即化学性质更为活泼的金属或合金与被保护金属（管道）相连，依靠该金属合金不断的腐蚀牺牲掉所产生的电流，使被保护金属获得阴极的极化而受到保护、技术已相当成熟。 4-1镁合金阳极的施工安装 牺牲阳极的设置本着保护电位分布均匀，尽量减少阳极间互相屏蔽和管道前后壁自身屏蔽影响，利于管道阴极保护
管道牺牲阳极法阴极保护专用方案
长输管道牺牲阳极法 阴极保护方案 项目名称： 建设单位： 施工单位： 编制日期：2010年10月4日
目录 一、概述---------------------------------------------------------- 2 （一）原理---------------------------------------------------- 2 （二）牺牲阳极法阴极保护的优点-------------------------------- 2 （三）牺牲阳极材料-------------------------------------------- 2 （四）阳极安装方式-------------------------------------------- 6 （五）测试系统------------------------------------------------ 7 （六）应用标准和规范------------------------------------------ 7 （七）主要测试设备和工具-------------------------------------- 8 二、该项目管道牺牲阳极保护法的设计 -------------------------------- 8 三、施工方法------------------------------------------------------ 8 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: ------------------- 9 2、牺牲阳极法的施工:----------------------------------------- 9
石武客专XXX特大桥跨 天然气管安全保护及排流方案 中铁X局石武客专河南段项目部 2008年11月
一、工程概况 石武客专XX大桥130-131#墩，。与天然气管道形成“十”字交叉口。 根据调查，位于大XX大桥130-131#墩天然气管，管径377mm，天然气管埋深1.3m左右（管顶至地面）。 二、总体保护方案 根据设计要求，开挖至燃气管下0.9m。在天然气管两侧各实施一道钢筋砼支撑墙，支撑墙厚0.3～0.4m，支撑墙距天然气管外壁 1.01m。两道支撑墙之间全部回填中粗砂。在管顶以上0.38m高处放置盖板，盖板搁置于支撑墙上，盖板厚0.35m。由此，盖板与支撑墙形成桥梁体系，路面受力传递至盖板，力再由盖板通过支撑墙及其基础，传递至天然气管下的土体中。整个受力系统不经过天然气管，最大限度的保证了天然气管的安全。保护天然气管的桥梁系统深度2.47m，宽度4.8m，总长12m。基坑采用人工开挖。人工开挖的操作人员之间，必须保持足够的安全距离。由于基坑开挖的深度大于天然气管的埋深，故基坑开挖后，必然存在天然气管腾空的现象。天然气管因底部覆盖物掏空后，管道会产生较大的挠度，从而引发安全问题。为应对该安全问题，拟在10m范围内，在人工开挖暴露出天然气管后，在管道两侧打入3对4m的钢板桩，每对间隔3m左右。在每对钢板桩上应连接一道钢管，燃气管采用钢丝绳吊起后，钢丝绳支撑于钢管。在保证天然气管安全的基础上，并根据支撑墙基础尺寸，钢板桩距天
然气管边0.25m。钢板桩顶低于盖板底，支撑墙施工完毕，黄砂回填至天然气管后，撤掉钢丝绳，切割掉钢管，钢板桩则保留在基坑中。基坑开挖后，若遇水，则需将水排干后，方可施工。为保证回填质量，回填砂采用中粗砂。 排流采用固态去耦合器排流，具有降低感应电压效果好、维护方便、适用性强的优点。 防腐蚀采用牺牲阳极装置。 绝缘防护处理采用环氧树脂玻璃钢防腐。 三、施工工期 本次工程预计工期为60天，盖板需提前制作完成。 四、施工方案 （一）混凝土结构工程 施工流程图： 测量放样→开挖基坑→浇筑素垫层→钢筋绑扎→竖立模板→混凝土浇筑→混凝土养护→拆除模板→基坑回填 ①、施工准备 按图纸要求测放天然气管中心桩，定出基坑开挖的纵横轴线控制桩。 ②、基坑开挖 挖土前按施工图放好中心线及承台纵横轴线，按要求引测好水准点。 挖土采用人工开挖，土方全部外运。
油田钻井抽油杆牺牲阳极阴极保护案例 石油钻井抽油杆及抽油管是石油开采过程中的重要环节，一旦发生抽油管断裂或者油管泄漏，就会导致整个油井停产甚至报废，抽油杆受原油采出水、H2S、硫酸盐还原菌、高温高压的各种腐蚀，腐蚀极为严重，采用牺牲阳极阴极保护不但可以解决抽油杆的腐蚀问题，还可以一起解决抽油杆偏磨的问题。效果非常显著。 管道的阴极保护分为外加电流阴极保护和牺牲阳极阴 极保护。管道是空心的管子,但对于象抽油井上的抽油杆这种实心管(杆)应用牺牲阳极保护及其保护距离的计算,就笔者检索所知还没有资料涉及。抽油井采油是世界各大油田较为常见、也是较为主要的采油方式之一。因此,重视对抽油杆的保护就显得至关重要。 据2002年文留油田作业调查统计,全年抽油井事故发生498井次,其中因抽油杆节箍出现断、脱事故的总数为352井次,占抽油井事故总数的70.7%。 抽油杆节箍处易断原因主要有以下几个方面: (1)抽油杆材质的缺陷;
(2)抽油杆在井筒内受复杂拉伸压缩交变应力的作用; (3)杆偏磨腐蚀严重。 造成杆脱的主要原因是: (1)抽油杆下井时上扣扭矩不够; (2)杆柱组合或生产参数不合理; (3)杆柱固有的工作特性所致; (4)抽油杆节箍处存在严重的偏磨、腐蚀现象。 采取下述办法可减少事故发生: (1)加强质量管理,应用抽油杆超声波自动检测系统进行检测,杜绝不合格杆下井; (2)提高作业质量,杜绝人为因素造成事故; (3)严格按API标准认真优化杆柱组合和确定生产参数; (4)增强杆的抗拉、抗疲劳强度。抽油杆在井筒环境下的复杂受力情况和发生的偏磨(偏磨广义讲也是腐蚀,属于腐蚀中的磨蚀现象)腐蚀现象是不以人的意志为转移的。