摘要：为保证城镇燃气钢质埋地管道的安全经济运行，防腐是关键。本文从腐蚀机理出发，探讨了牺牲阳极法阴极保护的原理及应用特点，并就日常监检过程中所遇到的一些问题进行分析讨论。
关键词：埋地钢质管道腐蚀牺牲阳极阴极保护
城镇燃气工程大量运用钢质埋地管道，虽然近年来，较大直径PE管道被普遍应用，但由于实际使用上的局限性，在一些大直径、高压力等场合仍以钢质管道为主，但是金属管道在使用过程如保护不当会产生腐蚀，导致失效。腐蚀是金属与环境间物理化学的相互作用，造成金属性能的改变，导致金属、环境或由其构成的一部分技术体系功能的损坏。管道腐蚀按腐蚀环境可分为大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀和化学介质腐蚀。按机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。所谓电化学腐蚀是金属与电解质发生电化学反应，在反应过程中，金属被氧化至高价态，而存在于电解质中的其它反应物，即电子的受体被还原成较低的价态，金属失去电子氧化的过程就是电化学腐蚀。其中大气腐蚀、土壤腐蚀和海水腐蚀均为电化学腐蚀。其特点是介质为离子导电的电解质，金属电解质界面反应过程是因电荷转移而引起的电化学过程，必须包括电子离子在界面上转移，界面上的电化学过程可以分为两个相对独立的氧化和还原过程，电化学腐蚀过程伴随着电流的流动。金属腐蚀缩短了管道的使用寿命，降低了管道的输送能力，引起成本的增加，最为严重是由于燃气管道的输送介质是天然气或液化石油气等具有的可燃易燃特性，增加了发生意外事故的可能性，对人民生命财产安全造成极大的危害。据国外媒体报道，在管道损坏事故中45%是由管道外腐蚀引起的。另据统计表明，美国输气干线和集气管线的泄漏事故中74%是由腐蚀造成的。更有国外统计资料表明，全世界每年由于腐蚀而损失的金属材料约占当年金属产量的25-35%，超过1亿吨，金属腐蚀直接或间接地造成了巨大的经济损失和资源浪费。
作为城镇燃气中的金属管道腐蚀是以土壤腐蚀为主要形式，土壤是多相物质组成的复杂混合物，颗粒间充满空气、水和各种盐类，使土壤具有电解质的特征，地下埋地管道祼露的金属在土壤中构成了腐蚀电池，土壤腐蚀受多种因素影响，其中以土壤电阻率为最主要，它是表征土壤导电性能的指标，常作为判断土壤腐蚀性最基本参数，一般情况下，土壤电阻率越大，其腐蚀性越小。另外，土壤的PH值、氧化还原电位、含盐种类和数量、含水率、透气性、湿度、有机物含量、细菌、杂散电流等也影响土壤的腐蚀性。
一、阴极保护的方法：
把埋地管道作为阴极进行保护是一种防止管道电化学腐蚀的行之有效的方法。阴极保护可分为牺牲阳极法和强制电流法。牺牲阳极阴极保护法是由一种比被保护金属更低的金属或合金阳极材料与被保护金属连接，并处于同一电解质中，阳极材料因金属性强而优先溶解，释放出电流供被保护金属阴极化，随着电流的不断流动，阳极材料不断消耗，使被保护金属处于保护状态。强制电流法是通过外部直流电源而被保护金属通以阴极电流使之阴极极化，而达到阴极保护目的。阴极保护的原理见图一。
为了控制腐蚀的发生发展，根据电化学保护机理，给金属补充大量电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶解，这就是阴极保护的原理。
给金属补充大量电子需要一个负电位，能使金属腐蚀停止（或可忽略）所需的电位值就是阴极保护的保护电位，其值我国石油行业标准SYJ36-89作出了相关规定，在通电情况下管道的保护电位为-850mv（相对于铜/饱和硫酸铜）或以下，这一标准常被用于阴极保护工程的效果评判。与保护电位相对应的另一主要参数是保护电流密度，是指被保护管道单位面积上所需的保护电流，它主要受表面状况（有无覆盖层及类型、覆盖层介质）、环境条件及被保护金属的种类等。不同的防腐层所需的电流密度可参照表一。
另外，为确保阴极保护效果，被保护管道表面与土壤接触，稳定的参比电极之间的阴极极化电位差不应小于100mv。
二、城市燃气埋地钢质管道阴极保护的选择
阴极保护中的牺牲阳极法和强制电流法，具体设计使用时必须考虑工程规模的大小、有无方便可靠经济的电源、被保护管道所需电流密度的大小、被保护管道与周围地下金属构筑物的相互影响、土壤等因素。两者各自的优缺点见表二
在实际工程中，应根据工程规模、防腐层质量、土壤环境条件、电源的利用和经济性进行充分比较，择优选择。
由于牺牲阳极法简便易行，不需外部电源，对周围构筑物干扰小等因素，广泛应用于管理能力相对薄弱的中小型投资公司、建设项目、工程规模较小的管网、杂散电流较小或没有的地区、低土壤电阻率环境（土壤电阻率小于100Ω·M）的金属管网中，另外由于近年来钢管表面防护技术的不断发展，防腐层的质量、寿命明显提高，同时防腐费用也在不断下降，更有利于牺牲阳极法的推广运用，故本文以下主要对牺牲阳极法阴极保护的应用作一些探讨。
三、牺牲阳极法的控制要点。
为了有效防止埋地钢管的电化学腐蚀，充分发挥牺牲阳极法阴极保护的作用，提高保护的有效性，必须正确把握牺牲阳极保护从设计、安装到最后的使用管理工作过程的各个环节。
（一）、牺牲阳极保护的设计控制
设计上的控制主要是在选择合适的电流密度，测试施工区域的土壤特性后进行阳极种类的选择，工艺计
算（阳极接地电阻、输出电流、阳极数量、工作寿命）和安装方式的确定。
1、阳极种原选择
通常的做法是根据环境土壤的电阻率大小选择牺牲阳极的种类，再根据保护电流的大小选取阳极规格，可参照表三进行选择。
城镇燃气管网中，一般而言，普通土壤环境下多使用棒形镁或锌阳极，高电阻率土壤环境下可使用带状镁阳极。
2、工艺计算
通过工艺计算可以求得需保护管道阳极接地电阻，阳极的输出电流，所需阳极的数量及阳极工作寿命，为阳极的安装施工及后期管理提供理论依据。
上述参数的计算公式本文不作介绍，需要注意的是在接地电阻计算时，应考虑有无填料及安装方式；在阳极输出电源计算时，必须正确计算出阳极总电阻；阳极数量的计算应注意要选取合适的备用系数。（二）、阳极安装方式的选择
城镇燃气管网钢质管道阳极安装应考虑确保阳极在土壤中的性能稳定，需要在阳极四周辅以化学填料包，它能改善阳极的工作环境，降低接地电阻，增加阳极电流输出，减小不必要的阳极极化及维持阳极地床长期湿润；填料包应在各个方面均保持5-10CM为宜；化学填料包应选用电阻率低，渗透性保湿性好，不易流失的材料配方。
阳极分布可采用单支式或集中式，其埋设可采用立式、水平式，埋设方向有轴向式和径向式，选用何种方式应根据管道长度、土壤特性、空间位置等全面考虑。
另外，为了确保阴极保护效果，阳极应埋在距墙壁3-5米处，最小不宜小于0.3米，其埋设深度以阳极顶部距管顶不小于1米为宜。成组埋设时，以2-3米间距为宜，牺牲阳极在管道长度方向上以200-300米一组为最好。
总之，阳极地床的布置应根据管道长度、埋设深度、土壤特性、空间位置等全面考虑，选择最佳方式。（三）、牺牲阳极安装质量的控制
正确合理的设计，只有良好的施工才能确保阴极保护的真正效果，笔者根据10多年来安装监督检验工作的实践总结了在施工中的控制要点及注意事项。
1、根据CJJ95-2003《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》的规定，如要有良好的阴极保护效果，必须确保管道覆盖层的绝缘电阻值大于10000Ω·m2。因此在管道施工时应把握以下几个因素：第一对于现场作表面防腐的管道正式施工前应做机械性能检测，包括粘结力、抗土壤应力等，符合后再应用于现场防腐，在防腐处理过程中应彻底清除钢管表面的铁锈、氧化皮及浮灰，选用防腐性能、电绝缘性能好的材料（同时考虑使用寿命、各项费用、敷管速度、对外部影响等因素），对焊口的补口应采用与钢管相同的防腐材料，钢管防腐层及补口处应作100%电火花测试合格，管沟底部和管顶上部的土质应满足运行中不会损坏防腐层为基本原则。第二对于在专业防腐企业进行防腐处理的钢管，应注意在运输过程中的不被损伤，在管道安装时应逐根检查，并进行电火花测试，发现伤口及时修补，并进行绝缘电阻测试直至达到要求。
2、安装时应确保管道纵向的连续导电。确保阴极保护电流通畅，是实现阴极保护的必要条件，应对管道的非焊接部位如法兰、大小头承插头、丝扣连接等的电阻值进行100%测试，对于达不到标准要求的结构应采用电缆跨接方式确保管道的电连续性，特别应注意在电缆二个接头处要去锈、去漆，结合严密、牢固。
3、严格控制牺牲阳极连接导线与钢管表面的连接方式。个别安装单位贪图省力，把导线直接焊在钢管上，而不是通过铜鼻子、加强板与钢管连接，降低了连接的可靠性，增大了阴极电流的流动阻力，不利于钢管的防腐。另外连接处应保证可靠的绝缘。
四、牺牲阳极设计安装使用中几个问题的探讨
（一）、城镇管网的施工中，往往会产生管网施工的另碎性，产生了大规模的分期施工，而设置的绝缘装置，形成了相互独立、体系不统一的阴极保护系统。但是检查结果表明，管道在施工后短时间内很少发生腐蚀或速度很慢，因此在新旧管道施工时间间隔较短（不到一年）的情况下，可不做电绝缘处理而使之成为连续的阴极保护系统。
（二）、根据实践得出，当支管长度不超过50米时，主干管与支管间也可不设绝缘装置，而作为一个整体来加以保护，否则支管也应设阴极保护。
（三）、在有交直流电气化铁路、高压输电线、发电厂、变电所的地网及其它引起的杂散电流对被保护管道有影响的地方，应做非常良好可靠的电绝缘处理，具体可照图二。
设计及施工时，除整体设置牺牲阳极外，在局部特殊的管段，应加强保护，对于采用套管方式穿越公路、铁路和河流、湖泊时，在管道与套管结合部位的施工一定要确保电绝缘的效果，在套管两端的绝缘密封施工一定要严格把住质量与效果，严防地下水的渗入。当难以确保长期密封效果时，可考虑采用独立的阴极保护。管架上的钢管如采用在管道与支架之间的绝缘垫，则要注意材料在大气中的老化及管道热胀冷缩引起的机械移动，导致绝缘性的下降，导致阴极电流的流失，且应经常检查。在无套管穿越施工中，必须保证穿越层的土质松软无砖石，确保防腐层在穿越时不受损伤。在设计方面可以考虑增加阳极数量，确保保护效果。对穿越电气化铁路时，最好做接地电池防护。
（四）、资料显示和实践证明，牺牲阳极用于土壤电阻率≤100Ω·M场合效果较好，当土壤电阴率大于100Ω·M时，则不宜采用牺牲阳极法的阴极保护。由于土壤上电阻率是牺牲阳极设计中很关键重要的参数，因此必须确保管道敷设地带的土壤电阻率的测量、选取正确，符合实际，特别当管道较长时，不同的地域土壤电阻率可能会有很大差异，为此必须对土壤进行准确的分析测试，不得采用就近或平均等方法选取。
（五）、测试桩的设置不能拘泥于规范要求，而应根据埋设环境，地理情况合理设置，应遵循宁多不缺的原则。在埋设环境变换处如套管处、异种金属连接处、新旧管道连接处、干线与支线管道连接处、杂散电流存在交汇处、距离阴极保护较远处等部位都应增加测试点，从而能更加及时、准确地了解管道不同部位的保护效果。测试桩类型选择时，应根据位置、结构和需要而定，一般而言在距离牺牲阳极较远的地方，可设置电位测试桩，能方便地知道被保护管道的保护电位，并可以判断保护效果。而靠近阳极处，可设置综合测试桩，不但可以测量被保护管道的保护电位，还能通过测量牺牲阳极输出电流判断阳极消耗情况，使之能及时更换阳极来达到保护的期限和效果。
（六）、牺牲阳极在使用过程中应加强管理。使用单位应制定切实有效的管理制度并应贯彻落实，要做好燃气管道的日常巡检，对于埋地钢管的巡检重点应放在对牺牲阳极（如采用此法）测试桩技术数据的检查分析上，发现不正常时应立即采取有效措施，确保阴极保护的有效性。
五、结束语
城镇燃气埋地钢质管道只有采取良好的防腐层和合理的阴极保护措施并能实施有效监督管理，才能更好、更有效地控制腐蚀；也只有在设计施工，安装监督检验，运行管理等各个环节认真把关，严格执行规定、规范和标准要求，才能更好地控制腐蚀。在非金属燃气管道还不能全面取代钢质管道的今天，我们必须找到有效、最佳、经济的防腐手段和方法，更好地为经济社会服务。
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
埋地管网牺牲阳极阴极保护设施设计、安装操作规程 一、设计依据 1、标准规范 城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程CJJ95-2003 埋地钢质管道牺牲阳极保护设计规范SY/T0019-1997 钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范SY0007-1999 埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范SY/T0019-1999 埋地钢质管道阴极保护参数试验方法SY/T0023-1997 铝－锌－铟系牺牲阳极GB4948.4949-2002 阴极保护操作规程—陆上及海上阴极保护工程手册BS 7361 2、设计指标及设计参数 保护对象：埋地燃气管道 电流密度：0.2mA/m2； 保护电位：-0.85～-1.40V（相对饱和铜/硫酸铜参比电极） 保护年限：15年 二、牺牲阳极布置： 阳极安装沿管道均匀分布，阳极组间距应不超过300米，每组阳极数量为二支，阳极与管道直接相连。阳极之间间距不小于2米，堆成放置，阳极距管道1-3米，阳极埋深在管道中心线以下，阳极埋设选择潮湿地点，阳极四周有专用填料。 三、牺牲阳极安装： 1、装有填包料的阳极体须在清水中浸泡24小时，以保证阳极充分导电。 2、在管道顶上开挖2m×3m大小大的阳极埋设坑。
3、在土壤中使用时，应尽量埋设在土壤潮湿处。 4、装有填包料的阳极体与管道距离以在1.5-2m处为宜，最少不宜小于0.3m。 5、清除管道需要焊接处的防腐层及污垢。 6、在管道需要焊接处破5cm×5cm的焊口以供焊接。 7、将焊口打磨处理至有金属光泽后，直接将电缆焊接在管道上方，用专用焊接材料（焊接模具、焊剂、焊接铜片等）或电焊进行焊接。 8、针对管道原有防腐层采取加强及防腐方式对焊接处进行防腐处理。 10、先用细土将牺牲阳极体与管道填实。 11、恢复开挖处。 四、保护效果检测 1）检测依据：SY/T0023－97 《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》 2）保护电位的测量在阴极保护运行后三个月内测量，测量数据应达到设计要求。 3）测量仪器：高阻抗数字万用表、饱和硫酸铜参比电极、测试延长线。
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
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,
7 牺牲阳极的安装 7．0．1牺牲阳极敷设的种类、数量、分布及连接方式应符合设计要求。7．0．2牺牲阳极连接电缆和阳极钢芯采用焊接连接时，电缆绝缘外皮至少应保留50 mm和钢芯采用尼龙线绳或其他线绳捆扎，以防电缆在搬运中折断。在焊接处和阳极端面必须打磨并用酒精刷洗；干净后再用环氧树脂或相同功效的涂料和玻璃布防腐绝缘，其厚度不应小于3 mm。不得有任何金属裸露。牺牲阳极接头如图7．0．2所示 图7．0．2 牺牲阳极接头示意图 7．0．3 带有焊接导线的牺牲阳极在包裹前，应进行氧化皮打磨，埋设前，必须将其表面清除干净，表面不得有氧化薄膜和其他污物。 7．0．4牺牲阳极化学填包料应符合下列要求： 1 除特殊说明外，土壤中的牺牲阳极必须使用化学填包料包裹，填包料的配制应按《镁合金牺牲阳极应用技术标准(试行)》(SYJ 19—1986)和《锌合金牺牲阳极应用技术标准》(SYJ 20—1986)的有关规定执行。 2 填包料的称重、混合包装宜在室内进行，且必须符合下列规定： 1)填包料以干调振荡包装为宜，以确保阳极在填包料中间部位； 2)填包料包裹袋不得用人造纤维织品制作； 3)包裹好的阳极必须结实，使其在搬运过程中不产生位移； 4)填包料中的膨润土部分不得用黏土代替。 3 阳极孔内填包料宜在现场装填。但必须保证阳极处于填包料中间位置，填包料中不得混入泥土等杂物。必须保证填包料与周围土壤密实。 7．0．5 牺牲阳极可采用钻孔或大开挖方法施工，埋设呈立式或卧式皆可，通常以立式为宜。 7．0．6牺牲阳极埋设深度、位置、间距应符合设计要求。当设计无规定时，牺牲阳极埋设深度应在冰冻线之下，且不应小于1．0m，埋设位置距管外壁3～5m，埋设间距2～3m。 7．0．7管道与电缆的连接必须焊接牢固。且应符合本标准第5．0．1条有关规定。 7．0．8电缆敷设应符合《电缆敷设》图集D164的要求，电缆应加标牌，敷设时应留有一定的裕量，以适应回填土的沉降。 7．0．9牺牲阳极连接电缆若需调节回路电流，可在管道与牺牲阳极接线柱间串入调节电阻。 7．0．10按施工程序安装阳极的实际位置应在竣工资料中反映，每道工序必须由施工单位签字。最后由甲方认证签字。
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
0240钢结构防腐涂装施工工艺标准依据标准： 《建筑工程施工质量验收统一标准》 50300-2001 《钢结构工程施工质量验收规范》 50205-2001 1、范围 本工艺标准适用于建筑钢结构工程用的防腐蚀施工工艺。 2、施工准备 2.1材料 2.1.1建筑钢结构工程防腐材料的选用应符合设计要求。防腐蚀材料有底漆、面漆和稀料等。建筑钢结构工程防腐底漆有红丹油性防锈漆、钼铬红环氧酯防锈漆等；建筑钢结构防腐面漆有各色醇酸磁漆和各色醇酸调合漆等。各种防腐材料应符合国家有关技术指标的规定，还应有产品出厂合格证。 2.2主要机具： 喷砂枪、气泵、回收装置、喷漆枪、喷漆气泵、胶管、铲刀、手砂轮、砂布、钢丝刷、棉丝、小压缩机、油漆小桶、刷子、酸洗槽和附件等。 2.3作业条件： 2.3.1油漆工施工作业应有特殊工种作业操作证。 2.3.2防腐涂装工程前钢结构工程已检查验收，并符合设计要求。 2.3.3防腐涂装作业场地应有安全防护措施，有防火和通风措施，防止发生火灾和人员中毒事故。 2.3.4露天防腐施工作业应选择适当的天气，大风、遇雨、严寒等均不应作业。 3、操作工艺 3.1工艺流程： 基面清理→底漆涂装→面漆涂装→检查验收。 3.2基面清理： 3.2.1建筑钢结构工程的油漆涂装应在钢结构安装验收合格后进行。油漆涂刷前，应将需涂装部位的铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅物、油污、尘土等杂物清理干净。
6.2当气温高于40℃时，应停止涂层作业。因构件温度超过40℃时，在钢材表面涂刷油漆会产生气泡，降低漆膜的附着力。 6.3当空气湿度大于85%，或构件表面有结露时，不宜进行涂层作业。 6.4钢构件制作前，应对构件隐蔽部位、结构夹层难以除锈的部位，提前除锈，提前涂刷。 7、质量记录 7.1钢网架结构底漆涂层产品合格证。 7.2钢网架结构面漆涂层产品合格证。 7.3钢网架结构涂层的质量检查记录和报告。 8、安全环保措施 8.1各类油漆和其他易燃、有毒材料，应存放在专用库房内，不得与其他材料混放。挥发性油料应装入密闭容器内。妥善保管。 8.2库房应通风良好。不准住人，并设置消防器材和“严禁烟火”明显标志。库房与其他物应保持一定的安全距离。 8.3用喷砂除锈，喷嘴接头牢固，不准对人。喷嘴堵塞，应停机消除压力后，方可进行修理或更换。 8.4使用煤油、汽油、松香水、丙酮等调配油料，戴好防护用品。严禁吸烟。 8.5沾染油漆的棉纱、破布、油纸等废物，应收集存放在有盖的金属容器内，及时处理。 8.6在室内或容器内喷除，要保持通风良好，喷漆作业周围不准有火种。 8.7采用静电喷漆，为避免静电聚集，喷漆室(棚)应有接地保护装置。 8.8刷外开窗扇．必须将安全带挂在牢固的地方。刷封檐板、水落管等应搭设脚手架或吊架。在大于25度的铁皮屋面上刷油．应设置活动板梯、防护栏杆和安全网。 8.9使用喷浆机，手上沾有浆水时，不准开关电闸，以防触电。喷嘴堵塞，疏通时不准对人。
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,
钢管采用牺牲阳极保护的施工 钢管采用牺牲阳极保护的施工 对于长距离地下钢管或特殊要求的部位采用阴极保护措施．阴极保护分为“外加电源保护”和“牺牲阳极保护”。由于“牺牲阳极保护”不损害邻近的管线，运行后不需电源，管理较前者方便而被广泛采用。 被保护钢管的绝缘层质量是阴极保护的前提，凡有接地的部位均应有良好的绝缘。当按照上述要求完成钢管绝缘层施工后应对绝缘层作电阻测定，要求不小于5000欧／厘米。对于 因施工吊装或撞击损坏绝缘层的部位应及时修补，直至电阻测定合格为止。 牺牲阳极保护系统是由阳极、填包料、检查片、绝缘法兰和连接导线组成。现场安装参见 图6一114。各种配件的制造和安装要求如下： (1)牺牲阳极及填包料的制作和安装(见图6－115) 1) 阳极的选择和制作牺牲阳极又称之为保护器，选用镁、铅、锌等金属材料。较多的选用镁阳极，使用于电阻大的土壤中效果更佳。镁阳极板的长细比为8：1。它加工困难，性脆，搬运时容易折断，表面易产生氧化膜。制作前应进行切片测定电流，输出电流应达到40毫安。 安装前先用铁砂布将表面打光放入氧氧化钠溶液中浸洗，再用清水洗 净后立即投入填包料以防氧化。 2) 填包料的配制度阳极的安装填料选用硫酸镁(MgSO4)、硫酸钙(CaSO4)和膨润上调匀使用，配比为25：25：50。 当经过表面清洁处理的镁阳极投放主填料包后，按照上述配比先 将膨润土与硫酸镁干拌均匀，再将硫酸钙和清水加入调拌均匀后立即 放入填料包内直至密实为止，先后时间应控制在3～5分钟，否则将造 成干结。 装入填包料的阳极安装位置应与被保护的钢管保持60～70厘米 的净距，深度应在冻土层阱下，最好与被保护的钢管深度相同。 填包料的周围应加20厘米的细粒土壤，并使士湿润．以减少电阻
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。
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
随着城市建设事业的飞速发展，埋地管道的数量剧增。这些管道多采用碳钢材质，为了延长管道的使用寿命，采取相应的防护措施尤为重要，其中涂层防腐和牺牲阳极保护联合防护取得了良好的效果。本文结合一些建设案例，针对牺牲阳极保护设计和施工中的问题提出一些建议。 管道防腐通常采用涂层加牺牲阳极保护，常规阴极保护有两种方法：外加电流法和牺牲阳极法。土壤电阻率约20Ω·m，保护电流密度为0.2mA/m2，自然电位为-0.4～-0.6V，管道保护电位(参比电极Cu/Cu-SO4)低于-0.95V。经过技术经济比较，牺牲阳极保护采用牺牲阳极法较适宜，该法施工简单，安全可靠，对邻近金属管道电干扰少，不用专人管理，可延长管道寿命1倍以上。 ②带状镁阳极的使用 带状镁阳极由纯镁或镁锰合金冷轧压制而成，开路电位(参比电极Cu/CuSO4)为-1.7V，单位长度质量为0.37kg/m，宜在电阻率≥100Ω·m的环境中使用。镁带在电阻率为50Ω·m的土壤中输出电流为10mA/m，在电阻率为150Ω·m的淡水中输出电流为3mA/m。同等质量带状镁阳极比锭状镁阳极表面积大很多，如11kg 镁锭表面积为0.27m2，而11 kg镁带长度为30m，表面积为1.9m2，是前者的7倍。阳极输出电流与表面积成正比，与电阻率成反比。阳极质量决定阳极寿命。设计上应考虑当地土壤电阻率，在穿越段或套管内管道上缠绕镁带要考虑它的使用寿命应该与管道寿命相当。如果设计寿命为20年，而当地土壤电阻率较低，就不宜采用镁带，而应采用锭状镁阳极。 常规设计穿越段或套管内管道通常采用镁带缠绕安装方法。绍兴天然气利用工程中采用的带状镁阳极断面尺寸为(19±0.5)mm×(9.5±0.5)mm，每根钢管缠绕2条带状镁阳极，缠绕方式为对称分布于管道两侧，每隔1～2m设一处捆绑带，其材料为尼龙带。电缆与镁阳极采用灌锡焊。绝缘层采用复合绝缘结构，从内向外为环氧树脂、电工胶布、塑料胶布、热缩套、防腐胶布，各层胶布缠绕时搭接。电缆与管道采用双点铝热焊连接，电缆蛇行并留有余量，两焊点间距＞10cm，涂层破口尺寸为3cm×3cm，补口尺寸大于5cm×5cm。但在实际施工中这种镁带缠绕安装方法操作起来有困难，尤其是穿越段管道回拖时，缠绕的镁带会增加回拖阻力，且镁带容易脱落和断裂。因此，对于穿越段管道，建议不采用镁带，而是在出、入土点两处增设锭状镁阳极，并设置测试桩，定时检测阳极消耗量。对套管内管道，建议镁带的安装方法不采用缠绕，而是在不减少镁带量的前提下和管道平行安装，这样便于管道进入套管内而不损伤镁带。 ③三层PE涂层的优越性 在当前管道防腐涂层中，三层PE是诸多涂层中性能较优的一种，它不但有良好的机械性能，而且有良好的抗腐蚀性能和抗阴极剥离性能。三层PE涂层与阴极保护配合使用，大大降低阴极保护电流密度，从而降低阴极保护的造价。众多实例证实，新建PE涂层陆地管道所需保护电流密度约1～20μA/m2，海水管道所需保护电流密度约500μA/m2大大低于其他防腐层。但在当前设计中，由于缺乏对三层PE性能及使用寿命的认识，往往设计过于保守，造成牺牲阳极材料使用量过大。 ④绝缘装置的安装 阴极保护管道上的绝缘装置有多种形式，主要是绝缘法兰和绝缘接头。绝缘法兰必须架空，绝缘接头可直埋入地。安装绝缘装置会出现两个问题：a．如何保护绝缘装置不受强电电涌的破坏。目前绝缘接头有整体自放电型和无自放电型两种。整体自放电型绝缘接头由于内部有释放高压的装置，可省去具有相同功能的
宁波埋地管道 阴极保护牺牲阳极安装 设计方案 (最新） 2015年1月16日
目录 1工程概况 (1) 2土壤电阻率范围 (1) 3设计原则及遵循的标准规范 (1) 4设计基本参数 (1) 5牺牲阳极安装要求计算 (2) 6主要材料技术规格要求 (3) 7施工技术要求 (8) 8阴极保护效果检测 (9) 9材料安装清单 (9) 10整体安装平面简图 (10) 11现场施工安装注意事项 (11)
一、工程概况 埋地管道，DN100及DN219管道2根，材质：碳钢管线长度： 150m. 防腐层：环氧煤沥青+玻璃丝布（二布二油）。 二、土壤电阻率范围 全线管道土壤电阻率适用范围在：20-50Ω.m 三、设计原则及遵循的标准规范 3.1 严格遵守埋地钢质管道阴极保护有关的设计规范、技术标准和技术规定； 3.2 采用成熟技术、材料，做到安全可靠、经济合理； 3.3 《埋地钢质管道阴极保护技术规范》（GB/T 21448-2008） 3.4《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T 0019-97）。 3.5 《长输管道阴极保护施工及验收规范》（SY/J4006-90） 3.6 《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》（GB/T 21246-2007） 3.7 《钢质管道外腐蚀控制规范》（GB/T 21447-2008） 3.8 《防腐蚀工程经济计算方法标准》（SY/T 0042—2002） 3.9 业主方提供的其他资料、图纸。 四、设计基本参数 4.1管道基本参数;直径0.219m 及0.100m, 长度150m 防腐层为：二布二油4.2管道保护电位要求： -0.85V/-1.25V； 4.3管道最小保护电流密度取： 3mA/m2 4.4管道阴极保护设计年限为：≧30年。 4.5管道保护被保护总面积计算： 管道面积：0.219×3.14×150=103.1m2 0.1146×3.14×150=53.9m2 管道总面积:103.1+53.9=157m2 被保护总面积：管道总面积+10%设计余量=157+15.7=172.7≈173m2
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。