常见牺牲阳极在不同阴极保护工程中的应用

牺牲阳极施工图设计说明（五）阴极保护1.主要设计及施工规范《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2018《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2017《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T21246-20202.设计概况本工程对消耗油库至外场供油干管和回油干管进行牺牲阳极阴极保护。

供油干管与回油干管平行敷设，采用联合阴极保护方式，被保护管道两端设绝缘接头。

被保护管道相关数据见下表：序号名称材质管径（外径X壁厚）（mm）长度（m）防腐层备注1供油干管20＃377X1216003PE加强级2回油干管20＃219X816003PE加强级3.设计参数土壤电阻率：30Ω·m覆盖层电阻率：≥10000Ω·m2设计使用年限：20年管道最小保护电流密度：0.05mA/m2管道自然电位：-0.55V（CSE）管道最小保护电位：-0.85V（CSE）4.设计内容及技术参数4.1本工程设5组镁合金牺牲阳极，每组设3支阳极块，每组间距400米。

4.2设测试桩5组，与牺牲阳极结合设置。

5.材料的选用及技术要求5.1本工程选用镁合金牺牲阳极，牌号:AZ63B，质量符合《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015中的要求。

阳极形状选用梯形。

牺牲阳极应具有完整的质量证明文件，阳极上应标记材料类型，阳极质量和炉号。

阳极电化学性能、规格尺寸如下表：牌号开路电位V（CSE）工作电位V（CSE）实际消耗率Kg/（A·a）重量（Kg）尺寸（mm）备注AZ63B-1.57～-1.60-1.52～-1.577.511700X（110+90）X885.2牺牲阳极填包料由石膏粉、膨润土和工艺硫酸钠组成，它们的质量百分比为75：20：5。

填包料预包装，袋子应采用麻袋或棉质布袋，不应采用化纤类包装袋。

填料厚度应均匀密实，各个方向填料厚度不小于200mm。

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。

钢管桩牺牲阳极阴极保护设计实例摘要：高桩码头是如今广泛应用的成熟水工结构型式，钢管桩强度高、耐锤击性好，常常被用作码头的桩基。

桩位作为码头结构的基础，直接影响到整个码头工程的耐久性和使用年限，而其中防腐设计对于钢管桩的寿命尤为重要。

文章结合瓦努阿图共和国某码头改扩建工程的钢管桩防腐设计，提出了钢管桩牺牲阳极阴极保护的防腐设计实例，对南太平洋地区的钢管桩防腐有一定的借鉴意义。

关键词：钢管桩；防腐；牺牲阳极0 前言海洋犹如一个庞大而复杂的电解质体系，海洋环境具有很强的腐蚀性。

高桩梁板式码头结构中，钢管桩暴露在复杂的海水环境中，海洋大气中的盐雾、海水中的溶解氧、海洋生物、海底土壤中的细菌等，在钢管桩未进行有效保护的状态下都可不同程度地造成钢管桩的腐蚀，且腐蚀速度远大于陆地环境，从而影响工程的使用功能及外观，降低结构的使用寿命。

据资料报道，20世纪60年代日本曾发生过多次钢管桩码头由于未采取有效保护，以致造成局部严重腐蚀导致码头塌陷的事故。

可见，对钢管桩采取及时有效的防腐保护措施是非常必要的。

1 工程背景该码头位于瓦努阿图共和国，本工程对码头进行改扩建，新建码头平台长228m，维修现有桩基码头132m，以实现最终泊位总长度360m；新建码头平台满足靠泊3万吨级杂货船或10万GT邮轮的能力；码头年游客吞吐量为12万人次，年货运吞吐量45万t，其中出港10万t，进港35万t。

码头为顺岸布置，总泊位长度约为360m：已有桩基码头长度约为132m，宽度为22m或27m不等；新建泊位总长度为230m，其中东侧长度73m，西侧长度155m；新建平台宽度为20m。

码头平台采用高桩梁板结构，排架间距为6m，平台宽度为20m，每榀排架设置4根Φ1000mm钢管桩；上部结构采用现浇横梁，预制纵梁及叠合板与现浇面层。

本工程共计175根钢管桩，均需防腐设计。

2 自然条件瓦努阿图位于南半球，受热带海洋性气候影响；多年气温在23°~30°之间。

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-------------------------------------------------------- 81、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: -------------------- 92、牺牲阳极法的施工: ------------------------------------------ 9一、概述（一）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。

（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。

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--------------------------------------------------------81、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下 : --------------------92、牺牲阳极法的施工 : ------------------------------------------9将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或者合金，该金属或者合金为阳极，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。

1、不需要外部电源；2、对邻近金属构筑物无干扰或者很小；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。

牺牲阳极应用中的几个问题王芷芳天津大学材料学院300072朱安纲天津市煤气工程设计院300381摘要: 本文从牺牲阳极应用范围、阳极材料的选择、阳极埋土环境、阳极在升温条件下的工作、介质成分的影响、以及阳极布置、带状阳极等方面说明牺牲阳极在应用中需注意的几个问题.关键词: 镁阳极、锌阳极、铝阳极、应用、注意事项一牺牲阳极应用范围·SY/T0019-97 (埋地钢质管道牺牲阳极保护设计规范)一般规定:3.0.4被保护的管道应具有质量良好的覆盖层，新建管道的覆盖层电阻不得小于10000Ω.m2，否则不宜采用牺牲阳极。

对于旧管道，应根据具体需要决定。

3.0.5当土壤电阻率大于100Ω.m时不宜采用牺牲阳极。

以上两条告知:牺牲阳极适用在具有良好覆盖层，以及土壤电阻率低的场合。

否则技术上不可行或经济上不合理。

通常强制电流阴极保护不受此限制。

二、牺牲阳极种类的应用选择: 按上述标准从表中得知:镁阳极用在高土壤电阻率、淡水; 锌阳极用在低土壤电阻率、海水、咸水; 铝阳极不宜用在土壤中、可在海水中使用。

三、牺牲阳极埋土环境的重要性据四川石油设计院钟富荣调查报导[2]北滩油库输油管道的镁阳极使用6年后，北京一条液化气管道镁阳极埋于菜地使用14年后，都能输出相当大的保护电流。

与之相反，埋于土壤不那么潮湿的野草地里，镁阳极只能输出小得多的电流。

锌阳极情况与镁阳极相似。

这说明把带填包料的牺牲阳极埋于持久潮湿土壤里，才能长期正常运行。

笔者在塔里木的塔中作业区，处于干燥少雨的沙漠，镁阳极驱动电位很低，开路电位正移，仅能发出几个毫安甚至微安级电流。

阳极表面形成坚硬外壳，不均匀溶解，呈坑蚀状，管道未受到保护。

北滩油库输油管道的镁阳极使用6年仍能输出大电流，是因为镁阳极四周填料在水分持久充足的土壤里，镁阳极外层未生成高电阻腐蚀产物。

石楼一燕山管道镁阳极埋地5年完全输不出电流，是因为镁阳极埋于不很潮湿的土壤中，挖出检查，观察到镁阳极外层有高电阻腐蚀产物。

牺牲阳极保护的适用范围-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：阳极保护是一种被广泛应用于金属结构物中防止腐蚀的方法。

它通过在金属结构物表面引入一种可供电的阳极材料，在阴极保护的作用下，通过电化学反应形成一层保护层来延缓或抑制金属的腐蚀过程。

然而，牺牲阳极保护作为阳极保护的一种重要形式，它的应用范围也需要在实际工程中进行合理的界定。

本文旨在探讨牺牲阳极保护的适用范围，并结合相关理论和实践经验，分析牺牲阳极保护的原理以及在不同环境条件下的应用情况。

在正文部分，将对阳极保护的基本概念进行阐述，深入解析牺牲阳极保护的原理和机制。

此外，将论述牺牲阳极保护在不同领域中的实际应用案例，并对其适用性进行界定。

在结论部分，将总结分析牺牲阳极保护的适用范围，并提出未来发展方向。

通过对现有研究成果的整理和对比，对牺牲阳极保护技术进行评估和展望，为今后在不同环境下合理应用牺牲阳极保护提供参考意见。

通过本文的研究，希望能够对牺牲阳极保护的应用范围进行深入探讨，为相关领域的工程实践提供理论和技术支持，从而更好地应对金属结构物的腐蚀问题。

文章结构是指文章整体的组织架构和分布，它的合理安排可以使读者更好地理解和接受文章的内容。

本文的结构如下：1.引言1.1 概述在引言部分，将对牺牲阳极保护的概念进行简要介绍，说明其重要性和应用场景。

1.2 文章结构本文将分为三个部分来进行论述。

首先，会对阳极保护这一概念进行解释和介绍。

接着，会详细讲解牺牲阳极保护的原理和工作机制；最后，会对其适用范围进行界定，并探讨未来发展的方向。

1.3 目的在引言中还需要明确本文的目的，即通过对牺牲阳极保护的适用范围进行分析和总结，希望能够提供相关领域的实践经验和研究方向。

2.正文2.1 理解阳极保护在这一部分，将详细介绍阳极保护的定义、原理、常见的应用领域和意义，以便读者能够对该概念有一个全面的了解。

2.2 牺牲阳极保护的原理这一部分将深入探讨牺牲阳极保护的原理和工作机制，包括牺牲阳极的材料选择、阳极与被保护金属之间的电位差、电化学反应等内容。

阴极保护工程技术手册实例应用篇一、钢质管道阴极爱护方法与设计１、钢质管道牺牲阳极阴极爱护：①设计运算：管道表面积运算：S=2πrLS—管道表面积 r —管道半径 L—管道长度管道爱护电流运算：I =S IaI—管道爱护电流S—管道表面积Ia—管道爱护电流密度）阳极输出电流：Ｉａ＝△E/RＩａ—阳极输出电流A △E—阳极有效电位差VR—回路总电阻R阳极数量：N=f.IA/IaN—阳极数量IA—所需爱护电流A Ia—单支阳极输出电流A F—备用系数，取2-3倍阳极使用寿命：Ｔ＝0.85 W/ωIT —阳极工作寿命a W—阳极净质量，kgω—阳极消耗率kg/(A.a) I—阳极平均输出电流，A②设计、安装说明：1、一样牺牲阳极工程采纳镁合金牺牲阳极，规格通常为22公斤/支，也有采纳14公斤、11公斤、8公斤的规格，一样安装时单支焊接或两支阳极并联为一组安装。

2、假如是并联焊接，相邻阳极组最好分布在管道两侧。

阳极组距管道外壁约2.0m左右,距管道外壁最少不小于300mm；最小埋深部不小于1m。

可依照现场实际情形，按照有关标准规范适当调整阳极位置。

3、假如阳极采纳4支一组，同侧阳极组间距最低不小于2米。

4、阳极钢芯与电缆连接，采纳焊锡灌注，以减少接触电阻，同时应保持连接处的绝缘密封，需包覆环氧树脂玻璃布，然后再采纳热收缩套管，加以密封和绝缘，阳极的钢芯一端阳极端面，须涂环氧树脂，确保该端面不起作用，其他五面要清洁洁净，放入盛有阳极填充料的棉布口袋中。

5、阳极电缆可用10mm2电缆，可用vv-1kv/1x10mm2。

6、牺牲阳极与钢管可采纳铝热焊剂直截了当将阳极电缆焊接于钢管上，安装前，第一在管道防腐层上切割出一个100mm*100mm 的焊接口，或依照焊接施工情形对焊接口大小进行相应调整。

并清理焊接口保持表面干燥和清洁，以保证焊接质量。

焊接完成后采纳补伤片补伤，认真修复焊接处的防腐层，保证该处密封绝缘。

7、阳极安装在阳极坑后进行回填，在回填土中不应含有砖、石等，若坑内较干燥时，应在阳极外的布袋上盖上一层薄土后，向坑内灌水，使阳极布袋内的填料饱和吸满水，然后再回填并夯实，复原地坪。

长输管道外加电流阴极保护与牺牲阳极保护综合应用发表时间：2017-11-07T15:01:26.163Z 来源：《防护工程》2017年第14期作者：尹伟伟1 周平2 高攀1 [导读] 本文对地下长输天然气管道外加电流阴极保护和输气站场牺牲阳极保护的电化学过程分析可清楚地解释地下长输管道外加电流阴极保护中在设计。

1.湖南中石油昆仑湘娄邵天然气输配有限公司湖南娄底 417000；2.中国石油天然气中国石油西气东输武汉管理处湖北武汉 430000 摘要：长输管线由于是压力输送必须采用无缝钢管，因此防止长输管道腐蚀技术已经是摆在延长管道生命和保持长期生产安全运行的重要课题，本文对地下长输天然气管道外加电流阴极保护和输气站场牺牲阳极保护的电化学过程分析可清楚地解释地下长输管道外加电流阴极保护中在设计、施工和运行维护方面的巨大作用。

关键词：埋地钢质管道；外加电流；牺牲阳极；阴极保护；输气站场1 两种保护方式在输气管道工程中的实际应用忠武输气管道工程(简称川气出川管道工程)是恩泽两湖的重点工程，也是“十五”期间国家重点建设项目，总投资近50亿元。

工程于2003年8月正式开工，2004年11月中旬实现干线及黄石支线、襄樊支线进气投产；2005年5月26日湘潭支线投产，标志着忠武输气管道实现全面投产，对于改善“两湖”地区的能源结构具有重大意义。

主干管线西起重庆市忠县县，东至湖北武汉市，“三支”是武黄支线，途经武汉市、鄂州市、黄石市，荆襄支线途经荆州市、仙桃市、荆门市、宜城市、襄樊市，潜湘支线途经潜江市、监利市、岳阳市、湘潭市，全长1375km，管道途经一市（重庆）、两省（湖北、湖南）、15个市（州）、31个县（区），主干线选用X65管径711mm螺旋缝埋弧焊接钢管，支线采用X52螺旋缝埋弧焊接钢管。

钢管外防腐采用TEG燃气发电供给恒电位仪阴极保护与聚乙烯三层结构的联合保护方式，输气站场采用埋设阳极地床牺牲阳极保护模式和三层PE联合保护。