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材司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。
牺牲阳极的设计与安装说明
1、一般牺牲阳极工程采用镁合金牺牲阳极，规格通常为22公斤/支，也有采用14公斤、11公斤、8公斤的规格，一般安装时单支焊接或两支阳极并联为一组安装。
2、如果是并联焊接，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,距管道外壁最近不小于300mm；最小埋深部不小于1m。
可根据现场实际情况，按照有关标准规范适当调整阳极位置。
3、如果阳极采用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，采用焊锡灌注，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，然后再采用热收缩套管，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，其他五面要清洁干净，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用铝热焊剂直接将阳极电缆焊接于钢管上，然后应仔细修复焊接处的防腐层，保证该处密封绝缘。
通常采用补伤片补伤。
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，恢复地坪。
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/T21246-20232.设计概况本工程对消耗油库至外场供油干管和同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：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：5.2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75：20：5o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200mmO5.3阴极保护电缆采用铜芯电缆，型号为：YJV22-1KV∕1X10mm26.主要施工技术要求6.1阳极使用前应对表面进行处理，清除表面氧化膜和油污，使其呈金属光泽。
6.2阳极采用立式埋地敷设方式，阳极与被保护管道间距3米，成组布置阳极间距3米，阳极覆土厚度不小于15米。
6.3牺牲阳极应埋设在冻土层以下，并尽量敷设在土壤电阻率低的位置。
阳极与管道之间不应存在其他金属构筑物。
燃气管道牺牲阳极保护牺牲阳极法是最早应用的电化学保护法。
它简单易行，又不干扰邻近的设施。
牺牲阳极还是抗干扰腐蚀的一种手段，可用来排流、防雷及防静电接地。
与强制电流保护法相比，牺牲阳极法具有独特的优点和功能，因而同样受到人们的重视。
近年来，牺牲阳极技术在我国得到了推广和发展。
在生产上也向标准化、系列化方向发展。
并在油、气管道、海船及海上结构物的防护上得到了成功的应用。
一、牺牲阳极保护原理根据电化学原理，把不同电极电位的两种金属置于电解质体系内，当有导线连接时就有电流流动，这时，电极电位较负的金属为阳极、利用两金属的电极电位差作阴极保护的电流源。
这就是牺牲阳极法的基本原理。
见图10-54。
二、牺牲阳极材料由于牺牲阳极法是通过阳极自身的消耗，给被保护金属体提供保护电流。
因此，对牺牲阳极材料就产生了性能要求。
图10-54 牺牲阳极装配示意图1．要有足够负的电位，在长期放电过程中很少极化。
2．腐蚀产物应不粘附于阳极表面，疏松易脱落，不可形成高电阻硬壳，且无污染。
3．自腐蚀小，电流效率高。
4．单位重量发生的电流量大，且输出电流均匀。
5．有较好的力学性能，价格便宜，来源广。
常用的牺牲阳极有镁及镁合金、锌及锌合金以及铝合金三大类。
它们的电化学性能见表10-59。
牺牲阳极的电化学性能取决于材料的成分和杂质含量。
在牺牲阳极的标准规范中都有规定。
三、牺牲阳极种类及规格型号(一)镁合金牺牲阳极镁是比较活泼的金属，表面不易极化，电极电位比较负，所以是理想的牺牲了极材料。
但是，钝镁的电流效率不高，造价太高，所以一般都使用镁合金做牺牲阳极材料。
目前世界上流行的镁阳极成分很多，但归纳起来只有三个系列：高纯镁系、镁锰系和镁铝锌锰系。
其典型的代表成分见表10-60。
这三个系列中，Mg-6 Al-3 Z n-0.15Mn 是使用最广泛的，也是国内定型生产的商品化镁阳极，用于土壤和淡水中性能最佳。
镁镁锰 <0.01 - 0.5～1.3 余量 - <0.02 <0.001 <0.03 Gal vomag镁铝 锌锰 5.3～6.7 2.5～3.5 0.15～0.6 余量 <0.1 <0.02 <0.03 <0.005 SYJ19-1986镁阳极的化学成分应符合表10-61的规定。
输油管道阴极保护方案牺牲阳极阴极保护施工方案河南汇龙合金材料有限公司石油安全作为工业生产的血液，一直是人们特别关注的问题，特别是在石油管道的保护中，我们要做好相关的保护，尤其是阴极保护。
我们都知道，在石油运输过程中，静电是非常可怕的，它对安全的威胁是难以描述的。
因此，管道用户和实际铺设人员总是要提前做好静电处理，而采取所谓的阴极保护措施是最常用和有效的方法之一。
在埋地管道阴极保护施工中，会对防腐层造成或多或少的损坏，因此有必要对损坏的部分进行修复。
阴极保护是一项技术含量较高的工作，施工单位和操作人员都应注重专业素质的培养和专业水平的提高。
管道一旦埋在地下，就会长期留在地下，原材料的质量无法得到保证，不仅影响管道的正常使用，而且增加了维护的难度，带来安全风险。
因此，在管道施工中，我们必须选择合格的原材料进行加工，相关部门要做好监督工作，确保原材料的采购和调配能够正常有序地进行。
确保原材料质量合格，控制涂层质量，保证厚度均匀性。
实际涂层的厚度往往与理论涂层的厚度不一致，其厚度受工艺、工艺和操作质量等诸多因素的影响。
如果涂层太薄，防腐效果不明显。
太厚会增加成本。
因此，随着生产工艺的不断进步，应不断改进涂装工艺，及时对腐蚀的管道进行修复和修复，使阴极保护工作更加全面。
此外，为了控制工程质量，还要制定统一的标准，制定严格的规章制度，有章可循，违章经营必须追究责任。
这样，不仅将施工单位的工作趋于规范化，也有利于阴极保护工作的顺利开展。
通常情况下我们会用万用表逐一检测阳极和电缆之间的电气连接。
如果发现阳极电连接不良或断线，则不能在施工过程中使用。
施工过程中严禁用力拉索，防止索缝断裂。
为了加速阳极表面的活化，在装配阳极前应先去除阳极表面的油脂和氧化物。
方法是用砂纸或手工砂轮打磨阳极，然后用无水乙醇擦拭。
阳极包装中的包装材料为膨润土、硫酸钙、硫酸镁，按50%、25%、25%的比例。
每个专用白布袋内装50kg 经表面处理的镁合金牺牲阳极。
一、阳极接地电阻Ra=ρln(L/r)/2πL"J'K'l4W'l*V/aRa=阳极接地电阻(ohms)&g.T)S#L:K/S,Jρ=土壤电阻率(ohm-m)*D/D"a7_4x1o HL=阳极长度(m)r=阳极半径（m）需要指出的是，由于填料电阻率很低，阳极的长度和半径是根据填料袋尺寸来确定。
:t3j(S0a7K4R3b+}二、阳极驱动电位,h(V$H$w0t&U$^;x假设被保护结构的极化电位为-1.0V，则驱动电压ΔV=V+1.0。
;@)@2s4I.P/M'eV=阳极电位：高电位镁阳极-1.75V，低电位镁阳极-1.55V，锌阳极电位-1.10V。
三、阳极发电量计算阳极实际发电量I=ΔV/Ra1h3a*`'O m四、应用举例：某埋地管道，长度为13公里，直径159毫米，环氧粉末防腐层，处于土壤电阻率30欧姆.米环境中，牺牲阳极设计寿命15年。
计算阳极的用量。
&U4b,E;X/L&B'_)l%f#a.l:Y4^由于土壤电阻率较高，设计采用高电位镁阳极阴极保护系统。
(X6E$h%c'B2F'O-g1、被保护面积：A=π×D×LD=管道直径，159mmL=管道长度，13x103mA=3.14×0.159×13000=6490m22T!Z:{&a4M%R2、所需阴极保护电流：I=A×Cd×（1-E）(Q,i9}(E$s9?.{1T)z I=阴极保护电流Cd=保护电流密度，取10mA/m2E=涂层效率，98%)i(q)S%M4L)Q-R7`'w%p'oI=6490×10×2%=1298mA3、根据设计寿命以及阳极电容量计算阳极用量W=8760It/ZUQ8F9I3c,n'@.V-{7r9V!G hI=阳极电流输出(Amps)t=设计寿命(years)U=电流效率(0.5)%u(a'b:Y2v.I"d*TZ=理论电容量(2200Ah/kg)8E5T#{"]:pQ=阳极使用率（85%）)?,];P;F"V/r+p5oW=阳极重量(Kg)W=8760×1.298×15/（2200×0.5×0.85）=183Kg.L"r2I2u)T 选用7.7公斤镁阳极，需要24支。
“牺牲阳极保护接地”在北京现代油库工程中的应用发表时间：2008-11-05T10:33:57.530Z 来源：《中小企业管理与科技》供稿作者：刘影[导读] 摘要：油罐的使用寿命主要受电化学腐蚀的影响，目前解决油罐电化学腐蚀的主要方法是对其采取保护措施，牺牲阳极保护接地系统是一种有效的解决方式。
在延长油罐的使用寿命方面，起着不可替代的巨大作用。
摘要：油罐的使用寿命主要受电化学腐蚀的影响，目前解决油罐电化学腐蚀的主要方法是对其采取保护措施，牺牲阳极保护接地系统是一种有效的解决方式。
在延长油罐的使用寿命方面，起着不可替代的巨大作用。
关键词：油罐牺牲阳极参比电极测试桩一、引言：目前，牺牲阳极保护接地在化工行业中的应用很广泛，在冶金行业中应用还比较少。
随着发展，牺牲阳极保护接地系统将在冶金施工中有更多的应用，所以有必要对其进行研究和分析运用。
二、牺牲阳极保护接地系统概述地下油罐处于一定的土壤环境中，极易腐蚀，影响作业安全和油罐的利用率。
同时腐蚀是罐体发生泄漏的重要因素之一。
因为罐体施工中无法保证漆膜完整，涂装前表面处理也很难做到彻底干净（喷砂时的天气影响，喷砂后不能及时涂装），所以很容易受到腐蚀。
一般七年左右罐体就会穿孔，引发安全事故。
对此必须采取一定的对策。
金属防腐蚀的方法很多，主要有改善金属的本质，把被保护金属与腐蚀介质隔开，或对金属进行表面处理，改善腐蚀环境以及电化学保护等。
在北京现代工程油库施工中采用牺牲阳极保护法联合重防腐涂层对油罐进行保护。
牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极，固定在被保护金属上，形成腐蚀电池。
在腐蚀电池中，阳极腐蚀，阴极不腐蚀。
利用这一原理，可以引入一种金属作为阳极，油罐作为阴极建立腐蚀电池，当发生电化腐蚀时，被腐蚀的是那种比铁更活泼的金属，从而使罐体（铁）得到保护，参见图一。
图一牺牲阳极保护系统简图三、北京现代油库工程概述北京现代工程的油库位于发动机车间，油库共有两个储油罐并行排列、卧式，油罐容积15m3/个,油罐分别置于两个水泥槽内，单个水泥槽长为8米，宽为4米，水泥槽内涂沥青涂料，采用缠绕防腐胶带与牺牲阳极保护的联合防腐方案，使用寿命至少达到20年。
牺牲阳极计算一、被保护管道所需的总的保护电流强度I= S.J＝πDL.JS：表面积（m2）2二、单支阳极输出电流（经验公式）I Mg=150000fy/ｐI Zn=80000fy/ｐI：阳极输出电流（mA）ｐ：土壤电阻率（Ω.cm）f:系数7.7Kg－1.0 9kg－1.60 14.5Kg－1.06三、并联阳极的输出电流N＝2I/I0五、阳极重量（对于永久性管道不低于20~30年）W＝8760I.T/ Qηη1W：阳极总重量（千克）I：阳极发生电流（A）T：阳极工作寿命（年）Q：理论发生电量（A.h/Kg）Mg：2210 Zn：820 AI：2880η：电流效率Mg：40~55％Zn：65~90％AI：40~85％η1：阳极利用率0.8~0.85阳极与管道外壁距离一般为3~5米，最小不小于0.3米，埋深不小于1米，阳极间距以3米左右为宜。
阳极开路电位：（－V）Mg：1.55~1.6 Zn：1.05~1.1 AI：0.95~1.1管道自然电位：－0.55V左右（硫酸铜电极）土壤电阻率阳极种类>100 不宜采用牺牲阳极60~100 高电位的纯镁系或镁锰系15~60 Mg－Al－Zn－Mn系<15 Mg－Al－Zn－Mn系或Zn合金<10(含Cl-) Zn合金或Al－Zn－In系<4 不宜采用计算步骤1.确定每组阳极的种类和保护范围。
2.计算牺牲阳极的发生电流（根据绝缘层电阻或最小保护电流密度）和接地电阻。
3.确定总重量。
4.根据总重量选择单支阳极的尺寸及数量。
1.发生电流计算同上2.当管道绝缘良好时，只考虑涂层电阻。
接地电阻：R阳＝(E a－E p)/(E p-E c).(r1/S.L)I A=(E a－E c)/(R阳+(r1/S.L))R阳：牺牲阳极接地电阻（欧）E a：阳极开路电位（伏） 1.6E c：被保护管道自然电位（伏）-0.55E p：被保护管道要求的自然电位（伏）r1：1米2管道上，防腐层电阻（欧.米2）S：单位长度管道的表面积（米2/米）L：管道长度（米）I A：牺牲阳极组输出电流（安）3.单支阳极接地电阻（简化公式）L1＝0.9,D1＝0.2,t＝1时，R a＝0.43ｐ(8公斤锌阳极)L1＝1.2,D1＝0.3,t＝1.5时，R a＝0.32ｐ(8公斤镁阳极)L1＝1.2,D1＝0.3,t＝2时，R a＝0.33ｐL1：填包料体积的长度（米）D1：填包料体积的直径（米）t：从地面至阳极中心的埋设深度（米）R a：单支牺牲阳极接地电阻（欧）ｐ：埋设点土壤电阻率（Ω.m）阳.K。
