海洋工程中铝合金牺牲阳极的设计_2020

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。

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。

铝合金牺牲阳极的应用在我们的日常生活中，你可能从未留意过一种神秘而又重要的存在——铝合金牺牲阳极。

但在许多你看不见的地方，它正默默地发挥着巨大的作用呢！想象一下这样一个场景：在波涛汹涌的大海边，一艘巨大的轮船正稳稳地停靠在港口。

海风呼呼地吹着，海浪不断地拍打着船舷。

在这看似平静的表象之下，一场金属的“战斗”正在悄然进行。

这艘轮船的船身，长期浸泡在海水中，面临着严重的腐蚀威胁。

这时候，铝合金牺牲阳极就像一位勇敢的“卫士”挺身而出。

它被安装在轮船的特定部位，与船身的金属结构紧密相连。

你或许会好奇，这铝合金牺牲阳极到底是何方神圣？其实啊，它就像是一个甘愿自我牺牲的“英雄”。

它的化学性质比船身的金属更活泼，所以在海水这个“大战场”上，它总是冲在前面，优先被腐蚀掉，从而保护了船身金属不受侵蚀。

你看，它是不是特别伟大？这就好比在一场战斗中，有一个勇敢的战士，用自己的身体为战友挡住了敌人的攻击。

不仅是轮船，在各种海洋设施，比如海上石油平台、海底管道等等，铝合金牺牲阳极也发挥着同样重要的作用。

它就像一个不知疲倦的守护者，默默地坚守在岗位上，为这些设施的安全运行保驾护航。

在一些大型的储油罐底部，铝合金牺牲阳极也有它的身影。

储油罐里储存的各种液体，也可能对罐体造成腐蚀，而它就挺身而出，勇敢地承受着腐蚀的“攻击”。

再想想我们的日常生活，虽然我们直接接触铝合金牺牲阳极的机会不多，但它的存在却间接地影响着我们的生活。

如果没有它保护那些重要的设施和装备，我们的交通、能源供应等方面可能都会受到影响。

难道你不觉得铝合金牺牲阳极是一种神奇而又伟大的发明吗？它虽然看似不起眼，却在各个领域发挥着不可或缺的作用。

总之，铝合金牺牲阳极在海洋工程、石油化工等众多领域的应用至关重要。

它以自我牺牲的精神，守护着各种金属设施的安全，为我们的现代生活提供了坚实的保障。

它是真正的幕后英雄，值得我们为它点赞！。

董家口港区原油商业储备库（一期）
铝合金牺牲阳极
数据单
目录
第一部分工程概况 (3)
第二部分现场条件 (3)
1、安装场所 (3)
2、安装环境条件 (3)
第三部分专用技术要求 (3)
第四部分数据表 (3)
第一部分 工程概况
本工程位于青岛市西海岸新区泊里镇，建设规模为 520×10 4m 3。

储罐全部选用单 罐容积为10×10 4m 3 的双盘式外浮顶油罐，共计52 座。

整个项目分三期建设，初步分期 计划：一期建设 16 座储罐（160×10 4 m 3 容量）及相关配套设施和库内所有生产、办公 管理辅助设施；二期建设 24 座罐（240×10 4 m 3 容量）、工艺配管及相关配套设施；三 期建设 12 座罐（120×10
4 m 3 容量）、工艺配管及相关配套设施。

本工程一期建设的 16 座原油储罐底板内表面及浸水区罐壁采用铝合金牺牲阳极保护。

第二部分 现场条件
1、安装场所
原油储罐罐底板内表面及浸水区罐壁 2、安装环境条件
原油储罐罐底板内表面及浸水区罐壁
第三部分 专用技术要求
铝合金牺牲阳极的技术要求详见《牺牲阳极技术规格书》JC-AC-SP-004。

第四部分 数据表。

牺牲阳极电保护法一、引言随着现代工业的发展，金属腐蚀问题越来越突出，对于海洋、石油、化工等领域的设备和管道来说，防止金属腐蚀已经成为一项非常重要的任务。

而阳极电保护法是目前应用最广泛的一种防腐方法之一。

本文将详细介绍牺牲阳极电保护法。

二、什么是牺牲阳极电保护法？牺牲阳极电保护法（Sacrificial Anode Cathodic Protection）是一种通过在被保护金属表面安装一个更容易被腐蚀的金属（即“牺牲阳极”），使其成为阴极，从而减缓或阻止被保护金属的电化学反应过程，达到防止金属腐蚀的目的。

三、如何实现牺牲阳极电保护？1. 选取合适的材料在进行牺牲阳极电保护时，需要选取与被保护金属有较大差异电位的材料作为阳极。

通常使用锌、铝、镁等贵金属以外的易于溶解和氧化的金属作为阳极。

2. 设计合理的阴阳极布置在进行牺牲阳极电保护时，需要合理布置阳极和被保护金属之间的距离和数量。

一般来说，阳极应该分布在被保护金属表面附近，并且数量要足够多，以确保整个被保护表面都能得到充分的防腐保护。

3. 维护和更换阳极在使用牺牲阳极电保护时，需要定期检查、维护和更换阳极。

因为随着时间的推移，阳极会逐渐被溶解掉，直到完全消失。

因此，在使用过程中需要定期更换新的阳极。

四、牺牲阳极电保护法的优缺点1. 优点：（1）成本低：相对于其他防腐方法来说，牺牲阳极电保护法成本较低。

（2）易于实现：只需要安装一个简单的系统就可以实现防腐效果。

（3）维护方便：只需要定期更换或补充新的阳极即可。

2. 缺点：（1）只适用于特定场合：只有在特定环境下才能使用，如海洋、石油、化工等领域。

（2）需要定期更换阳极：由于阳极会逐渐被溶解掉，因此需要定期更换新的阳极。

（3）效果受到环境影响：在不同的环境下，牺牲阳极电保护法的效果也不同。

五、牺牲阳极电保护法的应用1. 海洋工程海洋中的金属设备和结构很容易遭受腐蚀。

因此，在海洋工程中广泛使用牺牲阳极电保护法来防止金属腐蚀，如船舶、海底管道等。

牺牲阳极保护设计方案1、概述2、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BS 7361阴极保护工程手册2）设计指标及设计参数1保护对象：高压燃气管道直径：457mm壁厚：10.3mm管道材质：L390钢管2电流密度：0.2mA/m2；3保护电位：-0.85～-1.40V（相对饱和铜/硫酸铜参比电极）4保护年限：16年3、方案设计1）设计参数管道涂层： 3PE保护面积： S=12419.75m2保护电流密度：i=0.2mA/m2本方案采用镁合金牺牲阳极（Mg-Al-Zn-Mn,14Kg/支）对管道外护钢管实施牺牲阳极阴极保护。

2）设计计算1保护电流：I1＝i×S1＝0.0002×13661.7＝2.73（A）阳极数量： N＝式中If：阳极发生电流，单位为 A，总保护电流为2.73A，②阳极数量：N＝式中IMg：镁阳极发生电流，单位为 A，单支镁阳极发生电流计算：IMg＝150000fy/ρ＝0.063A式中f取、y为系数，ρ为土壤电阻率。

代入数据得出，N＝≈44支。

考虑道施工时的不可预见因素，牺牲阳极数量增加10％的裕留量：阳极数量N实＝44×110％≈49支③特殊管段的保护管道全程定向钻穿越一次，长328米，此处保护方法，采用在穿越两头加埋4组阳极体进行阴极保护；全程套管全长767米，设计采用Φ9×19的镁带进行缠绕保护，镁带长度按与套管长度1：3的长度进行缠绕保护施工。

④阳极总数：阳极体57支；镁带2301米。

700 TEU集装箱船牺牲阳极系统设计按照CB/T3855-1999《海船牺牲阳极的阴极保护设计和安装》进行计算。

其中船主尺度总长Loa 124.50m垂线间长Lpp 116.50m型宽 B 20.80m型深 D 10.70m吃水T 8.00m设计技术要求：1、船体部分牺牲阳极使用寿命须满足3年要求；2、压载水舱部分牺牲阳极使用寿命须满足3年要求；3、螺旋桨部分牺牲阳极使用寿命须满足3年要求；4、海底箱部分牺牲阳极使用寿命须满足3年要求；5、舵部分牺牲阳极使用寿命须满足3年要求。

请设计700 TEU集装箱船牺牲阳极系统①请为700 TEU集装箱船的船体、螺旋桨、海底箱、舵部分、压载水舱的牺牲阳极选型②计算船体、螺旋桨、海底箱、舵部分，压载水舱部分牺牲阳极发生电流量。

③确定保护电流密度④估算对于船体、螺旋桨、海底箱，压载水舱的牺牲阳极使用寿命⑤牺牲阳极用量参考材料：1、阳极材料Al-Zn-In牺牲阳极，详细如下：型号：A11H-5 GB/T4948-2002规格：A H=400mmB H=120mmC H=50mm净重m H=5.8kg毛重mo H=6.5kgAl-Zn-In牺牲阳极，详细如下：型号：A11T-3 GB/T4948-2002规格：A T=500mmB1T=110mmB2T=130mmC=120mm净重：m T=18kg毛重：mo T=20kg牺牲阳极当量长度S H=(AH+BH)/2=26cm牺牲阳极的接水电阻R H=ρ/2S H其中：ρ——抗海水腐蚀性25Ω.cmI fH=△E/R H*1000 其中：△E-铝合金阳极驱动电位，△E=0.25V牺牲阳极的防腐电阻R=ρ- 抗海水腐蚀率25Ω*cmL- 牺牲阳极长度50cmr- 牺牲阳极的相当半径c- 牺牲阳极断面周长c≈48cm所以： r=其发生的电流量△ E --- 0.25V 保护电位差R --- 牺牲阳极的防腐电阻牺牲阳极实际电容，Q=2400A.h/kg; 2，面积船体外板面积S1≈3376㎡螺旋桨表面积S3≈22.95㎡低位海水箱面积S4≈11.6㎡高位海水箱面积S5≈23㎡应急海水箱面积S6≈10㎡舵表面积S7≈40㎡。

不同表面处理对铝合金在海洋环境中腐蚀抵抗性的影响铝合金在海洋环境中的腐蚀抵抗性一直是一个备受关注的话题。

表面处理是提高铝合金抗腐蚀性能的重要手段之一。

本文将探讨不同表面处理对铝合金在海洋环境中腐蚀抵抗性的影响，并对各种表面处理方法进行评价和比较。

一、铝合金在海洋环境中的腐蚀问题铝合金由于具有轻量化、强度高等优势，在航空、航天、汽车等领域得到广泛应用。

然而，由于海洋环境中存在盐雾、湿度高、氯离子等腐蚀因素，铝合金容易发生腐蚀。

腐蚀严重影响铝合金的性能和使用寿命，因此加强对铝合金在海洋环境中的腐蚀抵抗性研究至关重要。

二、表面处理对铝合金腐蚀抵抗性的影响1.阳极氧化阳极氧化是一种常见的表面处理方法，通过在铝合金表面形成一层氧化膜来提高其腐蚀抵抗性。

氧化膜的厚度和孔隙度对腐蚀性能有重要影响，一般来说，氧化膜越厚、孔隙度越小，腐蚀抵抗性越好。

2.化学处理化学处理是通过表面溶液中的化学物质对铝合金表面进行溶解和转化，形成一层保护膜。

常见的化学处理方法有酸洗、钝化等。

化学处理能够提高铝合金的表面质量和耐腐蚀性能。

3.电镀电镀是一种将其他金属或合金沉积在铝合金表面的方法，形成一层具有较好抗腐蚀性能的涂层。

镀层的厚度和成分对腐蚀性能有重要影响，合适的电镀工艺能够显著提高铝合金的抗腐蚀性能。

4.有机涂层有机涂层是将有机涂料涂覆在铝合金表面的方法，形成一层保护膜。

有机涂层具有较好的耐腐蚀性能和美观性，但由于涂料本身的劣化和破损，有机涂层的腐蚀抵抗性相对较弱。

5.复合表面处理为进一步提高铝合金的腐蚀抵抗性，可以采用多种表面处理方法的复合。

比如将阳极氧化与化学处理相结合，形成复合氧化膜，能够显著提高铝合金的抗腐蚀性能。

三、不同表面处理方法的评价和比较不同的表面处理方法在提高铝合金腐蚀抵抗性方面各有优劣。

阳极氧化能够形成较为均匀的氧化膜，但其膜层相对较薄，容易受到机械破坏；化学处理方法简单易行，但成本较低、膜层质量较差；电镀能够形成良好的保护膜，但电镀工艺复杂并且有环境污染问题；有机涂层美观性好，但腐蚀抵抗性相对较弱。