牺牲阳极接地电阻以及发电量计算
阳极地床的反电动势和阳极发电量的计算
阳极地床的反电动势和阳极发电量的计算在已有的阴极保护文献中，一般把阳极地床的反电动势规定为2V。
经过多次现场的测试，我们发现阳极地床的自然电位一般在+0.25V CSE左右（碳粉回填料），而管道的自然电位一般在-0.06V CSE 左右。
因此我们认为，阳极地床的反电动势规定为2V有些过大，我们认为规定该值为1.0V较为接近及时情况。
因此在计算电源输出电压时，在计算值上加上1.0V即可。
由于恒电位仪的输出电压往往远远高于实际计算的电压值，所以，该值可以忽略不计，只是在估算阳极地床接地电阻时，需要考虑该电压引起的误差。
目前，多数外加电流阳极用镀锌铁皮筒予填包，在阴极保护通过的初期，该镀锌铁皮还没有消耗，此时测量的阳极地床电位在-0.85V CSE左右，接近管道的自然电位，因此，在计算阳极地床接地电阻时，所考虑的反电动势力很小。
阴极保护最初投用时，可以根据实测的阳极地床电位及管道自然电位计算反电动势大小，从而得到较为精确地地床接地电阻值。
牺牲阳极驱动电位为阳极的开路电位减去结构的极化电位（一般用保护电位，设计时可采用-0.85V CSE），假设被保护结构的极化电位为-1.0V，则驱动电压△V=V-（-1.0）。
高电位镁阳极开路电位-1.75V，低电位镁阳极开路电位-1.55V；锌阳极电位-1.10V。
阳极发电量计算，阳极发电量为驱动电压除以阳极接地电阻：I=△V/Ra阴极保护系统在设计阶段的时候，需要计算出一个阴极保护站保护结构的最大距离。
由于通电的地方的电位不能太过低，阴极保护的电位太低的时候会造成管道自身的防腐层剥离或者管道材质的氢致开裂，因此计算一个阴极保护站能够保护的最大距离可以按下面的公式：L 管道一侧保护长度 (m)△V 汇流点与最低保护电位之差(V)D 管道外径(mm)Js 保护电流密度（mA/m2）R 管道电阻(ohm/m)δ管道壁厚（mm)Pt 管材电阻率（Ωmm2/m）。
牺牲阳极阴极保护接地电阻改善方案
牺牲阳极法阴极保护的设计计算实施阴极保护的金属集购物上的点位和电流分布函数是复杂的，它不仅与被保护金属结构物材料、牺牲阳极材料、环境介质条件直接相关，而且还与结构物的几何构型密切有关。
从原理上考虑，牺牲样激发和外加电流阴极保护的点位、电流分布的计算式基本相同的，它们都是保护电流在复杂电阻体系上产生的电压降结果。
绵延分布的管线是几何构型最简单的一种结构物，它是一维延伸的，在数学上容易处理。
许多复杂几何构型物往往可以看作为若干一维节段的组合和叠加。
所以，阴极保护的设计计算常以埋地管线作为计算对象。
牺牲阳极法阴极保护的设计计算一般包括以下几个步骤。
⑴确定最小保护电流密度i对被保护结构物的最小保护电流密度确定，首选亏电实验值。
可在现场安装一临时店员和接地极进行馈电试验，再根据达到保护电位时所对应的极化电流强度，推算出最小保护电流密度的取值范围。
若无馈电实验值，一般可根据文献资料和经验选取。
也可采用下式进行理论计算：I=△EO/RU式中i—保护电流密度，mA/m2△E—最小保护电位对结构物自腐蚀电位的负偏移值（极化电位，mV），△EO通常取300mV，它是最小保护电位-850mV （SCE）与钢铁在普通土壤中自腐蚀电位【一般为-550 mV（SCE）】的差值；R—结构物表面防腐层的楼电阻率，Ω•m2。
保护电流密度是阴极保护实践和设计十分重要的参数。
但它受到被保护结构物/环境介质体系许多因素的影响，如结构物材料种类，防腐层质量，介质的性质、组成、分布和变化，甚至温度、气候或微生物存在与活动等。
它的数值往往变化很大，即使在阴极保护运行过程中也是变化的。
因此，要求准确的计算几乎是不可能的，但它仍是一个重要的参数值。
对此，馈电试验或经验选取则是很有效的。
⑵计算所需总保护电流强度I根据被保护结构物的几何尺寸计算出需被被保护的总面积S（m），就可由保护电流密度i按下式计算所需总保护电流强度It（A）：It=S•i对于埋地管道则为：It=πDL•i式中D—被保护管道外径，m；L—管道长度，m。
天然气管线牺牲阳极保护阴极阳极包计算
ρ土壤电阻率，（Ω•m）32.24
lg阳极长度，（m）1Dg填料层直径，（m）
0.3
tg阳极中心至地面的距离，（m）1ρg填包料的电阻率，（Ω•m）
0.5
dg阳极等效直径（d=C/π ，C为边长，m）0.02864789Rh阳极接地电阻（Ω）11.60018947 5.131155
N-----阳极支数，2支。
2K-----阳极的调整系数，（间距1米） 1.2
R 组-----阳极组接地电阻，Ω；
7.380113682
ΔE-----镁合金阳极的驱动电位（V）；0.85高电位镁阳极的电位为-1.75V CS
I f组-----每组合阳极发生电流量，（A）0.115174378Dp管外径m 0.159Lp管长m
5000
S—管道总面积，m²
2497.56616
j—管道所需最小保护电流密度，A 0.00001IA—管道所需总保护电流，A 0.024975662F—备用系数取2~33
N—阳极数量，支
0.650552548
Ta辅助阳极设计寿命a
30wa辅助阳极的消耗率[Kg/(A.a)]10辅助阳极利用系数，取0.7~0.850.85
W—阳极净质量76.53559385T—阳极工作寿命，a
36.7459001
一般为 10×10-6A/m2
Rh阳极接地电阻（Ω）
0.172467 1.897120.036425 2.22431111.60018947
5V CSE，驱动电压0.85V；低电位镁阳极的电位为-1.55V CSE，驱动电压0.7V。
牺牲阳极接地电阻测试方法
牺牲阳极接地电阻测试方法
1. 哎呀呀，牺牲阳极接地电阻的测试方法之一就是电位降法呀！就好比你要找个东西，得按一定的路线去找一样。
比如在一个大场地里，从这头到那头测一下电位的变化，就能算出电阻啦！
2. 嘿，还有一种测试方法呢，叫四极法！这就好像找宝藏有了特定的工具，用四个极来精准定位一样。
假设在一片土地上，布置好这几个极，就能测出准确的电阻啦！
3. 哇塞，电流表电压表法也很重要哦！这不就跟你了解自己的体重和身高一样，通过电流和电压的数据来算出电阻呢。
想想看，是不是很神奇？
4. 哎呀呀，三极法也是很常用的呢！感觉就像是在一个复杂的道路中找到最佳路线一样，用三个极来巧妙地测试出接地电阻呀。
5. 嘿，双桥法也不能忽视呀！这就像有两条路同时走，能更全面地了解情况一样。
在接地电阻测试中也是很牛的方法哦！
6. 哇哦，接地电阻测试仪法也很厉害的好不好！就好像有个专门的小助手来帮你完成这个任务，它能快速准确地给出答案呢。
7. 哎呀，变频法也是有的呢！这就像换个频道看到不一样的精彩节目一样，用不同的频率来测量电阻，多有意思！
8. 还有一种交流法呢，简直太重要啦！就好像和朋友交流一样，通过这种方式了解到接地电阻的信息呀。
我的观点结论就是：这些牺牲阳极接地电阻测试方法都各有各的奇妙之处，在实际应用中都发挥着重要作用呢！。
牺牲阳极接地电阻以及发电量计算
牺牲阳极接地电阻以及发电量计算一、阳极接地电阻Ra=ρln(L/r)/2πLRa=阳极接地电阻(ohms)ρ=土壤电阻率(ohm-m)L=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。
二、阳极驱动电位假设被保护结构的极化电位为-1.0V，则驱动电压ΔV=V+1.0。
V=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/Ra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。
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。
1、被保护面积：A=π×D×LD=管道直径，159mmL=管道长度，13x103mA=3.14×0.159×13000=6490m22、所需阴极保护电流：I=A×Cd×（1-E）I=阴极保护电流Cd=保护电流密度，取10mA/m2E=涂层效率，98%I=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/ZUQI=阳极电流输出(Amps)t=设计寿命(years)U=电流效率(0.5)Z=理论电容量(2200Ah/kg)Q=阳极使用率（85%）W=阳极重量(Kg)W=8760×1.298×15/（2200×0.5×0.85）=183Kg 选用7.7公斤镁阳极，需要24支。
4、根据阳极实际发电量计算阳极用量Ra=ρln(L/r)/2πLRa=阳极接地电阻(ohms)ρ=土壤电阻率(ohm-m)L=阳极长度(m)r=阳极半径（m）7.7Kg阳极填包后尺寸为：长=762mm，直径=152mm。
镁合金牺牲阳极使用技术规范
镁合金牺牲阳极使用技术规范
一、何时更换阳极？
镁合金牺牲阳极阴极保护方法中，镁阳极可用于电阻率在20欧.米到100欧.米的土壤或淡水环境。
镁牺牲阳极一般可以在电阻率20欧姆/米~50欧姆/米的土壤或者淡水环境中，电阻率小于10欧姆/米的环境中一般不会使用镁牺牲阳极。
100℃的是镁牺牲阳极使用时可以达到的温度，镁牺牲阳极的使用率为百分之八十五，所以当阳极的重量剩到百分之十五的时候，就可以认定该阳极已经失效。
镁牺牲阳极的电阻率正常情况下是50%，但是受到各种情况的约束可能会更低一些。
一般情况下，阳极发散电流与阳极形状和表面积有关，如果阳极消耗过大，则表面积和重量会产生很大变化，此时的发散电流有可能没法达到要求。
二、注意事项
不要混合安装不同类型的阳极。
如果安装不同的阳极材料，如锌和铝，较活跃的阳极(铝)将花部分努力保护较不活跃的金属(锌)。
一个典型的类似错误是在配备铝阳极的设备上增加一个锌尾板阳极。
三、使用年限
带填料镁合金牺牲阳极这种规格的镁合金牺牲阳极在保护的时候保护时间比较长，可以得到25-30年，很多燃气管道上面都会采购这样的牺牲阳极来保护，保护时间长，在后期中不需要短期更换，能减少成本。
长输管道牺牲阳极法阴极保护专用方案标准
长输管道牺牲阳极法阴极保护方案河南汇龙合金材料有限公司二零一九年八月三十一日目录一、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 ------------------------------------------- 8（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-------------------------------------------------------- 91、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。
牺牲阳极保护法
牺牲阳极技术在钢制煤气管道工程中的应用摘要：介绍了电化学腐蚀及牺牲阳极的原理。
牺牲阳极保护技术的使用情况，牺牲阳权保护的设计、计算、施工及投资测算与经济分析。
1 电化学腐蚀及牺牲阳极的原理地下燃气管道在使用过程中，存在不同性质的腐蚀。
其中电化学腐蚀对于埋地煤气钢管威胁最大。
因为电化学腐蚀集中一点，而且速度较快，腐蚀一旦发生、其速度不会减慢也会不停止、往往造成局部穿孔。
产生电化学腐蚀原因如下：由十土壤各处物理化学性质个问，管道本身各部分的金相组织结构个同，如品格的缺陷及含有杂质、金属受冷热加工而变形产生内部应力、特别是钢管表面粗糙度不同等原因，使一部分金属容易电离，带正电的金属离子离开金属、而转移到土壤里，在这部分管段上电子越来越过剩，电位越来越负；而另一部分金属不容易电离，相对来说电位较正。
因此电子沿管道由容易电离的部分向不容易电离的部分流动、在这两部分金属之间的电子有得有失，发生氧化一还原反应。
失去电子的金属管段成为阳极区，得到电子的金属管段成为阴极区。
腐蚀电流从阴极流向阳极、然后从阳极流离管段，经土壤又回到阴极，形成回路。
在作为电解质溶液的土壤中发生了离子迁移、带正电的阳离子(如H )趋向阴极、带负电的阴离子(如OH-)趋向阳极。
在阳极区带正电的金属离子与带负电的阴离子发生电化学作用、使阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀，使钢管表面出现凹穴，以致穿孔；而阴极则保持完好、如图1所示。
基于以上原理，采用牺牲阳极保护技术可保护埋地钠管不受电化学腐蚀。
具体原则如图2所示。
采用比钢管电位较负的金属材料和钢管相连，电极电位较负的金属与电极电位较正的。
图2 牺牲阳极保护技术原理图被保护钢管在土壤中形成原电池、作为保护电源，电位较负的金属成为阳极、输出电流过程中遭受破坏，故达到保护钢管的效果。
2牺牲阳极保护技术的使用情况以前常州市城市煤气中压管网主要使用铸铁管，连接方式是柔性机械接口，使用钢管的工程不多。
但随着燃气用户的发展、管网压力的提高，考虑到今后天然气的引入及过渡、钢管越来越广泛的被应用。
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牺牲阳极接地电阻以及发电量计算
一、阳极接地电阻
Ra=ρln(L/r)/2πL
Ra=阳极接地电阻(ohms)
ρ=土壤电阻率(ohm-m)
L=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。
二、阳极驱动电位
假设被保护结构的极化电位为-1.0V，则驱动电压ΔV=V+1.0。
V=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/Ra
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。
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。
1、被保护面积：A=π×D×L
D=管道直径，159mm
L=管道长度，13x103m
A=3.14×0.159×13000=6490m2
2、所需阴极保护电流：I=A×Cd×（1-E）
I=阴极保护电流
Cd=保护电流密度，取10mA/m2
E=涂层效率，98%
I=6490×10×2%=1298mA
3、根据设计寿命以及阳极电容量计算阳极用量W=8760It/ZUQ
I=阳极电流输出(Amps)
t=设计寿命(years)
U=电流效率(0.5)
Z=理论电容量(2200Ah/kg)
Q=阳极使用率（85%）
W=阳极重量(Kg)
W=8760×1.298×15/（2200×0.5×0.85）=183Kg 选用7.7公斤镁阳极，需要24支。
4、根据阳极实际发电量计算阳极用量
Ra=ρln(L/r)/2πL
Ra=阳极接地电阻(ohms)
ρ=土壤电阻率(ohm-m)
L=阳极长度(m)
r=阳极半径（m）
7.7Kg阳极填包后尺寸为：长=762mm，直径=152mm。
Ra=30×ln(2×0.762/0.152)/（2×3.14×0.762）=16.9Ω
假设管道的自然电位为-0.55V，极化电位-1.0V，保护电流1298mA，则管道的接地电阻为=0.35Ω，加上导线电阻，则电路电阻共计17.5Ω。
假设管道的极化电位为-1.0V，镁阳极的驱动电位为-1.75V，则镁阳极的驱动电压为0.75V。
单支阳极的输出电流为：0.75/17.5=43mA，输出1298mA电流需要阳极为1298/43=30.1支，取30支。
由于根据接地电阻计算的阳极用量大于根据电流量计算的阳极用量，所以，取30支阳极。
将30支阳极沿管道每隔433米埋设一支，然后与管道连接。
5．牺牲阳极系统实际寿命验算：
t=WZUQ/8760I=30×7.7×2200×0.5×0.85÷（8760×1.298）=19
t=19years
牺牲阳极系统的实际寿命为19年。