牺牲阳极保护设计方案
18公里天然气管道牺牲阳极阴极保护设计方案
目次1概述 (3)2设计原则 (3)3设计遵循的标准规范 (3)4设计基本参数 (4)5保护对象和保护方法 (4)6阴极保护方案设计内容 (4)7施工技术要求 (8)8阴极保护准则 (8)9系统的管理和维护 (8)10卫生、安全和环境 (9)11材料表 (10)1.概述天然气管道18公里管道未安装阴极保护措施，现根据公司线路阴极保护要求，需要对该线路上的阴极保护新增。
牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。
该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于1安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于100欧姆.米）的金属结构。
如，城市管网、小型储罐等。
根据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年，最多5年。
牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。
产生该问题的主要原因是阳极成份达不到规范要求，其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。
因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。
2.设计原则2.1 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；2.2 采用成熟技术、材料，做到安全可靠、经济合理；3.设计遵循的标准规范《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T0413-2002《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准》SY/T0087.2-2012《辐射交联聚乙烯热收缩带（套）》SY/T4054-2003《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-2003《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2008《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2008《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY/T0017-2006《埋地钢质管道交流排流保护技术标准》SY-T-0032-2000《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》GB/T21246-2007《陆上管道阴极保护标准》ISO15589-1-20033.12 《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》（中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 0019-97）。
储罐内壁牺牲阳极阴极保护设计方案及说明书_2019
河南汇龙合金材料有限公司编制刘珍技术部储罐内壁牺牲阳极阴极保护设计目前，防腐涂层与阴极保护系统相结合的防腐方法已在储罐防护中得到了广泛应用。
然而，在一些储罐进行大修时发现，罐内底板虽然采用了牺牲阳极阴极保护，但罐内底板仍然产生了严重的腐蚀，究其原因主要是因为牺牲阳极设计重量不足、罐底周边牺牲阳极安装量不足等。
储罐内壁阴极保护设计过程中，保护电流的需求量取决于储罐内保护面积的大小和内涂层质量的优劣。
为最大程度的降低保护电流的需求，罐内金属表面均应涂有有效的防腐涂层，包括耐蚀合金的内表面。
对于原油储罐内阴极保护系统设计，只有罐内沉积水区域内金属表面(带或不带涂层)接触水相时才应予以考虑。
进行储罐内壁阴极保护设计之前，应收集设计时所需的必要数据，包括：①在正常操作情况下的电解质特性：S、CO)，电阻率、pH值、温度(平成分(溶解气体、O、H2均和变化)、压力、水位(最小、最大和平均水位)，工作时的最大流速;②阴极保护系统的设计寿命;③罐内涂层类型、涂层厚度等④根据电解质的资料，选择裸钢的保护电流密度。
河南汇龙合金材料有限公司编制刘珍技术部储罐内阴极保护系统设计过程中，牺牲阳极材料的选择至关重要，具体设计中应当考虑以下2个主要方面：①与电解液(成分、温度)的兼容性;②可用的空间和在有限区域内的电流分布。
活化铝铟合金阳极、锌合金阳极、镁阳极应根据不同的条件和设备选用。
根据挪威船级社规范DNVRP IM01-2005，铝的效率将随温度的变化而改变。
当储罐服役温度超过5O℃时，必须选用铝基合金牺牲阳极。
若为饮用水，应使用镁合金牺牲阳极。
如果电解液为污水且S、可适用铝合金。
但硫化氢溶解量每增加20m g/I，含有H2铝合金的工作效率将减少。
对于容积较小的容器，应采用小梯形或扁平截面的镶装式阳极。
对于容积较大的储罐，阳极类型可以是镶装式或底部截面为梯形或半圆柱，或者采用带有梯形或圆柱截面的悬挂型阳极。
当采用镶装式阳极时，其面对罐或容器表面的阳极表面应涂以适当的涂层。
牺牲阳极阴极保护施工方案
阴极保护工程施工方案目录1.工程概述 (1)2.编制依据 (1)3.施工组织机构及人员岗位职责 (3)3.1组织机构图 (3)3.2岗位职责 (3)4.主要施工方法 (6)4.1牺牲阳极施工流程 (6)4.2施工前准备 (7)4.3阳极块检焊脚校正 (7)4.4钢管桩焊点处涂层打磨清理 (7)4.5阳极的下放定位 (7)4.6焊接设备调试 (8)4.7水下焊接 (8)4.8焊接后的检查 (9)4.9水下录像 (9)4.10电位测量 (9)4.11潜水方式 (10)4.12腐蚀试片安装 (10)5.施工人员、设备及材料 (12)5.1施工人员 (12)5.2施工设备 (12)5.3施工材料 (13)6.质量保证措施 (14)6.1 牺牲阳极进场检验 (14)6.2阳极安装质量控制 (15)7.施工进度计划 (18)8.安全保证措施 (19)8.1人员培训与资质 (19)8.2 日常安全管理 (19)8.3 安全检查 (19)8.4控制其它危险源的保障措施 (19)8.5水下焊接注意事项 (20)8.6水下焊接安全措施 (21)8.7制定应急预案 (21)9. 环境保护措施 (22)9.1 环境保护原则 (22)9.2 环境保护目标 (22)9.3 环境保护管理组织机构 (22)9.4 施工中的环境保护措施 (22)1.工程概述本工程阴极保护系统设计使用寿命15年，对引桥、码头、靠船墩、系缆墩、系泊栈桥全部共计393根钢管桩实施牺牲阳极保护。
本工程阴极保护工程共安装铝锌铟系牺牲阳极986块规格为（140+90）×（1535+1485）×120mm，毛重62.7kg/块，净重54.86kg/块；安装锌铝镉系牺牲阳极118块，规格：为（180+160）×（600+650）×160mm，毛重123.4kg/块，净重119.4kg/块；安装腐蚀挂片12套，安装电位测量点30个，对安装完成的牺牲阳极块进行水下照相和电位检测。
牺牲阳极的设计与安装说明
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。
牺牲阳极阴极保护设计说明
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。
牺牲阳极保护施工方案4646
牺牲阳极保护施工方案..doc山西中南部铁路通道ZNTJ-17标输油管道电磁防护施工方案【牺牲阳极保护】湖北江汉良机石化集团成都有限公司2012.5.15- 1 -山西中南部铁路通道ZNTJ-17标输油管道电磁防护施工方案【牺牲阳极保护】编制人: 王万志技术负责人: 王万志审查人: 朱北批准人: 曹仁斌湖北江汉良机石化集团成都有限公司2012.5.15- 2 -一工程简介 ..................................................................... . (5)1.概况 ..................................................................... (5)1.2 编制依据 ..................................................................... ............................... 5 二牺牲阳极法 ..................................................................... . (5)2.1 选用牺牲阳极法 ..................................................................... . (5)2.2 牺牲阳极保护原理 ..................................................................... .. (5)2.3 牺牲阳极法作用 ..................................................................... .. (6)2.4.牺牲阳极的种类: .................................................................... .. (6)2.5执行标准: .................................................................... .. (8)2.6 牺牲阳极的施工 ..................................................................... ................... 8 三阳极的选择 ............................................................................................... 9 四、牺牲阳极法的施工 ..................................................................... . (9)4.1锌阳极安装 ..................................................................... (9)4.2阳极埋设技术措施 ..................................................................... .. (10)4.3阳极电缆与管道连接 ..................................................................... ............ 11 五技术资料收集整理 ..................................................................... .................... 14 六阴极保护系统的调运 ..................................................................... . (17)6.1 牺牲阳极保护测试条件 ..................................................................... .. (17)6 2 牺牲阳极投入运行后应进行一下项目的测试 (17)6.3 牺牲阳极后期维护...................................................................... (17)6.4质量检验标准 ..................................................................... (17)6.5附工程材料各类表格及管道穿越示意图 ................................................ 17 七管理职责...................................................................... .. (25)7.1、项目经理职责 ..................................................................... (25)7.2、总工程师职责 ..................................................................... (25)7.3、质、技部职责 ..................................................................... (25)7.4、工程队长职责 ..................................................................... (26)7.5、协调部职责 ..................................................................... . (26)7.6、计划财务部职责 ..................................................................... .. (27)7.7、物资装备部职责 ..................................................................... .. (27)7.8、QHSE管理部职责...................................................................... . (27)7.9、后勤部职责 ..................................................................... ...................... 27 八质量责任 ..................................................................... .. (27)8.1、项目经理责任 ..................................................................... (27)8.2、项目副经理责任 ..................................................................... .. (28)8.3、项目总工程师责任 ..................................................................... .. (28)8.4、项目总经济师责任 ..................................................................... .. (28)8.5、项目办公室责任 ..................................................................... .. (28)8.6、工程管理部责任 ..................................................................... .. (28)8.7、经营管理部责任 ..................................................................... .. (29)8.8、 QHSE控制部责任 ..................................................................... (29)8.9、技术管理部责任 ..................................................................... .. (29)8.10、施工作业操作者责任 ..................................................................... ..... 29 九 HSE措施 ..................................................................... .. (30)9.1 HSE 组织机构图 ..................................................................... .. (30)- 3 -9.2 施工安全定义 ..................................................................... .................... 30 9.3 HSE承诺: .................................................................... ........................ 31 9.4 HSE方针: .................................................................... ...................... 31 9.5 HSE目标: .................................................................... . (31)十生产安全事故应急救援预案...................................................................... ...... 31 10.1 应急管理 ..................................................................... ........................ 31 10.2组建现场应急组织 ..................................................................... ............ 32 10.3应急原则及范围 ..................................................................... ............... 32 10.4应急流程表 ..................................................................... ........................ 32 10.5 信息报告程序 ..................................................................... .................. 33 10.6. 应急处置 ..................................................................... ........................ 34 10.7 应急物资与装备保障 ..................................................................... . (35)十一应急预案 ..................................................................... ................................ 36 11.1 “火灾爆炸”事件应急预案 (36)11.2 “触电”事件应急预案 ..................................................................... .... 36 11.3 高处坠落应急预案 ..................................................................... . (36)- 4 -一工程简介1.概况1.1 新建山西中南部铁路工程采用交流不平衡的供电方式，在这种供电方式下，电力机车的回归电流由钢轨和大地流回变电所。
某牺牲阳极阴极保护系统设计方案(埋地管道牺牲阳极设计计算算例)
某牺牲阳极阴极保护系统设计方案一、设计依据◇《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21148－2008◇《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》SYJ4006－90◇《埋地钢质检查片腐蚀速率测试》SY/T0029－98◇《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》CJJ95-2003三、设计参数1、牺牲阳极计使用寿命＞20年；2、最小保护电位-0.95V(CSE)；3、最大保护电位-1.20V(CSE)；4、土壤平均电阻率取50Ω·m。
四、设计方案1、阳极型号的选择：选用Mg-Al-Zn-Mn型镁合金阳极，8kg/支。
2、阳极具体设计：2.1最小保护电流密度取0.1mA/m2。
2.2总体保护电流密度的确定（已知管径为325mm，管长为3200米）：IA=S×j=0.325×3.14×3200×0.1=326.56 mA其中：IA—管道所需总保护电流，mAS—管道总面积，m²j—管道所需最小保护电流密度，mA2.3阳极具体计算(1)单支阳极接地电阻计算R=ρ2πL{ln2LD[1+（L4t/Ln2LD）+ρaρlnDd} (1)其中：R—阳极接地电阻（Ω）ρ—土壤电阻率，（Ω•m）ρa—填包料的电阻率，（Ω•m）L—阳极长度，（m）d—阳极等效直径（d=C/π，C为边长，m） D—填料层直径，（m）t—阳极中心至地面的距离，（m）计算得R=22.04Ω(2)组合阳极接地电阻计算：R组=K·RN (2)其中 R组-----阳极组接地电阻，Ω；K-----阳极的调整系数，（间距1米） N-----阳极支数，2支。
计算得R组=13.22Ω。
2.4成组阳极的发生电流量I f组=ΔER组 (3)式中 If组-----组合阳极发生电流量，（mA）ΔE-----镁合金阳极的驱动电位（mV）；R组-----成组阳极的接地电阻，Ω；计算得If组=49.16mA。
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。
阳极使用年限：
Y＝
式中：W：阳极重量（14kg/支），
Q：阳极实际发生电容量（2550A.h/kg）
Im：阳极平均发生电流，Im＝0.8If，
：阳极利用系数，取0.85；
代入数据得出：Y＝16.2年，因此，保护年限为16年。
3）牺牲阳极选型设计
根据GB4948～4949－2002《Mg-Al-Zn-Mn系合金牺牲阳极及化学分析方法》及国内外技术文献，牺牲阳极阴极保护选型为：
Mg-Al-Zn-Mn系合金牺牲阳极，其主要电化学性能及化学成分如表1、表2所示：
表：Mg-Al-Zn-Mn牺牲阳极电化学性能
表： Mg-Al-Zn-Mn系合金牺牲阳极化学成分
3、
牺牲阳极布置设计：
阳极安装沿管道均匀分布，管道沿线间距300米布设镁牺牲阳极体一组（不含套管及定向钻穿越长度）。
套管内镁带按1：3的比例缠绕后，在两头选取两个焊接点，将其与管道进行焊接。
附：镁阳极安装示意图。
4、施工设计
施工按下列相关标准执行：
镁合金牺牲阳极应用技术标准
SYJ19-86
埋地钢质管道阴极保护参数测试方法
Sy/T00236-97
埋地钢质检查片腐蚀速率测试方法
SYJ29-87
埋地钢质管道干线电化学保护技术管理规程
SY/T5919-94
长输管道阴极保护工程施工及验收规范
SYJ4006-90
5、阳极安装时具体要求及操作步骤：
1、
装有填包料的阳极体必须在清水中浸泡24小时，以免阳极不能充分导电。
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，用铝热焊或电焊进行焊接。
8、根据管道原有防腐层的不同采用不同的防腐处理。
10、先用细土将牺牲阳极体与管道填实。
11、恢复开挖处。
6、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。