城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计
城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计
城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计城镇燃气供应是现代城市生活中不可或缺的一部分，而城镇燃气管道的安全性是保障城市居民生活安全的重要环节。
埋地钢质管道作为城镇燃气输送的主要管道，受到外界环境的侵蚀，容易出现腐蚀现象，为了保护钢质管道，阴极保护技术成为一种重要的保护措施。
下面将介绍城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计。
阴极保护技术是一种利用外部电流或天然电位来减缓导体腐蚀速率的技术。
在城镇燃气管道阴极保护设计中，需要考虑以下几个方面：防腐涂层、阴极保护电位、阴极保护电源以及监测系统。
首先，防腐涂层是阻隔钢质管道与外界环境的直接接触，起到抵御腐蚀的作用。
在设计防腐涂层时，需要考虑涂层的材料、厚度以及施工方式等因素。
一般选用的防腐涂层材料有环氧煤沥青、环氧涂料等。
涂层的厚度要满足一定的要求，以确保有效地阻隔锈蚀物质的渗透。
施工时要注意涂层的均匀性和质量，以免出现漏涂或涂层粘接不牢等问题。
其次，阴极保护电位是阴极保护系统的重要参数。
钢质管道的腐蚀速率与管道周围溶液的电位有关，通过提供负电位以调整电位差，可以减缓或抑制钢质管道的电腐蚀。
在设计阴极保护电位时，需要考虑管道材质、土壤性质以及周围环境因素等因素。
在正常情况下，一般将阴极保护电位设置为-0.85V到-1.1V之间，来达到较好的防腐蚀效果。
但需要根据具体情况进行调整。
阴极保护电源是提供阴极保护电流的装置，其作用是为阴极保护系统提供所需的电流。
常见的阴极保护电源有直流电源和交流电源。
在设计阴极保护电源时，需要考虑电源的工作稳定性、电流容量以及维护保养等因素。
为了确保阴极保护电流的稳定性和可靠性，可以选择双电源供电系统或备用电源供电系统。
最后，监测系统是对阴极保护系统运行状态进行监测和控制的重要手段。
通过监测系统可以实时了解阴极保护系统的运行情况，并及时发现可能存在的问题。
常见的监测参数包括管道电位、管道电流、土壤电阻等。
监测系统可以采用有线传输或无线传输方式，以实现远程监控和管理。
城镇燃气埋地钢管的阴极保护
Ｃａ ｈｏ ｅ Ｐｒ ｔｃ ｉ ｎ ｏ ｒｅ ｔ ｅ ｗｎ Ｇ ａ ｐｅ ｔ ｄ ｏ ｅ ｔｏ ｆＢｕ ｉｄ Ｓ ｅ ｌＴｏ ｓＰｉ
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（ ａｇ ｕｎＩｓｔｔ，Ｔ ｉ ａ ｎ ｅ ｉ ｉ ｃ ｎ ｅｈｏｏｙ ａ ｇ ｕｎ ０ ５ ０ ，Ｃ ｉａ Ｙ ｎ ｑａ ｎｔｕｅ ａｙ ｎ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ Ｓ ｅ ｅａｄ Ｔｃｎｌ ，Ｙ ｎｑ ａ ４ ０ ０ ｈ ） ｉ ｕ ｖ ｓｙ ｆ ｃ ｎ ｇ ｎ
ｄ ｓ ｒｂ ｄ． ｅｃｉｅ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｓｅ ｌ ｉ ｅ ｃ ｒｏ ｉｌ； ｃ ｔ ｏ ｅ ｐ ｏｅ ｔ ｎ； ｅｅ ｔ ｄ ｂ ｎ ｏ ｍｅ ｔ ｙ ｒ ｓ ｔｅ ｐ ｏ Ｆ ｓｏｌ ｐ ａｈ ｄ ｒ ｔｃ ｉ ｌｃｒ ｅ ａ ａ ｄ ｎ ｎ ｏ ｏ
目前 ， 在城 镇燃 气 输 配 管 网 中钢 管仍 然 是 最 主
护 金属 整体 处 于 电子 过 剩 的状 态 ， 金 属 表 面 各点 使 达 到 同一负 电位 ， 属 原 子 不容 易 失 去 电子 而 变成 金
措 施 是在埋 地钢 管 上 涂 敷 电绝 缘 性 良好 的隔 离 层 ， 避免 管道金 属 与土 壤 直 接 接触 ， 断腐 蚀 电池 的 电 切
要： 首先分析 了现有城镇燃 气管网遭 受腐蚀 发生泄漏的主要原 因， 出 了在涂敷 绝缘 层基础 上采取 阴极 保护 提
的必要性 ； 然后介绍 了阴极保护 的方 法、 分类及 特点 ； 最后从设 计 、 施工和使 用等 环节 重点叙述 了牺牲 阳极法在城
镇 燃 气 管 网保 护 中的 应 用 。 关键 词 ： 管腐 蚀 ； 阴极 保 护 ； 牺 牲 阳极 法 钢 中 图 分 类 号 ：Ｑ０ ０ ９ Ｔ ５ ． ６ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：１０ —２ １ ２ ０ ）６０４ －３ ０ ９３８ （ ０８ ０ —０ ４０
埋地钢质管道牺牲阳极的阴极保护
制腐蚀 ， 实现保护， 这就是牺牲阳极 的阴极保护 ． 钢质管道通过与埋设于 同一土壤中的牺牲 阳 极（ 镁阳极） 保持 电连接而得到 阴极保护 ， 钢管 一
金 属 导线 一镁 阳极 一回填料 一土壤 一钢管 构成 了
一
仅大大地缩短了管道的使用寿命 ， 同时也严重地影 响了管道的安全运行 ． 为了有效避免钢质管道的腐
蚀， 延长其使用寿命 ， 最有效 的办法是将管道 内外 绝缘层防腐和阴极保护相结合 ， 这也是国家规范要
个完整的电流 回路 ． 在阳极发生的是金属离子
求的． 《 城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》
ｃＪ ５ ０３ Ｊ９ —２０ ［ 中第 ３０２ １ Ｊ ．． 条规定 ： 新建的高压 、 次
除硫酸盐还原菌的作 用．
（） ２ 保护电流密度 保护电流密度是 为达到最小保护电位所需施 加的阴极极化 电流密度 ， 它也是 阴极保护设计 中
收稿 日期 ：２ ０ —０ 一ｌ ０６ ３ ７ 作者 简介 ：裴 义（９ １ ， ， １７ 一）男 河北 宁县人 ， 阳市城市煤气设计研究 院工程师 ． 沈
然气等长输管线上， 而城市地下管网则一般采用牺 牲阳极保护法 ．
１ 牺牲阳 极法的阴极保护
选择一种其 电极 电位 比被保护金属更负的活 泼金属（ 合金） 把它与共 同置于电解质环境中的 ， 被保护金属从外部实 现电连接 ， 这种负 电位的活 泼金属在所构成的电化学 电池中作为阳极而优先
２ ３ 牺 牲 阳极及 测试桩 的布 置原 则 ．
（） １ 牺牲阳极宜采用单只或集中成组两种方
到几百 ｍＡ ｍ ， ／ ２这个值虽然 有 一些相应 的参考
埋地钢质燃气管道牺牲阳极阴极保护设计
Ｓ ｅ ｌＧａ ｐｅｉ ｔ ｅ ｓＰｉ ｌ ｎｅ
ＷＡ Ｇ Ｙ —ｉｇ Ｋ Ｎ ｈ—ａ ｇ Ｓ Ｎ Ｑ ａ ， Ｇ Ｏ Ｐ ｎ ， Ｌ ｈ ， Ｚ Ａ Ｇ Ｙ ｎ Ｎ ａｐｎ ， Ａ Ｇ Ｚ ｉ ｎ ， Ｕ ｕ ｎ Ａ ｅ ｇ 。 ｇ Ｉ ｉ Ｚ Ｈ Ｎ ａ
Ａｂｔａｔ Ａ ｃｒｉｇｔ Ｔｃｎｃｌ ｐｃ ｃｔ ｎ ｏ ｏ ｔ ｌｆＥ ｔ ｎ ｌＣ ｒ ｓ ｎ ｏ ｎ ｅ ｒｕｄ ｓｒｃ ： ｃｏｄｎ ｅｈ ｉ ｅｉ ａ ｏ ｒＣ ｎｒ ｘｅ ａ ｏｒ ｉ ｎ Ｕ ｄｒ ｏ ｎ ｏ ａＳ ｆ ｉ ｆ ｉ ｏｏ ｒ ｏｏ ｇ Ｇ ｓ ｉ ｌ ｅｏ ｔ ｌｎＡ ｅ Ｃｔｓ ｎ ｏ ｎ Ｃ Ｊ９ ａ ｐ ｉ ｅ ｒ ｏ ｉｅ ａ ｄＴｗ ｓ（ Ｊ ５—２ ０ ）ａ ｄＤ ｓ ｎ Ｓｅｉｃｔ ｎｏ Ｓ ｃ ｃ ｌ Ｐ ｅ ｎ ｆＳ ｅ ｉ ａｆ ｉ ０ ３ ｎ ｅｉ ｐ ｃ ａｉ ａｒ ｉ ｇ ｆ ｏｆ ｆ ｉ ａ
维普资讯 hΒιβλιοθήκη tp://第２ ８卷 第 １ 期 ２０ ０ ８年 １月
煤 气 与 热 力
ＧＡＳ＆ ＨＥ Ｔ Ａ
Ｖ０ ． ．１ １ ２８ Ｎｏ
Ｊｎ ０ ８ ａ ．２ ０
埋地 钢 质燃 气 管 道牺 牲 阳极 阴极保 护设计
王亚平 康 志刚 ， 孙 ， 权 高 鹏 李 志 张 ， ， ， 艳
（ ． 汉材料保 护研 究所 ，湖 北 武 汉 ４ ０ ３ １武 ３ ０ ０；２ 武 汉市燃 气热 力规 划设 计 院 ，湖北 ．
武 汉 ４００ ；３ 武汉 市天 然气有 限公 司 ，湖 北 武 汉 ４００ ３００ ． ３００；４ 建设 部 沈 阳煤 气热力 ．
研 究设 计 院 ，辽 宁 沈 阳 １０ ２ ） １０ ６
埋地燃气管道牺牲阳极阴极保护法的改进
埋地燃气管道牺牲阳极阴极保护法的改进张继超;宋祎昕;陈扬;苗文高【摘要】This paper introduced the urban buried gas pipeline corrosion theory and anode and cathode sacrificial protection used in the urban gas pipeline antisepsis. The improvements on the structure improvement of test pile, the adjustment of anode and the layout of test piles are mainly discussed in the paper. It＇s hoped that cathode protection can be better used in buried pipeline of the cities and towns. It＇s found that cathode protection has certain value in gas pipeline corrosion protection engineering.%分析我国城镇埋地燃气管道的腐蚀原理，介绍阴极保护在城镇燃气管道防腐中的应用，从测试桩结构的改进、阳极布局原则的调整和测试桩布局原则的调整三个方面阐述了对牺牲阳极阴极保护法的改进。
对埋地燃气管道的腐蚀防护有一定的借鉴作用。
【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(013)005【总页数】3页(P56-58)【关键词】埋地燃气管道;牺牲阳极阴极保护法;腐蚀【作者】张继超;宋祎昕;陈扬;苗文高【作者单位】铁力市嘉华燃气有限公司,伊春152500;西南石油大学,成都610500;四川德阳天然气有限责任公司,德阳618100;漯河中裕燃气有限公司,漯河462000【正文语种】中文【中图分类】TE832土壤腐蚀绝大多数情况下都是由于埋在地下的金属管线与土壤这种十分特殊的电解质进行电化学过程引起的。
现役埋地燃气钢质管道极阴极保护的设计分析
现役埋地燃气钢质管道极阴极保护的设计分析确定了阴极保护的建造理念之后，本篇文章简单叙述了该理念的具体实施步骤，准确分析了燃气管道阳极的材料选用。
与此同时还将每一个步骤的数据进行了检测，简化镁阳极的运用方法。
在设计理念之上。
我们需要在实际中去应用，弥补埋地钢制管道因防腐层存在针孔、老化以及缺陷等保护不足，从而达到延长管道的安全使用寿命的目的。
标签：现役燃气管道；阴极保护；牺牲阳极；钢制管道1 管道阴极保护方法的选择燃气管道埋于地下需要经过特别的处理，其电极的阳极按照规定必须用化学包装材料进行包装，与此同时阴极的一端就不用包装起来。
燃气管道的阴极保护有很多种措施，我们要根据燃气管道的实际需求，选择适当的燃气保护材料。
在城市燃气行业的阴极保护中，固定电流法和牺牲阳极保护阴极法最为广泛应用。
除了牺牲阳极保护阴极的方法，我们还可以针对部分特殊城市，进行高效的特殊举措。
按照埋地钢质燃气管道技术准则的规定，流程中的一切步骤都需要经过相关部门的批准。
在整个工程竣工之后，要高标准的进行验收，使用专业的仪器，并且雇佣专业的团队进行验收。
2 牺牲阳极法设计主要参数的确定2.1 土壤电阻率的测试再对燃气管道进行地下装置时，我们需要掌握整个流程的数据，尤其是土壤电阻率，它直接影响着燃气管道阳极的种类和规格。
地下的情况相对于地上来说较为复杂，土壤中有各种腐蚀因素，这些腐蚀因素都会干扰电离子的浓度和含水量。
土壤中的各种物质因素，都会影响钢管的使用期限，水质中之所以会出现电离子浓度过高的现象，是因为钢管的单调性导电性较好。
我们可以根据地底下的钢管分泌物或残留物，检测出钢管的安全质量及使用年限。
2.2 阴极保护电流密度的选择埋地钢管流程中的各种数据都需要掌握，尤其是阴极保护电流的密度，它的影响因素非常多，需要保护其表面的结构。
燃气管道埋于地下需要经过特别的处理，其电极的阳极按照规定必须用化学包装材料进行包装，与此同时阴极的一端就不用包装起来。
埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范
埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范一、设计目标1.延长管道的使用寿命，减少腐蚀损坏。
2.保证管道正常运行，减少维修和更换的成本。
3.避免对环境造成污染和安全隐患。
二、设计原则1.选择合适的阴极保护方式，如直接电流阴极保护、间接电流阴极保护等。
2.确定管道的适当电位，使其能够得到有效的保护。
3.设计合理的电流密度，避免过高或过低的电流密度对管道造成损害。
4.设计合适的阳极布置，保证阳极与管道之间的电流传递均匀。
5.考虑到土壤情况，设计合适的土壤电阻率。
三、设计参数1.根据管道的长度和直径确定电流需求量。
2.根据土壤电阻率确定阳极运行电压。
3.根据电流需求量和阳极运行电压计算所需阳极数量和分布。
4.根据阳极布置方案确定阳极与管道之间的距离。
5.根据阳极材料的耐蚀性选择合适的阳极。
四、施工和维护1.保证阳极和管道之间的良好接触，避免电流流失和脱落。
2.定期检查阳极和管道的状态并进行必要的维护和更换。
3.确保阴极保护系统的可靠运行，监测电位和电流密度。
4.制定完善的隐患排查和应急处理方案，确保管道的安全运行。
五、评估和改进1.定期评估阴极保护系统的效果并进行必要的改进。
2.根据管道的使用情况和环境变化调整电流密度和电位。
3.根据维护和更换记录分析管道的腐蚀状况，改进设计和施工方案。
六、安全措施1.施工和维护人员应具备相关技术知识和操作经验。
2.遵守相关安全规范，使用防护设备和工具。
3.避免电流泄露和短路，确保施工和维护安全。
以上是埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范的一些要点，设计规范应根据具体情况进行调整和补充。
通过合理的设计和施工，可以有效延长管道的使用寿命，降低维修和更换的成本，提高管道的安全性和可靠性。
城镇燃气埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护的设计
城镇燃气埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护的设计
侯彪
【期刊名称】《全面腐蚀控制》
【年(卷),期】2012(000)010
【摘要】在明确了阴极保护的管道条件前提下，文章简述了埋地钢制管道牺牲阳极阴极保护基本原理，确定了应采用的阳极材料；给出了规范要求和设计参数、以及镁阳极接地电阻的简化计算公式；明确了不宜使用钢套管及对水泥套管内管道采取的保护措施；给出了阳极地床填包料的组分。
【总页数】3页(P16-18)
【作者】侯彪
【作者单位】中国市政工程华北设计研究总院,天津 300074
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.41
【相关文献】
1.城镇燃气埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护的设计 [J], 侯彪
2.埋地钢质燃气管道牺牲阳极阴极保护设计 [J], 王亚平;康志刚;孙权;高鹏;李志;张艳
3.埋地钢质燃气管道牺牲阳极阴极保护的设计思路研究 [J], 朱炼
4.城镇燃气埋地钢质管道牺牲阳极法阴极保护应用探讨 [J], 潘柏定
5.埋地钢质管道牺牲阳极式阴极保护施工工艺 [J], 杨贵兵;王泳
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城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计
河南邦信防腐材料有限公司
2017年3月31日
随着城镇燃气地下管网的迅速发展，钢质管道的腐蚀与防护问题也日益突出。
为了延长埋地钢质管道的使用寿命，确保城镇燃气供应安全、可靠，通常采用阴极保护方法保护埋地钢质管道。
1 阴极保护设计
1．1 阴极保护类型的确定
阴极保护属于电化学保护，是利用外部电流使金属腐蚀电位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术。
埋地钢质管道阴极保护分为强制电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护两种[2～7]。
强制电流阴极保护主要适用于郊区等地下管网单一地区的燃气主管道或城镇燃气环网。
其优点是输出电流大而且可调，不受土壤电阻率影响，保护半径较大；系统运行寿命长，保护效果好；保护系统输出电流的变化可反映出管道涂层的性能改变。
其缺点是需设专人维护管理，要求有外部电源长期供电，易产生屏蔽和干扰，特别是地下金属构筑物较复杂的地方。
牺牲阳极阴极保护主要适用于人口稠密地区和城镇内各种压力级制燃气管道。
其优点是不需外加电源，施工方便，不需进行经常性专门管理，不会生屏蔽，对其他构筑物也不会产生干扰，保护电流分布均匀、利用率高。
其缺点是输出电流小，保护范围有限；需定期更换，不能实时监测输出电流分的变化，也不能反映管道涂层的状况。
根据以往的经验和我们的实践得知，城镇燃埋地钢质管道宜采用牺牲阳极阴极保护来减缓土壤对管道的电化学腐蚀。
1．2 阴极保护电流的确定
要使埋设的燃气管道得到充分的保护，就要证有足够的电流使管道不受到腐
蚀。
钢质管道廖的小保护电流是阴极保护设计重要的参数之一，其计算公式如下：I=AIP (1)
式中I——管道所需保护电流，mA
A——管道总表面积，m2
IP——保护电流密度，mA/m2
保护电流密度Ip是根据管道的防腐层种类、好坏来确定的，新建沥青玻璃布防腐管道所需的Ip约0.1mA/m2，新建三层PE管道所需的Ip约0.001 mA/m2，旧管道的Ip取0.3mA/m2。
1．3 牺牲阳极的选取
①土壤电阻率
土壤电阻率反映了土壤介质的导电能力。
一般电阻率低的土壤腐蚀性强，反之腐蚀性弱，通常根据土壤电阻率选取适宜的牺牲阳极。
无论采用哪种牺牲阳极，都需要先测出管道所在位置的土壤平均电阻率。
土壤中所含成分的比例不同，造成各个地方电阻率也不同，即使同一地点不同埋深的电阻率也不同，因此我们常采用管道所在埋深处的电阻率的平均值。
②牺牲阳极的选用
牺牲阳极主要有两大类型，即镁合金阳极和锌合金阳极。
根据勘测出来的土壤电阻率(ρ)，可以选择采用锌阳极或镁阳极。
一般ρ<5 Ω·m时，选用锌阳极；5Ω·m≤p≤100Ω·113时，选用镁阳极；p>100Ω·m时，选用带状镁阳极。
在土壤潮湿的情况下，锌阳极使用范围可扩大到30Ω·m。
1．4 牺牲阳极的布置
①在布置牺牲阳极时，注意阳极与管道之间不应有金属构筑物。
②牺牲阳极必须埋设在冰冻线以下。
在地下水位低于3m的干燥地带，阳极应适当加深埋设。
在河流下阳极应埋设在河床的安全部位，以防止洪水冲刷和挖泥清淤时损坏。
③牺牲阳极埋设方式有立式和卧式两种。
立式阳极采用钻孔法在埋设阳极处将阳极以垂直于管道的方向埋入地下，这种方式不需大面积开挖，但保护效果不如卧式阳极，适用于已建管道。
卧式阳极采用开槽法施工，在管道敷设时与管道同沟放置，既节省单独开挖的费用，又起到良好的保护效果。
阳极哩设位置在一般情况下距管道外壁3～5m，不宜小于0.3m，但由于考虑到同沟敷设的方便性．一般将间距控制到0.3～0.5m，留出一定操作空间即可。
埋深以阳极顶部距地面不小于1m为宜。
成组布置时，阳极间距以2～3m为宜。
④通常应在管段上相邻两组牺牲阳极的中间部位设置测试桩，测试桩的间距以不大于500m为官。
1．5 设计修正
当计算结束后，在管道上布置牺牲阳极时，还要考虑到一些特殊的情况，对总体设计进行调整。
比如在定向钻的穿越出入土点，当采用的牺牲阳极保护半径不够时，可在出入土点增加阳极的数量或增大阳极的规格，使其能够起到完全保护穿越管道的作用。
2 设计的其他注意事项
2．1 套管
管道穿越铁路、公路采用套管时，无论是钢套管还是混凝土套管都会存在屏蔽作用，使得外部的阴极保护电流流不到套管内的输送管上，成为阴极保护的盲区，一旦套管内进水，盲区内的管道将得不到保护。
针对套管的屏蔽，通常采用带状锌阳极，螺旋式缠绕在管道上，每隔2m左右与管道焊接一次。
每个套管处应安装测试桩，通过套管和管道上的测试导线在地面上可以很方便地测试。
2．2 绝缘连接
为防止阴极保护电流流到与大地连接的非保护构筑物上，应对阴极保护管道系统进行电绝缘。
这样可以防止电流流失，减轻电偶腐蚀，避免不必要的干扰，控制电流流向。
绝缘的设置应考虑以下部位：a．干管与支管连接处；b.新旧管道连接处；c．裸管和覆盖层管道连接处；d.电气接地处；e．套管穿越处；f．跨越管道的支架与管道处；g．大型穿、跨越段两端。
同时要注意在绝缘接头两侧应设有预防雷击和过电流的保护设施，以防止绝缘接头被瞬间的电流击穿。
2．3 交流干扰
城镇的强电线路对管道存在着交流干扰，其危害主要有两方面，一是强电线路的交流电压的长期存在会对钢质管道产生交流腐蚀；二是强电线路发生故障时，会产生瞬间感应电压，可能击穿管道中设置的绝缘装置，并威胁到人身安全。
解决交流干扰的方法有三种，一是保证管道分期施工全部结束后，一次性完成牺牲阳极的施工，尽早进行阳极接地；二是加大管道和接地体的距离，应达到3m；三是在管道和接地体间、绝缘装置两侧分别串连接地电池，将瞬间感应电压转移到管道上，再通过管道的接地装置将电流散掉，防止故障电流对管道的影响。
3 结语
在城镇燃气埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护的设计中，应根据管道所在位置的土壤平均电阻率和管道的压力、管径、长度、防腐层等来计算阳极的数量及分
布，再综合管道经过的地区情况，如周围其他构筑物的情况、管道是否存在穿跨越、套管的设置情况等对阳极分布进行调整，考虑管道起、终点处绝缘装置及接地电池的设置。
棒状镁合金牺牲阳极
预包装镁合金牺牲阳极
燃气公司管道阴极保护牺牲阳极施工
燃气管道阴极保护镁带牺牲阳极穿越施工。