牺牲阳极法阴极保护方案
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）。
长输管道牺牲阳极法阴极保护施工方案
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。
储罐内壁牺牲阳极阴极保护方法
储罐内壁牺牲阳极阴极保护方法由于原油储罐、污水罐罐底内壁的腐蚀主要是缘于原油沉积污水引起的电化学腐蚀、细菌腐蚀，且罐底的原油沉积污水有着较高的含盐量（主要是S-2、Cl-、HCO-3、Na+、Ca+2等）和较高的温度，因此其腐蚀性较强。
目前普遍采用牺牲阳极法对储罐底板内壁进行阴极保护，这种方法对储罐安全可靠，无需专人管理，且保护效果好。
通常用作牺牲阳极的材料有镁和镁合金、锌合金、铝合金等。
阳极块在储罐内壁上均匀布置，钢板与阳极块直接焊接连接。
牺牲阳极保护法特点：①施工快速、简便，不会产生腐蚀干扰。
②投入成本较低，经济性强。
③安全可靠，无需专人管理。
④保护效果显著。
根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。
内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。
对40~70℃的水介质环境中，镁阳极因为腐蚀率太高而不适用。
根据保护面积、保护年限、介质电阻率计算所需的阳极数量，选择阳极规格形状。
阳极在罐底板上呈环状均匀分布，阳极支架与底板焊接。
牺牲阳极易于安装，而且当阳极消耗为初始重量的85%时，可以利用清罐机会进行更换。
针对储罐内壁牺牲阳极的设计步骤：①计算阴极保护面积（罐内浸水面积）罐底内壁保护面积计算：S=πr2S-保护面积r-储罐半径②选定保护电流密度，计算保护电流保护电流计算：I=SIaS-保护面积Ia-保护电流密度③确定保护年限，计算所需阳极总量阳极使用寿命：Ｔ＝0.85W/ωIT-阳极工作寿命a W-阳极净质量，kgω-阳极消耗率kg/(A.a)④根据阳极单支数量，计算阳极支数阳极数量：N=f.IA/IaN-阳极数量IA-所需保护电流A Ia-单支阳极输出电流AF-备用系数，取2-3倍牺牲阳极法是储罐内常用的阴极保护方法，它可以任意布置不必担心电源连接，它的电位有限，没有必要担心过保护为先，牺牲阳极可以做成任意形状。
根据内壁介质的情况,阳极可以选用铝合金阳极或镁合金阳极。
内壁采用牺牲阳极保护时，要注意温度的影响。
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护原理牺牲阳极阴极保护（Sacrificial anode cathodic protection）是一种常用于金属结构防腐蚀的方法，也被称为阳极保护。
该原理是通过在被保护金属表面上安装一种具有更高的电位的金属（通常是锌、铝或镁）作为“牺牲阳极”，使其成为阴极而被腐蚀，从而保护被保护金属的阴极。
牺牲阳极保护的原理基于电池原理。
当两种不同电位的金属直接接触时，会形成一个局部电池。
在这个局部电池中，电流从更高电位的金属（阳极）流向更低电位的金属（阴极）。
通过将一种轻易腐蚀的金属作为牺牲阳极，我们可以使其作为一个阴极，吸引任何电流，从而将其腐蚀而保护被保护金属。
牺牲阳极的选择是基于金属间的电位差以及被保护金属的面积。
通常情况下，被保护金属的面积较大，因此可以选择电位差较大的牺牲阳极。
例如，在防腐蚀中使用锌作为牺牲阳极，它的电位较为负值，可以吸引大量的电流并保护被保护金属。
外加电流阴极保护（Impressed current cathodic protection）是另一种常用的防腐蚀方法，与牺牲阳极保护相比，它使用外部电源提供电流，而不是依赖于被保护金属表面的牺牲阳极。
外加电流阴极保护的原理是通过在被保护金属表面施加一定的电流，使其成为一个阴极，在电子层面上抵消金属的阳极解溶反应。
这种方法通常需要在被保护金属表面设置一个或多个附加的阴极（通常是一个带有导线的金属板或一组金属杆），并通过外部电源将电流传输到这些阴极上，然后通过电解作用来保护被保护金属的阴极。
外加电流阴极保护需要精确地控制电流的大小和分布，以确保被保护金属的各个部分都能得到充分的保护。
通过控制电流的大小和方向，可以有效地减少金属结构的腐蚀速率和损坏。
此外，外加电流阴极保护还可以通过适当地调整电流的大小来对不同的金属结构进行保护。
总结而言，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护都是常用的防腐蚀方法。
牺牲阳极保护通过使用具有更高电位的金属作为牺牲阳极来保护金属结构。
阴极保护方案
阴极保护方案阴极保护方案：保卫金属免受腐蚀的利器导语：金属材料普遍容易受到腐蚀的威胁，为了保护金属免受腐蚀的侵害，阴极保护方案应运而生。
本文将探讨阴极保护的原理、应用领域以及常见的阴极保护技术。
第一部分：阴极保护的原理阴极保护是一种通过电化学方法来保护金属材料免受腐蚀的技术。
其基本原理是将一个更易被腐蚀的金属（称为牺牲阳极）与待保护金属连接，使牺牲阳极成为主动腐蚀体，在电路中形成电流，阻止了待保护金属上的腐蚀反应。
阴极保护的核心思想是利用“以小换大”的原则，通过损害牺牲阳极来保护待保护金属。
第二部分：阴极保护的应用领域1. 油气输送管道：在石油和天然气的输送管道中，金属管道暴露在潮湿的土壤、水中或海洋环境中，极易受到腐蚀的威胁。
通过采用阴极保护技术，可以有效保护油气输送管道的完整性和使用寿命。
2. 船舶和海洋结构：船舶和海洋结构在海水中长期接触到盐离子和氧气，容易发生腐蚀。
阴极保护被广泛应用于金属船体和桩、码头等海洋建筑的保护，延长其使用寿命。
3. 水处理设备：在水处理设备中，如供水管道、水处理设备和水塔等金属结构，阴极保护可以有效地减少金属的腐蚀，提高其稳定性和使用寿命。
第三部分：常见的阴极保护技术1. 牺牲阳极法：这是一种最常用的阴极保护技术，通过在待保护金属表面安装一个与之连接的可被腐蚀的金属阳极，以保护待保护金属。
在实际应用中，锌或铝通常被用作牺牲阳极。
2. 电流阴极保护法：这种方法通过在待保护金属上加上外部电源，使其成为阴极，建立与阳极部分的电流差异，防止金属腐蚀。
同时，在待保护金属表面涂覆一层特殊的保护层，以增加保护效果。
3. 阳极泄放法：这种方法利用外部电源以及适当的阳极和阴极材料，在待保护金属周围形成一个保护电场。
该电场对金属进行保护，避免腐蚀。
结语：阴极保护方案是一项重要的技术，能够有效保护金属材料免受腐蚀的侵害。
它在各个领域的应用，如油气输送管道、海洋工程和水处理设备等，起到了关键作用。
长输管道牺牲阳极法阴极保护施工方案
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。
牺牲阳极的阴极保护原理
牺牲阳极的阴极保护原理
牺牲阳极的阴极保护原理是一种通过将一个更容易腐蚀的金属（称为阳极）与被保护金属（称为阴极）连接在一起，使阳极在电化学反应中被优先腐蚀，从而保护阴极免受腐蚀的方法。
该原理基于电池的工作原理。
当阳极和阴极连接并浸泡在一个电解质溶液中时，电解质中的阳离子会被阳极上的腐蚀物所吸引，从而在阳极上发生氧化反应。
这个过程会产生电子和阳离子。
同时，阴极上的金属会被电子吸引，并与阳离子在电解质溶液中发生还原反应。
这个过程被称为阴极保护。
因为阳极比阴极更容易腐蚀，所以阳极上的金属会被逐渐耗损，这也是为什么称之为“牺牲阳极”。
但是，由于阳极的存在，阴极的金属将不会被腐蚀。
整个系统会像一个电池一样工作，电子从阳极流向阴极，形成一个闭合的电路。
牺牲阳极的阴极保护原理在许多领域得到应用，例如船舶和海洋设备、管道和储罐、以及冷却系统等。
常用的牺牲阳极材料包括锌、铝和镁等。
选择适合的阳极材料，对防止阴极腐蚀非常重要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
牺牲阳极法阴极保护方案
一、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。
（4）调试后，可不需日常管理；
（5）保护电流分布均匀，利用率高；
三、牺牲阳极材料
1 作为牺牲阳极材料，必须满足以下条件:
1.1有足够负且稳定的电位，不仅要有足够负的开路电位，而且要有足够的闭路电位（或称工作电位，即在电解质介质中与金属结构连接时牺牲阳极的电位）。
1.2腐蚀率小，且腐蚀均匀，要具有高而稳定的电流效率。
牺牲阳极的电流效率是指实际电容量与理论电容量的百分比，以%表示。
1.3电化学当量高，即单位重量产生的电流量大。
1.4工作中阳极的极化率要小，溶解均匀，产物易脱落。
1.5腐蚀产物不污染环境、无公害。
1.6材料来源广泛，加工容易并价格低廉。
2、镁
2.1镁阳极的特点是比重小、电位很负、对铁的驱动加压很大，且单位发生的电量大。
2.2镁作为牺牲阳极，有较快的溶解速度，镁在电解质中溶液中的腐蚀行为是由本身很负的电位和表面上保护膜的性质所决定。
2.3镁的标准电极电位为-2.37V(SHE);非平衡电极电位则随腐蚀性介质的性质而变，例如：镁在海水中的电位为-1.5V(SCE)，镁在土壤之中的电位为 1.5V至-1.6(SCE)，镁在碱溶液中的电位约为-0.84V(SCE)。
镁的电极电位与介质的PH值有密切关系,PH值在酸性范围内，电位较负，因为生成的腐蚀产物氢氧化镁在碱性介质中是难溶的。
正因为镁在酸性及中性介质中的电位较负和保护膜的不稳定性，所以镁在酸性和中性介质中的腐蚀速度较大。
而在碱性介质中，镁的表面保护膜稳定，电位较正，腐蚀速度则因此而降低。
镁作为牺牲阳极使用时，与电位较正的金属相接触，这时，镁产生阳极化，会引起负的差异效应，即在阳极极化的影响下，金属的自溶大为增强。
与其他牺牲阳极相比，镁的自溶倾向最大，这是镁阳极的电流效北较低的原因之一。
杂质及合金元素对镁的腐蚀速度有很大的影响，镁合金通常比镁的腐蚀速度大。
镁阳极中的杂质主要成分是铁、镍、铜、钴，其中特别是铁的含量，由于这些金属有较正的电位，引起额外的腐蚀（寄生腐蚀）而使镁的阳极效率降低。
添加锰可以抑制铁的影响，因为锰可
以使铁在熔铸过程中沉淀出来，留在合金中的铁元素会被锰包围起来，使铁不能产生阴极性杂质的有害作用。
对镁阳极影响较小的元素有：镉、锰、钠、硅、锌、铝、铅、钙和银等。
用纯镁作为牺牲阳极材料，对杂质的含量应有一定的限制，通常应是高纯镁（含镁大于99.95%），杂质铁的含量应控制在<0.002%以下。
它的电位很负，机械加工性能好。
镁适用于电阻率较高的土壤和淡水中。
镁在海水中应用时易造成过保护，或发生氢脆，故而很少用于海水中。
镁在碰撞时易产生火花，因而，一般不能用于有防爆要求的场合。
四、阳极安装方式
（1）阳极地床
为保证牺牲极在土壤中性能稳定，在阳极四周要填充适用的填充料。
牺牲阳极填充料有用袋装和现场钻孔、挖坑填装两种方法，现场钻孔填装效果虽然好，但填料用量大，稍不注意，容易将土粒等杂物带入填料中，影响填充料质量，所以这种方法使用较少。
牺牲阳极安装中大多使用袋装阳极，即将配置好的填充料放在渗透性材料制的袋中，包围在阳极周围（填料的厚度应在各个方向均保持5-10mm），然后放置在土坑中，再用细土回填、浇水、最后填平。
（2）阳极分布
①牺牲阳极在管道上的分布可采用单支或集中成组两种方法，同组阳
极宜选用同一批号或开路电位相近的阳极。
②牺牲阳极埋设分为立式和水平式两种，埋设方向有轴向和径向。
阳极埋设位置一般距管道外壁3-5mm，最小不宜小于0.3mm，埋设深度以阳极顶部距地面不小于1m为宜，对于北方地区，必须在冻土层以下。
成组埋设时，阳极间距以2-3m为宜。
③在地下水位低于3m的干燥地带，阳极应当加深埋设，对于河流、湖泊地带，牺牲阳极应尽可能埋设在河床（或湖底）的安全部位，以防洪水冲刷或挖泥清淤时损坏。
④在城市和管网区使用牺牲阳极时，要注意阳极和被保护的管道之间不应有其他金属构筑物，如电缆等。
五、测试系统
为了检查地下钢质管道的保护状态及效果，还应安装测试系统。
牺牲阳极法阴极保护的测试系统应能提供保护体的自然电位、阳极性能、保护电位的功能。
通常在相邻两组牺牲阳极管段的中间部位设置一个可测量管道保护电位的测试桩，桩的间距以500m左右为宜。
牺牲阳极测试桩处应设有辅助片长效参比电极，辅助试片的材质应与管道材质相同。
在这里可以测出管道的保护电位和阳极工作状况，如阳极的输出电流、阳极的接地电阻、阳极的开路电位和闭路电位，还可测量辅助试片的自然电位，用来比较钢质管道的保护情况。
这里需要说明的是，牺牲阳极法阳极保护的各项参数的测试，应当在牺牲阳极埋入地下及填包料浇水10d后进行。
另外，牺牲阳极投入运行后，应定期进行监测和维护，至少每半年一次。
待牺牲阳极到达使用寿命时，测量的保护参数异常，或保护电位不能达到阴极保护标准，则说明阳极已“牺牲”完毕，应更换安装新的牺牲阳极，使管道继续得到阴极保护。
工程量计算
1、设备面积：1200m2
2、DN3000钢管：37680m2
3、DN2200钢管：10362m2
4、DN1200钢管：4145m2
合计：53387m2
投标报价
一、保护面积：53386.8m2
二、工程单价：133.14元/m2
三、工程总价：7107918.5元（大写：柒佰壹拾万零柒仟玖佰壹拾捌元五角）
投标单位：河南省防腐保温公司
日期：2004年3月19日。