钢结构防腐工程阴极保护牺牲阳极
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。
牺牲阳极法阴极保护方案
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将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或者合金，该金属或者合金为阳极，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。
1、不需要外部电源；2、对邻近金属构筑物无干扰或者很小；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。
牺牲阳极式阴极保护施工工艺
牺牲阳极式阴极保护施工工艺1、牺牲阳极式阴极保护主要施工工序流程施工准备→依据设计图纸部署开挖阳极坑→将阳极装入填料包、填充化学填料→在阳极坑里安装阳极组、浇水→埋置测试桩及测量组元→阳极、电缆连接并做好密封→阴极保护数据测试→回填土、压实→质量验收并填写单位单项工程验收记录.施工流程图:2、施工准备施工作业依据技术资料准备：工程施工前,项目经理部人员至少要熟练掌握以下施工技术资料：埋地预应力钢筒混凝土管道的阴极保护GB/T 28725-2012预应力钢筒混凝土管的阴极保护 NACE RP 0100-2000埋地钢质管道阴极保护技术规范GB/T 21448-2008锌-铝-镉系合金牺牲阳极GB/T 4950-2002镁合金牺牲阳极GB/T 17731-2009工程阴极保护工程招标文件工程阴极保护工程招标文件设计方案及图纸阴极保护材料的准备及验收材料准备牺牲阳极组包括锌、镁合金牺牲阳极、电缆、测试桩、防腐涂料.材料验收材料使用前,会同业主、监理、质检人员对材料进行核对验收,合格签字后,方可使用.验收规范如下：a. 材料出厂合格证,或产品检验报告的各项指标,符合设计要求.特别是阳极化学分析报告和阳极电化学性能检测报告必须符合设计要求的相关指标,并且该报告是由国家认可的、具有材料试验检验资格的第三方验证试验机构出具.b. 根据订货合同核对材料品种、型号、规格、颜色、数量、有效期等.c. 外观检查.阳极的表面质量应达到下列规定.缩孔的深度不得超过阳极厚度的10%.冷隔深度不得超过10mm,总长度不得超过150mm.非金属夹渣不得超过阳极表面的1%.阳极表面不得存在以下类型的裂纹：宽度大于3mm的裂纹；纵向长度大于阳极长度的50%的裂纹；不得存在扩展到铁芯或贯穿整个阳极的裂纹.阳极表面没有毛刺、飞边等对人员安全有危害的突出物.阳极工作表面应保持干净,不得沾有油漆和油污.d. 抽检阳极纯度、化学成分情况.参照下列标准的有关条款执行：铝纯度不低于GB/T1196-2002中的规定.锌纯度不低于GB/T470-1997中的规定.镉纯度不低于YS/T72-1994中的规定.设备准备施工车辆、搅拌机械、浇水设备容器及水管等、挖掘机或人力挖掘工具、铝热焊设备、检测设备电阻测量仪、数字万用表、参比电极等.施工前的其它准备完成技术交底和安全技术教育及技术培训,施工人员持证上岗.材料、机具、检测仪器、工具、劳保用品、场地等准备到位.职工生活、住宿安排妥当.施工作业路线勘察完毕,工作进度计划,劳动力分配计划方案交甲方批准允许执行.甲方监护人员到位,工程监理人员到位.甲方批准开工报告并开具工作票允许施工.环境、湿度、天气条件应适应作业施工.3、牺牲阳极组的安装牺牲阳极阳极的布置牺牲阳极的布置对地电场的分布、地埋PCCP管道的电位分布有明显的影响,根据PCCP管地埋区的地质条件,地埋管的管径、有无沥青防腐层等情况,本着保护电位分布均匀、尽量减少阳极间互相屏蔽和管道前后壁自我屏蔽影响、利于管线阴极保护的施工原则,阳极采用两条管道异侧交错布置,如遇阀井则对每个阀井加装一只阳极进行保护.起点和终点需要加大阳极的密度,以尽量增强对管道的保护.通常情况下,阳极组距管道外壁距离为2m—5m.特殊情况下如在距离管道外壁2m位置土质无法挖掘、存在大量石块、土壤电阻率较大的区域应使阳极组距管道外壁的距离大于300mm.阳极组安装坑槽的开挖按设计图纸布置要求,开挖深度与管道中心位置相同,开挖阳极安装坑槽时,其四周应平整一至,不得有铁件、砖、石等杂物.阳极组化学填包料填充无论是立式埋设还是卧式埋,应先用布袋把化学填包料和阳极组装,使阳极置于布袋的中间,四周填充化学填包料,然后把阳极包放置在挖好的阳极安装坑内,加入足够的水进行浸泡.,4、电缆的连接待阳极组装安装完成后,并经检测合格后进行阳极电缆与管道的焊接电缆连接主要包括电缆与阳极铁芯连接、电缆与PCCP管道、钢管连接、PCCP跨接、电缆与承插口钢板连接、电缆与接线柱连接.a、电缆与阳极铁芯连接阳极与电缆之间的联接采用铜焊.双边焊缝长度不得小于100mm.在焊接点上涂覆环氧涂料,加缠电工胶布和绝缘胶带、热熔胶,再包覆热收缩套,并再缠胶带保护.必须保证焊接牢固并且绝缘性能良好,搬运及施工中严禁提拉电缆.b、阳极电缆与PCCP管的连接电缆与PCCP的焊接应采用铝热焊法,焊接部位均要求：焊接牢固,焊缝均匀,焊接点电阻要求小于4×10-4Ω,焊接点强度大于焊接后铜芯电缆的承载力.焊接完成且温度降低后进行焊缝检查,合格后对焊接部位进行特加强级防腐处理,再做水泥砂浆防护层,禁止将电缆直接焊在预应力钢丝上.连接方式：①铝热焊连接阳极引出线与PCCP管承插口钢板的连接用铝热焊连接,其主要材料和工具为铝热焊剂和模具.②热熔胶封闭、混凝土保护用火将热熔胶颗粒加热到熔化状态,然后将其涂抹在焊接点周围,用以封闭焊点和承插口,然后混凝土浇筑保护.要求：热熔胶涂抹均匀,封闭严密,浇筑保护到位.c、阳极电缆与钢管的连接阳极埋设就位后,阳极电缆可以直接焊接到钢管上.与钢管相连接的电缆应采用铝热焊接技术,焊点应重新进行防腐绝缘处理,防腐材料、等级应与原有覆盖层一致. d．PCCP的跨接为了保持预应力钢丝的电连续性,各PCCP之间应用电缆一般为VV-1KV/1x10mm2进行两两跨接,跨接焊点处必须做防腐绝缘,再做水泥砂浆保护层恢复.e.钢管的跨接两条钢管之间应用电缆一般为VV-1KV/1x10mm2进行均压跨接.跨接焊点处应重新进行防腐绝缘处理,防腐材料、等级应与原有覆盖层一致d、电缆与接线柱的连接电缆与接线柱的连接采用铜连接螺栓连接,具体为：用氧-乙炔火焰灯熔除或采取其它方便可行的方式除去电缆保护套,露出铜芯,将铜鼻子压接到铜芯上,然后用铜连接螺栓连接铜鼻子.注意事项：在测量装置处,阳极电缆与管道测试电缆在测试桩内连接.阳极电缆敷设时必须应留有足够余量,在焊点及其他连接处预留蛇形弯,防止电缆或焊点受力拽脱.5、阳极组的回填阳极组回填时,应向阳极坑内回填细土,厚度至少为,禁止向坑内回填大块砂石、水泥块、塑料等杂物.6、测量装置的安装范围为在今后运行中全面掌握输水管道的保护状态,在实施阴极保护的区域,原则上每一公里设置一套测量装置.具体设置位置视现场情况适当调整.在典型过河处增设一套测量装置.本工程的测量装置包括在已实施阴极保护的PCCP管、钢质管线区域内每相距1公里安装一套测量装置,用以检测管线保护情况下的相关技术参数.具体安装位置以施工图为准.测量装置的安装测量装置主要由测试桩、测试电缆及测量组元三部分组成,采用铜连接螺栓或其它方便可靠的电连接方式连接.其中测量组元包括：长效电极、腐蚀电位测试极、保护电位测试极、保护电流测试极,测量组元具有功能如下：● 通电保护电位；● 瞬时断电保护电位；● 自然腐蚀电位及其随时间的变化规律；● IR降；● 阴极极化值；● 阴极保护电流或保护电流7、检测与测试施工期间阴极保护参数测试牺牲阳极埋设施工期间,应及时测量阳极有关参数,并做好各项纪录.测试数据一般包括：阳极开路电位、阳极闭路电位、管道自然电位、管道保护电位、土壤电阻率等.测试方法a. 阳极开路电位测试阳极安装完成后,未与管道连接前,将CSE参比电极放在管道顶部上方1m范围的地表湿土壤上保证参比电极与土壤电接触良好,浇水；数字万用表的黑表笔与CSE参比电极的引线连接,将万用表的档位打到直流电压档2V档,万用表的红表笔连接到牺牲阳极的阳极引线上,读数,记录.b. 阳极闭路电位测试阳极与管道连通后,采用近参比法和远参比法进行阳极闭路电位的测试.在管道或牺牲阳极上方,距测试点1m左右挖一安放CSE参比电极的坑,将CSE参比电极置于距管壁或牺牲阳极3～5cm的土壤上,浇水；万用表的黑表笔与CSE参比电极的引线连接,万用表的红表笔连接到阳极与管道的连接点上,将万用表的档位打到直流电压2V档,读数,记录.c. 阳极输出电流测试阳极发生电流反映阳极的性能指标.采用直测法进行牺牲阳极输出电流测试：阳极发生电流可以用万用表直接串联在阳极和管线之间进行测试.将阳极与管道连通,在阳极与管道连接处串联接入数字万用表,将数字万用表的档位打到直流电流档的mA档,读数,记录.d. 管/地自然腐蚀电位测试在不通电的自然状态下,采用数字万用表和参比电极测量PCCP管钢筋和预制混凝土块中探头的自然电位.通过自然电位判定自然腐蚀状态及周围环境的影响.具体测试方法如下：将CSE参比电极埋入土中,浇水；万用表的黑表笔与CSE 参比电极的引线连接,红表笔与管道引线相连接,将万用表的档位打到直流电压2V档,读数,记录.e. 土壤电阻率测试在试验段,用具有四个端钮的ZC-8型接地电阻测量仪沿管线每100m处测试一次管底深度的土壤电阻率.测试采用四极法：在被测区沿直线埋入4根探测棒,彼此相距a米,棒的埋入深度不超过1/20米,打开C2和P2、C1和P1的连接片,用四根导线连接到相应的测试棒上,测试方法与接地电阻相同,所测电阻率为P=2πa·R,式中R：接地电阻表读表Ωa：棒与棒间的距离cmP：该地区的土壤电阻率f. 牺牲阳极接地电阻测试阳极接地电阻的大小直接影响着阳极电流的输出,因此应及时进行阳极接地电阻的测试.图f 牺牲阳极接地电阻测试接线示意图测量牺牲阳极接地电阻之前,必须将牺牲阳极与管道断开然后按照上图所示的接线示意图沿垂直于管道的一条直线布置电极,g. PCCP管道承口处的跨接片和插口处的跨接片的电阻测试 PCCP管道安装完毕后, PCCP管两边焊接好承插口钢板,打磨后,一端用电缆连接,与万用表的红表笔连接,万用表的黑表笔与Cu/CuSO4参比电极的引线连接,将万用表的档位打到欧姆2Ω档,读数,记录.h. PCCP跨接电缆的连接电阻测试跨接电缆连接完毕后,采用QJ44双臂电桥对PCCP管道间连接电阻进行测试.测试方法如下：将跨接电缆两侧打磨好的钢片分别与双臂电桥的C2、P2和C1、P1相连接,调零,调节档位,使刻度指示牌指针指到0位时读取数据,计算结果,记录数据.i. 管/地通电电位测试在通电状态下,用数字万用表和参比电极测量管线和极化探头在通电之后的电位.通过管线上其它测试点和测试桩上通电电位的测量,判断阴极保护的效果和范围以及保护电位均匀分布情况.j.保护电位测试阴极保护工程完成后,应对整个管线包括在各配水站内部、穿越路及PCCP的河流的钢质管道部位的所有电位测试桩,进行保护电位的全面测量,测试结果整理归档,作好记录.测试方法与牺牲阳极闭路电位的测试方法相同.。
(完整版)牺牲阳极式阴极保护施工工艺
牺牲阳极式阴极保护施工工艺1、牺牲阳极式阴极保护主要施工工序流程施工准备→依据设计图纸部署开挖阳极坑→将阳极装入填料包、填充化学填料→在阳极坑里安装阳极组、浇水→埋置测试桩及测量组元→阳极、电缆连接并做好密封→阴极保护数据测试→回填土、压实→质量验收并填写单位单项工程验收记录。
施工流程图:2、施工准备2.1 施工作业依据（技术资料准备）：工程施工前，项目经理部人员至少要熟练掌握以下施工技术资料：《埋地预应力钢筒混凝土管道的阴极保护》GB/T 28725-2012《预应力钢筒混凝土管的阴极保护》 NACE RP 0100-2000《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T 21448-2008《锌-铝-镉系合金牺牲阳极》GB/T 4950-2002《镁合金牺牲阳极》GB/T 17731-2009《***工程阴极保护工程招标文件》《***工程阴极保护工程招标文件》设计方案及图纸2.2 阴极保护材料的准备及验收2.2.1 材料准备牺牲阳极组（包括锌、镁合金牺牲阳极）、电缆、测试桩、防腐涂料。
2.2.2 材料验收材料使用前，会同业主、监理、质检人员对材料进行核对验收，合格签字后，方可使用。
验收规范如下：a. 材料出厂合格证，或产品检验报告的各项指标，符合设计要求。
特别是阳极化学分析报告和阳极电化学性能检测报告必须符合设计要求的相关指标，并且该报告是由国家认可的、具有材料试验检验资格的第三方验证试验机构出具。
b. 根据订货合同核对材料品种、型号、规格、颜色、数量、有效期等。
c. 外观检查。
阳极的表面质量应达到下列规定。
●缩孔的深度不得超过阳极厚度的10%。
●冷隔深度不得超过10mm，总长度不得超过150mm。
●非金属夹渣不得超过阳极表面的1%。
●阳极表面不得存在以下类型的裂纹：宽度大于3mm的裂纹；纵向长度大于阳极长度的50%的裂纹；不得存在扩展到铁芯或贯穿整个阳极的裂纹。
●阳极表面没有毛刺、飞边等对人员安全有危害的突出物。
牺牲阳极法阴极保护方案
目录一、概述 (1)（一）工程概况 (1)（二）保护原理 (1)（三）牺牲阳极法阴极保护的优点 (1)（四）应用标准和规范 (1)二、本工程管道牺牲阳极保护法的设计 (1)三、施工方法 (2)1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述: (2)2、牺牲阳极法的施工: (2)一、概述（一）工程概况本保护管段范围为北河路（天华路至体育场段）工业水管线。
管径为DN500，管道敷设在北河路南侧，单管保护长度为约2.6km。
本工程采用牺牲阳极法。
（二）保护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。
（三）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。
（四）应用标准和规范1、《埋地钢质管道阴极保护电参数测试方法》SY/T0023-972、《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019-973、《钢质管道及储罐防腐工程设计规范》SY0007-994、《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-955、《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY/T0017-96二、本工程管道牺牲阳极保护法的设计该管道为工业水管道，管径500㎜，设计采用如下牺牲阳极保护法。
牺牲阳极选用镁阳极，每240米设1组，每组由3支22kg的镁阳极组成。
共埋设镁阳极48支，距管道垂直距离＞1.5m，阳极周边用填料包围以减少接地电阻及促进腐蚀产物的溶解。
汇流点及中间点设测试桩3支，测试桩按照1支/km的原则埋设。
三、施工方法1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述:袋装阳极制作→阳极床定位→阳极床开挖→阳极埋设→阳极浇水浸透饱和及各参数测试→阳极通电点处理及焊接→通电点导通测试→通电点补口防腐(补口处防腐材料与管体防腐材料是匹配的) →阳极回填→标记记录。
牺牲阳极阴极保护原理讲解
牺牲阳极阴极保护原理讲解
牺牲阳极阴极保护是一种常见的金属防腐方法，主要用来保护金属结构免受腐蚀的侵害。
该方法的原理是通过引入一个较容易腐蚀的金属（牺牲阳极）与要保护的金属（阴极）连接在一起，使牺牲阳极成为电化学上的阳极，为阴极提供电子，从而阻止金属结构的腐蚀。
在金属结构中，当金属暴露在外界湿润或腐蚀介质中时，会发生电化学反应。
在阴极
区域（更容易腐蚀的区域），氧气还原成氢氧化物，产生电子供给阳极区域。
而在阳极区
域（较不容易腐蚀的区域），金属向溶液中溶解，释放出电子。
通过这种电子传递过程，
阳极区域相对于阴极区域具有更高的电位，从而导致金属结构的腐蚀。
而引入牺牲阳极后，该阳极会缓慢被腐蚀掉，将其阴极保护效果施加在需要保护的金属上。
牺牲阳极通常是由较容易腐蚀的金属制成，如锌、铝或镁等。
这些金属与要保护的金
属接触后，会形成一个电化学电池。
由于牺牲阳极具有更高的电位，它会成为电池中的阳极，在腐蚀过程中释放出电子。
这些电子会在金属结构的阴极区域上流动，从而抵消了金
属结构上原本的阳极反应，达到保护金属的目的。
牺牲阳极的腐蚀，可以充分利用环境中的特殊化学物质，如氯离子等，将金属的腐蚀
抑制在阳极区域，从而有效延缓金属结构的腐蚀速度。
牺牲阳极阴极保护的特点包括简单易行、成本较低、无需外部电源等。
需要注意的是，牺牲阳极的腐蚀速度必须与金属结构的腐蚀速度适当匹配，以确保牺牲阳极能够持续提供
保护效果。
在实际应用中，也需根据具体情况选择合适的牺牲阳极材料和设计保护体系，
以达到最佳的防腐效果。
钢筋混凝土阴极保护系统牺牲阳极
钢筋混凝土阴极保护系统牺牲阳极河南邦信防腐材料有限公司2017年3月钢筋混凝土阴极保护系统中新型一次阳极和二次阳极以及两者的配合使用在研制和实施中的有关结果。
（1）自行研制的一次阳极电流输出能力和耐蚀性较好且加工方便，价格也较便宜。
（2）二次阳极——导电混凝土的电阻率较低，达10～20cm可以有效地将保护电流铺展开、使钢筋电位分布均匀，扩大了单只一次阳极的保护范围。
（3）在阴极保护系统使用过程中，一次阳极与二次阳极的配合也很为重要，如何有效地将两者结合起来对于整个保护系统的保护均匀性有重大的影响。
1 钢筋阻锈剂1.1 钢筋阻锈剂的开拓与发展世界上钢筋阻锈剂的研究与使用经历了很长的时期。
日本是一个岛国，20世纪50年代就缺乏建筑用河砂，不得不开发利用海砂，既要解决海洋环境中氯盐腐蚀问题，又要设法防止海砂中氯盐对钢筋的侵害。
1973年在冲绳发电站建设工程中，正式大量使用了钢筋阻锈剂。
以后用量猛增，到1980年，每年有160万m3混凝土使用了钢筋阻锈剂(钢筋阻锈剂每年用量约1～1.5万t)。
1982年日本制定了《钢筋混凝土用防锈剂》(JISA6205)工业标准，建设省还发布指令文件(597号文、142号文等)，要求在使用海砂或环境氯盐可能超标时，必须使用钢筋阻锈剂。
原苏联也是使用钢筋阻锈剂很早的国家，1985年出版了《混凝土中钢筋阻锈剂》的专著，并在国标《建筑防腐蚀设计规范》中纳入钢筋阻锈剂内容。
美国以往对钢筋阻锈剂的长期有效性，一直存在较大的争论。
只是在最近15年，钢筋阻锈剂才作为新技术得到迅速发展。
经过较长时间的试验研究和工程应用，美国混凝土学会(ACI)肯定了钢筋阻锈剂的效果，并确认“钢筋阻锈剂、环氧涂层钢筋和阴极保护，是长期有效的防钢筋锈蚀的措施”。
1992年美国公路运输联合会(AASHTO)等三个单位编制并发布的《钢筋混凝土桥梁腐蚀手册》，将钢筋阻锈剂作为桥梁防腐蚀的重要措施之一；美国海军工程服务中心(NFESC)、美国航天局肯尼迪太空中心(NASA KSC)等军工部门，都在大力研究开发和积极采用钢筋阻锈剂，以与“盐害”作斗争。
牺牲阳极阴极保护施工方案
牺牲阳极阴极保护施工方案在工业领域中，使用牺牲阳极阴极保护技术是一种常见的金属保护方法，它通过提供一种辅助电流来保护金属结构免受腐蚀的影响。
本文将介绍牺牲阳极阴极保护施工方案，包括方案的原理、施工流程、关键步骤以及注意事项。
方案原理牺牲阳极阴极保护是基于电化学原理的一种保护方法。
在这种方法中，金属结构（如钢结构）被连接到一个比金属更活泼的金属（作为阳极），使之成为受保护的金属。
当这两种金属结合在一起时，会形成一个电池。
阳极将消耗自身来保护被保护金属（阴极），从而延长金属结构的使用寿命。
施工流程下面是牺牲阳极阴极保护的施工流程：1.确定保护目标：确定需要保护的金属结构，分析腐蚀环境和腐蚀程度。
2.设计系统：根据金属结构的大小和形状设计适当的阳极配置方案，确定所需的阳极数量和位置。
3.安装阳极：根据设计方案，在金属结构周围安装阳极系统，确保每个区域都能得到充分的保护。
4.连接电缆：将阳极系统与外部电源连接，以提供所需的电流。
5.监测系统：建立监测系统以监测金属结构的腐蚀情况，及时发现问题并进行调整。
关键步骤牺牲阳极阴极保护的关键步骤包括：•阳极设计：确保阳极的数量、位置和材料选择合适，以充分保护金属结构。
•电流控制：确保外部电源提供稳定的电流，以保证保护效果。
•监测调整：定期监测金属结构的腐蚀情况，根据监测结果进行调整，确保保护效果持续有效。
注意事项在进行牺牲阳极阴极保护施工时，需要注意以下事项：•确保阳极系统的安装位置和数量合理，以充分覆盖金属结构的每个区域。
•定期检查阳极系统的工作状态，确保其正常运行。
•处理泄漏问题：若阳极系统发生泄漏，及时进行处理，以免影响金属结构的保护效果。
通过以上方案的实施，能够有效延长金属结构的使用寿命，降低腐蚀损失，保证工业设备和建筑物的安全性和可靠性。
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钢结构防腐工程阴极保护牺牲阳极阴极保护材料、牺牲阳极保护、外加电流保护、阴保辅助材料、管道材料
河南汇龙合金材料有限公司
技术部：刘珍
编制：2018年8月
内部资料请勿外传
随着城镇燃气地下管网的迅速发展，地下燃气管网错综复杂，且与消防管道、供水管道、供热管道、供电线路等地下金属构筑物纵横交错，甚至还有可能发生电连接，位于城市道路地下的燃气管网还要受到车辆行驶时造成的盈利冲击腐蚀，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。
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，不受土壤电阻率限制，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——管道所需小保护电流，mA
A——管道总表面积，m2
IP——小保护电流密度，mA/m2
小保护电流密度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0.001mA/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<5Ω·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，小不宜小于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，至少应达到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，后考虑管道起、终点处绝缘装置及接地电池的设置。