牺牲阳极保护设计与施工的经验建议
牺牲阳极的施工方案
牺牲阳极的施工方案一、项目背景与目标随着社会的发展与科技进步，越来越多的工程应用采用了牺牲阳极的方法来保护金属结构免受腐蚀。
本项目旨在通过牺牲阳极的施工，确保金属结构在特定环境下的长期稳定运行，从而达到保护设施安全、延长使用寿命、降低维护成本的目标。
二、施工准备与材料在施工前，需做好以下准备工作：现场勘查：了解施工环境，包括土壤性质、气候条件、金属结构状况等。
施工设计：根据现场勘查结果，制定详细的施工方案，包括阳极的选择、布置、连接方式等。
材料采购：按照设计要求，采购合格的牺牲阳极材料、连接材料、防护材料等。
三、阳极选择与布置阳极选择：根据金属结构的材质、使用环境、腐蚀速率等因素，选择合适的牺牲阳极材料。
阳极布置：根据施工方案，确定阳极的数量、位置、间距等，确保阳极与被保护结构的有效连接。
四、施工步骤与方法清理金属表面：清除金属结构表面的污垢、锈迹等，确保阳极与金属结构的良好接触。
安装阳极：按照施工方案，将阳极固定在预定位置，确保阳极与被保护结构的紧密连接。
连接线路：使用合适的连接材料，将阳极与金属结构连接起来，形成完整的保护回路。
测试检查：完成连接后，进行测试检查，确保电路通畅，无接触不良等问题。
五、安全防护措施施工人员需佩戴防护用品，如手套、安全帽等，确保施工安全。
施工现场需设置警示标志，禁止非施工人员进入。
定期对施工现场进行检查，确保施工环境的安全稳定。
六、质量监测与控制对施工过程中的关键环节进行质量监测，如阳极的选择、布置、连接等。
定期对施工成果进行检查，确保施工质量符合设计要求。
如发现质量问题，及时采取措施进行整改，确保施工质量。
七、工程验收与维护工程完工后，组织相关部门进行验收，确保施工质量符合规范要求。
对已安装的牺牲阳极进行定期检查和维护，确保其长期稳定运行。
建立档案管理制度，记录阳极的使用情况、维护记录等，为今后的维护和管理提供依据。
八、施工总结与改进对本次施工过程进行总结，分析施工过程中的优点和不足，为今后的施工提供参考。
牺牲阳极阴极保护施工技术
牺牲阳极阴极保护施工技术
为了防止管道发生腐蚀，我们需要对管道腐蚀性较强的管段进行阴极保护。
对这种腐蚀性强的管道一般采用两种方法对管道实行阴极保护，一种是牺牲阳极阴极保护，一种是外加电流阴极保护。
牺牲阳极阴极保护的施工内容主要包括牺牲阳极地床的安装、测试点的安装、参比电极安装以及管道补伤等。
主要的施工步骤有以下几点：1、阳极坑开挖；2、电缆焊接；3、参比电极及测试桩安装；4、防腐层修补；5、检查、回填。
我们以镁合金牺牲阳极为例，主要施工方法是：1、将镁合金牺牲阳极和参比电极放入坑中，在管线的正上方开一个圆孔并露出金属管壁，清理干净表面的油污、底漆还有氧化膜，将阴极电缆的铜芯用铝热焊剂焊接到管道上，在焊接处涂上热熔胶烘烤后用补伤片覆盖焊点处，再对管道包覆一道热收缩带；2、将各阳极引出电缆与阳极共用电缆采用机械连接，焊接后用热熔胶完全封固，烘烤后用电缆专用热收缩套密封；3、向阳极坑中浇水，将镁阳极浸透，经检查后回填，并将阴极电缆、阳极电缆和参比电极电缆分别连接到测试桩中的接线端子上；4、测试桩连接方式分电位测试桩和电流测试桩两种，全部采用涂塑钢管测试桩电位/电流测试桩：将电缆用铝热焊连接到管道上，焊点进行防腐处理后通过测试桩底部引到接线板的接线端子上；5、待全部检查合格后，测试桩底部现场浇注C15混凝土固定，测试桩铭牌安装按要求进行，并标注编号、里程和桩型，铭牌正面与测试门在同一侧，
要面对地床的方向。
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。
牺牲阳极保护施工
牺牲阳极保护施工牺牲阳极法是最早应用的电化学保护法。
它简单易行，又不干扰邻近的设施。
牺牲阳极还是抗干扰腐蚀的一种手段，可用来排流，防雷及防静电接地。
与强制电流保护法相比，牺牲阳极法具有独特的优点和功能，因而同样受到人们的重视。
近年来，牺牲阳极技术在我国得到了推广和发展。
在生产上也向标准化，系列化方向发展。
并在油，气管道，海船及海上结构物的防护上得到了成功的应用。
一，牺牲阳极保护原理根据电化学原理，把不同电极电位的两种金属置于电解质体系内，当有导线连接时就有电流流动，这时，电极电位较负的金属为阳极，利用两金属的电极电位差作阴极保护的电流源。
这就是牺牲阳极法的基本原理。
二，牺牲阳极材料由于牺牲阳极法是通过阳极自身的消耗，给被保护金属体提供保护电流。
因此，对牺牲阳极材料就产生了性能要求。
1．要有足够负的电位，在长期放电过程中很少极化。
2．腐蚀产物应不粘附于阳极表面，疏松易脱落，不可形成高电阻硬壳，且无污染。
3．自腐蚀小，电流效率高。
4．单位重量发生的电流量大，且输出电流均匀。
5．有较好的力学性能，价格便宜，来源广。
常用的牺牲阳极有镁及镁合金，锌及锌合金以及铝合金三大类。
三，牺牲阳极种类及规格型号(一)镁合金牺牲阳极镁是比较活泼的金属，表面不易极化，电极电位比较负，所以是理想的牺牲了极材料。
但是，钝镁的电流效率不高，造价太高，所以一般都使用镁合金做牺牲阳极材料。
目前世界上流行的镁阳极成分很多，但归纳起来只有三个系列：高纯镁系，镁锰系和镁铝锌锰系。
其典型的代表成分见表10-60。
这三个系列中，Mg-6 Al-3Zn-0.15Mn是使用最广泛的，也是国内定型生产的商品化镁阳极，用于土壤和淡水中性能最佳。
(二)锌牺牲阳极锌是阴极保护中应用最早的牺牲阳极材料。
锌的电极电位比铁负，表面不易极化，是理想的牺牲阳极材料。
锌不仅可以用于低电阻率土壤中，还可广泛用于海洋中。
目前，锌牺牲阳极成分均已标准化。
如ASTMB418，GB4950等。
牺牲阳极阴极保护施工纠正预防措施
牺牲阳极阴极保护方案纠正预防措施（1）质量通病的防治措施：项目经理部总工程师对工程中易出质量通病，工程中的质量管理难点以及过去的或在其他工程中已多次出现不合格，制定纠正和预防措施，编入施工组织设计、施工方案及技术交底中。
（2）不合格品的防治措施：A）不合格品的分类：不合格品分：轻微不合格、一般不合格、严重不合格及质量事故。
B）轻微不合格：由项目经理部质检员向栋号生产负责人、分包单位负责人提出限期整改的要求，在没有整改的前提下，不允许进行检验批或分项工程的验收；，质检员根据施工组织设计、施工方案、技术交底中的纠正和预防措施跟踪检查，并在施工日志上做不合格处置及验收记录。
C）一般不合格：由项目经理部质检员向生产、技术负责人发出《工程质量检查记录》通知单，项目经理部总工程师组织相关人员，进行产生原因的评审、调查活动，并用“5W1H”的方法，制定整改措施，内容包括：①W存在问题，②W产生问题的原因，③W采取的对策，④W整改措施，⑤W责任人；①H完成的时间、地点。
并填写《不合格整改报告》由生产负责人组织实施，项目质检员检查验收，在整改措施“验收负责人”栏内填写检查验收意见。
纠正和预防措施由项目经理部项目经理审批，报质量管理部备案。
D）严重不合格：公司质量管理部组织严重不合格过程（成品）产生原因的评审、调查活动，由项目经理部总工程师按“5W1H”方法组织填写《不合格整改报告》报公司质量管理部审批备案。
由质量管理部负责整改过程的监督、检查，验收合格后，在整改措施“验收负责人”栏内填写检查意见并签字。
项目经理部项目经理编制严重不合格的纠正和预防措施，报公司质量管理部，由公司总工程师审批。
E）质量事故：由项目经理向公司总经理、总工程师书面汇报，依据事故的严重程度，按照建设部、北京市关于对质量事故处理的管理办法执行。
F）对于结构工程、单位工程创优过程中，专家组提出的不合格项目，由项目总工程师负责填写《不合格整改报告》，并在整改结束汇报材料当中附整改前、后的照片。
牺牲阳极阴极保护施工现场安全措施及操作规程
牺牲阳极阴极保护施工现场安全措施及操作规程1、建立严格的安全保证体系，严格执行国家、集团公司安全规程及建设、监理、当地安全部门的各项安全规定，严格执行我公司的HSE管理规定。
2、开挖作业时有许可；现场员工在操作中要佩带必要的劳保护品，土方开挖时要有测量人员配合。
3、作业人员在施工中要相互照应、相互提示，遵守安全条例，做到“不伤害自己、不伤害他人、不被他人伤害”。
每一个人都有责任，有义务为自己、为他人创造良好的安全环境。
对于现场违章人员，将给予严厉处罚。
4 、现场设置施工垃圾收集区，设专人对所有施工垃圾进行分类收集，并及时进行处理。
搞好现场文明施工做到工完料净场地清，保持施工现场的材料堆放整齐、有序、牢靠、规范、标识清楚。
5、严格安全生产责任制，贯彻执行公司规定的有关安全制度，规范施工工序，改善劳动条件，充分发挥安全员的监督作用，对施工用水、电、路、等进行检验，并进行经常性检查。
强化过程监督，制止违章作业，保证施工安全。
6 、在施工区域动火必须按业主规定办理动火票，进行破土作业前必须按业主规定办理破土作业许可证。
7、施工用电应办理用电票，用电设施实行“三相五线制”及“一机一闸一保护”。
用电设施的接、拆应由专职电工进行操作。
电线不得裸露，防止短路伤人；对用电线路经常检查，发现隐患及时排除解决。
夜间施工要有足够的照明。
8、打夯作业时，操作人员应穿绝缘鞋、戴绝缘手套和防护镜，使用时应检查导线有无破损或漏电，作业间歇或迁移作业地点时，必须先切断电源。
9、各种机械应由专人负责,持证上岗,并应对机械的性能经常进行检查。
10、在施工过程中如果发生事故时，施工人员应立即停止一切作业，立即撤离现场，并通知建设（监理）单位，严禁擅自处理。
11、所有员工必须经过安全培训,并且经考试或考核合格；12、按照“谁主管，谁负责”的原则，落实安全生产责任制，严格执行安全检查制度；13、潜在危险区域设立安全警示标志，必要时设置安全栏杆，以控制车辆和行人；14、所有施工现场车辆必须每天检查；15、所有员工配备劳保用品，并按照相关要求正确使用；16、现场施工人员着装统一、整齐，正确使用劳保用品。
牺牲阳极使用说明
牺牲阳极使用说明 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】牺牲阳极使用说明一、阳极的埋设：1、在施工前搬运过程中要轻搬轻放，避免刮破阳极包。
2、使用前,请先将阳极包外面的包装袋（聚乙烯编织袋）除去，然后将阳极包（棉布袋）浸泡在清水中2小时左右，或者置入阳极坑后往坑内注水，使阳极包内填包料完全浸透。
3、将阳极组的两只阳极分别埋设在管道两边米-3米左右范围内，阳极体与管道底部齐平，如果阳极埋设点附近有其他障碍物，可以在管道方向上前后5米范围内移动。
阳极埋设示意图如图：二、阳极电缆的连接1、将盘圈的阳极电缆夹用剪刀剪开拉直引到被保护管道表面。
2、将管道欲焊接部位（大约50mm×50mm）用砂轮处理干净至光亮，表面无灰尘、油渍。
处理完毕后，将电缆使用铝热焊焊接管道上（参照放热焊使用说明书）。
3、焊接完毕后用热熔胶补伤片补伤，补伤片范围不小于70mm×70mm （参照补伤片补伤说明书）。
用在电力接地网上时：1.牺牲阳极布置牺牲阳极按照均匀分布的原则进行水平布置，距离扁钢1m左右，但不小于米，垂直埋深1m（与接地网扁钢同深）左右。
2.阳极电缆选用VV1×10 mm2铜芯电缆，长度为2米，末端焊接一段与扁钢焊接用的钢片。
3.阳极安装：按照设计要求，在埋设点挖好阳极坑,检查袋装阳极电缆接头的导电性能，如有损坏及时修补；将袋装阳极放入阳极坑中就位。
将阳极电缆末端钢片的与接地网采用四周角焊连接，焊缝长度不小于100 mm，焊接必须牢固，保证电气上的导电性。
阳极电缆的埋设深度不应小于米，回填土中应无石块或其它杂物，以免损坏电缆的绝缘层；电缆敷设时应留有10%的裕量，以防止土壤沉降变形造成电缆接头损坏。
确认各焊点、连接点符合要求后，回填土壤。
在干燥地区，回填土将阳极布袋埋住之后，向阳极坑内灌水，使阳极填充料吸满水后，将回填土夯实、恢复地貌。
牺牲阳极施工方案
牺牲阳极施工方案1. 引言牺牲阳极施工是一种用于保护金属结构免受腐蚀的常见方法。
本文将介绍牺牲阳极施工的工作原理和施工方案，旨在提供一种有效的防腐措施，保护金属结构的完整性和使用寿命。
2. 工作原理牺牲阳极施工的基本原理是在金属结构的表面引入一个更容易腐蚀的金属，使其成为电池中的阳极。
当电流通过阳极流动时，金属结构上的腐蚀作用就会减小。
此过程称为阴极保护。
3. 施工前准备在开始施工前，需要进行一些准备工作。
3.1 表面准备金属结构表面必须清洁、无油污、无灰尘和无松动的涂层。
可以使用喷砂、喷丸或刷洗等方法清理表面，并确保金属表面光亮干燥。
3.2 牺牲阳极选择选择合适的牺牲阳极对施工的效果至关重要。
通常使用的阳极材料包括锌、铝和镁等。
根据金属结构的材质和所需的防腐保护水平，选择合适的牺牲阳极。
3.3 涂层选择在施工前需要选择合适的涂层材料。
可以使用涂层材料保护阳极和金属结构的表面，增强阳极的耐久性和防腐能力。
4. 施工步骤以下是牺牲阳极施工的步骤：4.1 表面涂层准备使用刷洗、喷砂或喷丸等方法，将表面清洁干净，确保表面无杂质和涂层。
4.2 牺牲阳极安装将选择好的牺牲阳极固定在金属结构上，并与金属结构表面接触良好。
牺牲阳极应覆盖金属结构的整个表面以达到最佳的防腐效果。
4.3 涂层施工选择合适的涂层材料，并根据厂家提供的施工说明进行涂层施工。
确保涂层均匀、充分覆盖牺牲阳极和金属结构的表面。
4.4 电气连接将电缆连接到牺牲阳极上，并确保牺牲阳极与金属结构形成闭合的电路。
电缆应使用耐腐蚀、耐候性好的材料制作，以确保电气连接的可靠性。
4.5 完成施工在施工完成后，进行必要的测试和检查，确保牺牲阳极的功能正常，并且与金属结构形成良好的防腐保护。
5. 关键注意事项在进行牺牲阳极施工时，需要注意以下关键事项：•施工人员必须具备相关的专业知识和经验，确保施工工作的质量和安全。
•选择合适的牺牲阳极和涂层材料，以提高防腐效果和耐久性。
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随着城市建设事业的飞速发展，埋地管道的数量剧增。
这些管道多采用碳钢材质，为了延长管道的使用寿命，采取相应的防护措施尤为重要，其中涂层防腐和牺牲阳极保护联合防护取得了良好的效果。
本文结合一些建设案例，针对牺牲阳极保护设计和施工中的问题提出一些建议。
管道防腐通常采用涂层加牺牲阳极保护，常规阴极保护有两种方法：外加电流法和牺牲阳极法。
土壤电阻率约20Ω·m，保护电流密度为0.2mA/m2，自然电位为-0.4～-0.6V，管道保护电位(参比电极Cu/Cu-SO4)低于-0.95V。
经过技术经济比较，牺牲阳极保护采用牺牲阳极法较适宜，该法施工简单，安全可靠，对邻近金属管道电干扰少，不用专人管理，可延长管道寿命1倍以上。
②带状镁阳极的使用
带状镁阳极由纯镁或镁锰合金冷轧压制而成，开路电位(参比电极Cu/CuSO4)为-1.7V，单位长度质量为0.37kg/m，宜在电阻率≥100Ω·m的环境中使用。
镁带在电阻率为50Ω·m的土壤中输出电流为10mA/m，在电阻率为150Ω·m的淡水中输出电流为3mA/m。
同等质量带状镁阳极比锭状镁阳极表面积大很多，如11kg 镁锭表面积为0.27m2，而11 kg镁带长度为30m，表面积为1.9m2，是前者的7倍。
阳极输出电流与表面积成正比，与电阻率成反比。
阳极质量决定阳极寿命。
设计上应考虑当地土壤电阻率，在穿越段或套管内管道上缠绕镁带要考虑它的使用寿命应该与管道寿命相当。
如果设计寿命为20年，而当地土壤电阻率较低，就不宜采用镁带，而应采用锭状镁阳极。
常规设计穿越段或套管内管道通常采用镁带缠绕安装方法。
绍兴天然气利用工程中采用的带状镁阳极断面尺寸为(19±0.5)mm×(9.5±0.5)mm，每根钢管缠绕2条带状镁阳极，缠绕方式为对称分布于管道两侧，每隔1～2m设一处捆绑带，其材料为尼龙带。
电缆与镁阳极采用灌锡焊。
绝缘层采用复合绝缘结构，从内向外为环氧树脂、电工胶布、塑料胶布、热缩套、防腐胶布，各层胶布缠绕时搭接。
电缆与管道采用双点铝热焊连接，电缆蛇行并留有余量，两焊点间距＞10cm，涂层破口尺寸为3cm×3cm，补口尺寸大于5cm×5cm。
但在实际施工中这种镁带缠绕安装方法操作起来有困难，尤其是穿越段管道回拖时，缠绕的镁带会增加回拖阻力，且镁带容易脱落和断裂。
因此，对于穿越段管道，建议不采用镁带，而是在出、入土点两处增设锭状镁阳极，并设置测试桩，定时检测阳极消耗量。
对套管内管道，建议镁带的安装方法不采用缠绕，而是在不减少镁带量的前提下和管道平行安装，这样便于管道进入套管内而不损伤镁带。
③三层PE涂层的优越性
在当前管道防腐涂层中，三层PE是诸多涂层中性能较优的一种，它不但有良好的机械性能，而且有良好的抗腐蚀性能和抗阴极剥离性能。
三层PE涂层与阴极保护配合使用，大大降低阴极保护电流密度，从而降低阴极保护的造价。
众多实例证实，新建PE涂层陆地管道所需保护电流密度约1～20μA/m2，海水管道所需保护电流密度约500μA/m2大大低于其他防腐层。
但在当前设计中，由于缺乏对三层PE性能及使用寿命的认识，往往设计过于保守，造成牺牲阳极材料使用量过大。
④绝缘装置的安装
阴极保护管道上的绝缘装置有多种形式，主要是绝缘法兰和绝缘接头。
绝缘法兰必须架空，绝缘接头可直埋入地。
安装绝缘装置会出现两个问题：a．如何保护绝缘装置不受强电电涌的破坏。
目前绝缘接头有整体自放电型和无自放电型两种。
整体自放电型绝缘接头由于内部有释放高压的装置，可省去具有相同功能的
接地电池。
b．如何防止非保护管道不受阴极干扰而加速腐蚀。
接地电池能减少管外壁阴极干扰强度，即减小保护段与非保护段之间的电位差。
但是与非保护段连接的锌棒消耗较快，寿命较短，一旦消耗殆尽，保护段电位与非保护段自然电位的电位差会更大，会从非保护段流出较大的阳极腐蚀电流而加快非保护管段的腐蚀。
解决的办法是绝缘装置两侧各10m内的管外壁做特加强防腐层，以减轻阴极干扰对非保护侧管道的腐蚀。
此外，非保护侧仍需安装一支牺牲阳极以减轻绝缘装置两端电位差造成的阴极干扰。
绍兴天然气利用工程高压管道以埋地为主，因此选择的绝缘装置是绝缘接头。
我们在施工中遇到了绝缘接头泄漏的情况，安装前按照规范要求进行了试验，可是埋地后与管道一起试压时发生了泄漏。
原因可能是没有完全按照生产厂商提出的绝缘接头安装注意事项施工而造成了泄漏。
建议绝缘接头施工时应对产品安装说明予以重视，不同的生产厂商产品安装说明不尽相同。
⑤阳极导线的处理
牺牲阳极装置中所有连接到阳极的导线都有被保护的可能，即使有铜线露出，也不易腐蚀。
因此，牺牲阳极电缆与管道连接处的绝缘要求不很苛刻，但也应该很好地处理，以防电流泄漏及可能产生的铜一铁电偶腐蚀。
⑥阴极保护过河管道安装
管道穿越江河时，稳管大都采用砼压块，有时为保护外防腐层不受损坏在压块下还铺一层橡胶片，这种做法会造成电屏蔽(压块与管道接触的部分得不到保护或欠保护)及橡胶片下的缝隙腐蚀。
原因是管道浸在导电介质中，由于金属与非金属之间形成特别小的缝隙，使缝隙内介质处于滞流状态，引起缝内金属的加速腐蚀。
引起腐蚀的缝隙并非是用肉眼可以明辨的缝隙，而是指使缝内介质停滞的特小缝隙，其宽度一般为0.025～0.100 mm。
对宽度>0.1 mm的缝隙，缝内介质不至于形成滞流，不会形成此种腐蚀。
解决的办法是：去掉保护用的橡胶片，避免缝隙腐蚀；在压块下管道的底部焊上小牺牲阳极块，使保护电流沿压块与管道的缝隙中进入管道上半部分，避免砼压块造成的屏蔽作用。
⑦管道检测
管道寿命初期的事故多发阶段一般是在竣工后0.5—2.0 a内，这期间管道暴露出其内在质量问题，包括设计、管材质量、施工质量等方面的问题。
因此我们在投产试运行前对新建高压管道进行了一般性检测，主要有管道防腐层的电流检测、阴极保护检测和管道埋深检测。
非开挖检测结果显示，12.7 k管道中发现防腐层漏点2处，其余防腐层质量优良鉴于这两处防腐层漏点面积较小，且埋深较深，不采取开挖修复，而是加强阴极保护电位测试。
阴极保护的检测结果较好，但是局部设计过于保守，有牺牲阳极材料使用量过大的现象。
管道埋深一般约1.5m，局部埋深不足1 m，因此对埋深不足管段加强巡检。
在3年内进行全面检测，以后根据管道运行状况每1～3年检测1次。
河南汇龙合金材料有限公司
刘珍
2018.9.26。