电化学与材料腐蚀——阴极保护
张旋13091100
本学期专业课程《电化学与材料腐蚀》已接近尾声，对于这门课程的学习，我收获很多，感触颇深。总之，我基本掌握了电化学与材料腐蚀方面的知识，这对我今后的实验研究将会有很大帮助。
根据老师的安排，我选择了阴极保护专题来作为对本课程学习的检测及考察。
阴极保护是金属腐蚀控制中电化学保护的一种。对于阴极保护技术，我将从五个方面进行讲解。分别是：阴极保护技术的发展史、阴极保护原理、阴极保护的分类、阴极保护方式的选择、以及它的发展现状。
阴极保护的应用其实在很早以前就有，但是都未能进行解释而形成一定的理论。直到米歇尔?法拉第的出现，当他研究铸铁在海水中的腐蚀时，于1833年提出了著名的法拉第电解定律，第二年又发现了在腐蚀损耗与电流之间的定量关系，这为之后的阴极保护原理奠定了基础；1890年，美国著名发明家爱迪生曾尝试用外加电流对船只实施阴极保护，但由于当时可供使用的电源和阳极材料不充分而未能成功；直到1902年，柯恩实现了爱迪生的这个设想；1905年，美国卡姆博兰德将外加电流阴极保护法用于锅炉保护；1906年，德国盖波特建立第一个阴极保护厂；在1928年，美国阴极保护之父库恩在新奥尔良一条长输天然气管线上安装了第一台阴极保护整流器，由此开创了管道阴极保护的实际应用。而我国的阴极保护技术研究及应用
起步较晚，在1958年，上海船舶科学研究所才率先在一艘钢壳船上安装了锌合金牺牲阳极，从此开始了阴极保护在我国工业一些方面的应用。
在介绍阴极保护原理之前，我先了解了金属腐蚀方面的知识。金属腐蚀是金属与周围介质发生化学或电化学反应成为金属化合物而
使金属受到破坏的一种现象。按腐蚀原理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀既是金属与周围
介质直接进行的氧化还原反应；
而电化学腐蚀是金属与周围介
质构成了电解池，并有腐蚀电
流产生，阳极发生氧化反应，
阳极溶解，阴极发生还原反应。
这两种腐蚀最根本的区别就是
是否有复试电流产生。如图为电化学腐蚀的示意图。之后概况阴极保护的定义，对被保护金属施加负电流通过阴极极化使其电极电位负移至金属氧化还原平衡电位，从而抑阻金属腐蚀的保护方法称为阴极保护。从电化学腐蚀原理和阴极保护的定义，我们可以归纳出阴极保护的原理。给金属外补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不易失去电子而变成离子溶入溶液。换言之，就是使被保护金属表面得到足够的电子，这样金属原子不容易失去电子而抑制了金属的腐蚀。
根据提供电流的方式，我们可以将阴极保护分为两类，即牺牲阳
极阴极保护和外加电流阴极保护。牺牲阳极阴极保护是将还原性较强的金属作为保护极，与被保护金属相连构成原电池，还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而消耗，被保护的金属作为正极就可以避免腐蚀。如图为以金属Mg作
为牺牲阳极的原理示意图。牺
牲阳极阴极保护，关键是对阳
极材料的选择，而材料的选择
也是有要求的：（1）、电位足够
负，但不宜太负，以免阴极区
产生析氢反应；（2）、阳极的极
化率要小，电位极电流输出要稳定；（3）、阳极材料的电容量要大；（4）、必须有高的电流效率；（5）、溶解均匀,容易脱落；（6）、材料价格低廉，来源充分;（7）、产生的腐蚀产物应是无毒无害，不污染环境，无公害之虞。牺牲阳极阴极保护按按牺牲金属种类的不同，可分为镁合金牺牲阳极阴极保护，锌合金牺牲阳极阴极保护，铝合金牺牲阳极阴极保护等等。对外加
电流阴极保护，它是通过外加
直流电源以及辅助阳极，迫使
电流从土壤流向被保护金属，
使被保护金属结构电位低于周
围环境来进行保护。这里的辅
助阳极的作用是将直流电源输
出的直流电流由介质传递到被保护的金属结构上。可作辅助阳极的材料有很多，如废钢铁、石墨、铅银合金、高硅铸铁、镀铂钛、包铂铌以及混合金属氧化物电极等。外加电流阴极保护按辅助地床的方式不同可分为浅埋阳极地床阴极保护、深井阳极地床阴极保护（闭孔法和开孔法深井地床阴极保护）、柔性阳极阴极保护、网状阳极阴极保护等等。这两种阴极保护法各有各的特色，以下是它们之间的一个对比。
保护方式牺牲阳极阴极保护外加电流阴极保护
优点1、不需要外部电源；
2、对临近金属构筑物干扰小；
3、管理维护工作量小；
4、工程费用与保护长度成正比；
5、保护电流分布均匀，利用率高。
1、输出电流连续可调，可满足较大的保
护电流密度要求；
2、不受环境电阻率限制；
3、工程越大越经济；
4、对管道防腐覆盖层质量要求相对较
低；
5、保护装置寿命长。
缺点
1、牺牲阳极易丢失，寿命短；
2、高电阻环境不宜使用；
3、保护电流不可调，驱动电流小；
4、对覆盖层质量要求高；
5、消耗有色金属，需定期更换；
6、杂散电流干扰大时不能使用。
1、需要可靠外部电源；
2、对临近金属构筑物干扰大，特别是铺
助阳极附近；
3、需设阴极保护站，日常进行维护管理；
4、在需要较小电流时，无法减少最低限
度的装置费用；
5、阳极地床不易维修，阳极产生气体不
易排出，易产生气阻，增大地床电阻，影
响地床寿命。
阴极保护方式的选择，首先必须是可以采用阴极保护。它的具备
条件有三点：(1).被保护构筑物必须是可导电的金属件，且具有足够低的纵向导电率；(2).与低欧姆的接地装置不得有金属导电性连接；
(3).容器和管道均应具有足够电阻率的防腐层。随着防腐层电阻的增大，保护电流密度相应地降低，越加有利于电流均匀分布，扩大保护范围。当保护电流密度增大时对外部装置的干扰影响也增加。这三点
是前提，之后才能选择阴极保护方式。外加电流阴极保护驱动电压高，输出电流大，有效保护范围广，适用于被保护面积大的长距离、大口径管道。牺牲阳极阴极保护不需外部电源，维护管理经济，简单，对邻近地下金属构筑物干扰影响小，适用于短距离、小口径、分散的管道。
目前，阴极保护技术已经发展成熟，并广泛应用到土壤、海水、淡水、化工介质中的钢质管道、电缆、钢码头、舰船、储罐罐底、冷却器等金属构筑物等的腐蚀控制。在国内，做阴极保护设计过硬的设计院有：廊坊管道局设计院、中国石油西南设计院、胜利油田设计院、华北设计院等等；知名度较高的阴极保护厂家有：青岛的七二五所、福建三明无线电二厂、山东奥科防腐、河南第一防腐、天津管道防腐等等。
最后，非常感谢张鲲老师的教学指导！
阴极保护施工方案 目录 第一篇：阴极保护施工方案 第二篇：阴极保护系统调试方案 第三篇：阴极保护系统中设计和施工的注意事项 第四篇：9.2阴极保护措施 第五篇：阴极保护技术有两种 正文 第一篇：阴极保护施工方案 阴极保护施工方案 兰州某区饮水工程使用的是埋地钢管。全长4200米。为了减缓土壤对钢管的腐蚀，采用了防腐蚀涂料和外加电流法阴极保护联合防护措施。 一、施工法 （一）涂刷环氧煤沥青漆 管道表面喷砂处理后，涂两道环氧煤沥青漆。 （二）阴极保护施工： 1、外加电流法阴极保护的供电部分安装。 供电部分主要包括恒电位仪，电源系统和恒电位仪输出系统三部分，设在保护站内，
（1）恒电位仪经调试后即进行固定，并安装电源线和恒电位仪的输出。输出线由仪器通过接线箱引至架空线路，再引至阳极床、阴极通电点及参比电极等处，从而为阴极保护提供电流。 （2）电源系统安装：电源箱打眼固定后，接好电源线和输出电源线，并安装接线板。 （3）恒电位仪输出系统的安装：接线箱引至架空线路的电缆及控制线端头进行焊接线鼻、上锡。阴——阳极电缆线各二根，参比电极讯号线3根、阴极讯号线2根。室内电缆及控制线均穿镀锌钢管，覆放在地面上。室外部分埋入地下。然后引至架空线路的第一根电杆上，与架空线路的电缆线，讯号线相连接。 2、架空线路的架设 架空线路共计1300多米，25根电杆上横担一个，每个横担上按4只瓷瓶。电缆阴极、阳极线分别为两根用瓷瓶固定。控制线则用钢绞线挂吊，电杆要安装避雷器。共安7个避雷器。 3、阳极床的安装： （1）阳极床是由34只石墨阳极组成，分布在17个阳极井中，每个井内两支阳极。引线并联连接，由地下引至电杆并与架空线路中阳极线相连。 （2）将石墨阳极的引线端头剥皮、打磨与铜接线鼻锡焊待用。
长输管道阴极爱护监测与诊断系统 引言 长输管道阴极爱护是管道日常治理的重要工作内容，要紧包括两个方面的工作，既阴极爱护运行数据的采集和阴极爱护运行数据的分析。 长期以来,由于线路长、监测点分散、交通不便，监测工作实施与治理难度高，工作量大，为此,国外在上世纪7０~80年代首先开始进行远程监测方面的研究,要紧采纳的技术方案是飞机遥测和卫星通讯遥测,这些技术的运用，在一定程度上，达到了提高监测效率，降低劳动强度的目标,但高昂的数据采集成本限
制了此类技术的应用。 在数据分析方面,美国环境总署曾经组织了有关的专家,建立一套阴极爱护系统的运行维护软件,该软件包括:腐蚀防护的教育和智能性专家诊断系统,可实现数据记录、智能性专家诊断、设备查询、日常治理确定敏感地区的管道位置,以便发生故障时，及时提供相关的详细资料。同时也可提供管道事故的预警信息。便于治理部门及时准确的了解有关的阴极爱护信息,也便于具体执行人员的自检和系统阴极爱护的信息积存。 阴极爱护技术具有较强的专业性,当前国内管道治理部门的阴极爱护专业工程技术人员不足,而需要治理的管道却在不断增加,因此,通过采纳新技术手段,提高阴极爱护治理的水平成为进展的必定。 １长输管道阴极爱护监测与诊断系统架构 阴极爱护在线监控专家系统是一套面向阴极爱护领域的无线远程智能在线监控和专家决策支持系统。该系统以地理信息系统（GIS)为治理平台,以SQLSERVER数据库作为系统统一的数据库,以公共无线数据通讯方式（GPRＳ/ＧSM）和其他有线通讯方式相结合的方式为数据传输手段，以低成本的方式实现遥测和遥
控；该系统实现了对管道等被爱护体爱护状况的在线检测,同时能够通过远程监控方式随时监视并调整恒电位仪的工作状态，配合阴极爱护在线监控专家系统进行辅助分析,能够使得整个阴极爱护系统处于最佳的工作状态，最大限度的起到爱护的作用。 1)系统工作流程 ●用户通过GIS应用程序提供的电子地图、图表和报表,能 够直观的观看到管道沿线爱护情况,同时能够通过专家系 统进行辅助决策,关心用户分析阴极爱护系统中相关部分 故障的缘故和应对措施。 ●恒电位仪数据通过有线通讯方式,利用用户原有通讯网络 传送到异地的中心机房服务器，最后通过服务器中对应的 后台服务程序完成数据处理。关于没有有线通讯条件的恒 电位仪，其数据通过ＧPＲS无线通讯方式进行传输。 ●智能电位采集终端将采集的电位数据通过GPＲS无线通 讯方式传送到IＮTＥRNET网上，通讯协议采纳ＴCＰ/Ｉ P，数据通过INTEＲNEＴ网传送到服务器中，最后通过服 务器中对应的后台服务程序完成数据处理。 ●后台服务程序在数据处理时，同时完成数据的存储、通讯 和与GＩＳ系统的信息交换工作。在GIS系统不工作时,
长输管道牺牲阳极法 阴极保护方案 项目名称： 建设单位： 施工单位： 编制日期：2010年10月4日
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 --------------------------------------- 7 二、该项目管道牺牲阳极保护法的设计---------------------------------- 8 三、施工方法-------------------------------------------------------- 8 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: -------------------- 8 2、牺牲阳极法的施工: ------------------------------------------ 9
美国腐蚀工程师协会美国腐蚀工程师协会标准RP0100-2000 国际腐蚀协会第21090 号条款 标准 推荐规范 预应力混凝土圆筒管线的阴极保护 本NACE国际标准代表了那些已经评阅过本文件及其范围和条款的个体会员的一致意见。本标准的接受范围决不排斥那些与本标准不一致的加工制造、市场营销、采购或产品应用、工艺或流程，不论其采用本标准与否。本标准没有任何内容可被解释为通过暗示或其它方式对于涉及由专利保护的方法、仪器或产品的加工制造、销售或使用进行授权，或对于任何侵犯专利特许权责任的行为进行赔偿和保护。本标准陈述的是最低要求，但决不可以解释为限制使用更好的工艺和材料。本标准也并非适用于与此类问题相关的所有情况。在某些特殊实例不可预见的情况下，本标准可能是无效的。国际NACE不对非本机构对本标准的解释说明及应用承担责任，仅对依据国际NACE管理程序和政策出版发行的国际NACE官方解释说明资料承担责任，且不包括个人诠释的出版发行物。 所有使用本标准的用户在应用本标准之前，必须对有关健康、安全、环境和规范性的文献进行认真阅读，从而确定本标准的可适用性。NACE国际标准没有必要对涉及到关于应用本标准中推荐或提及的材料、设备和（或）操作中潜在的健康问题、安全问题和环境危害进行详述。所以，使用NACE国际标准的用户，在应用本标准之前有责任采取适当的健康、安全和环境保护措施；在必要的情况下，可以向相关领域的权威专家进行咨询，以满足遵守已有的相关规范制度的要求。 注意事项：NACE国际标准属于定期更新性资料，有时会在没有事先通知的情况下可能对标准中的内容进行必要的修订或撤销。NACE国际标准通常要求，自本标准最初出版发行日期起不超过五年，要对标准的有关内容进行重新审定、修订或撤销；因此，用户应当及时获取本标准的最新版本资料。购买使用本标准的用户，可以通过与美国防腐工程师协会会员服务部联系来获取所有标准的最新信息和其它NACE国际出版发行资料。联系方式：美国腐蚀工程师协会国际会员服务部，邮政信箱218340，休斯顿, 德克萨斯州77218-8340(电话 +1〔281〕228-6200)。 批准2000-01-14 NACE 国际 邮政信箱218340 休斯顿, 德克萨斯州72218-8340 +1 281/228—6200 ISBN 1-57590-096-3 2000, 国际NACE
阴极保护系统中的重要参数 自然电位是参比电极在使用中的一个重要的采集数据，是被保护金属埋进土壤之后，在没有外部电流的影响下对大地的电位。自然电位会根据外部环境的不同而发生改变，其中影响自然电位比较多的因素有被保护金属结构的材质，结构的表面情况，周围土质的情况，土壤中含水量的多少。一般情况下有基本防腐涂层的埋地管道的自然电位在-0.40到0.70V CSE之间。如果管道所处的环境中是雨季土壤非常湿润，这时候的管道的自然电位就会偏负一点，一般取平均值为 -0.55V CSE。在特殊的环境中参比电极也应该根据环境不同而选择不同的类型，比如储罐内壁的专用参比电极，它是用在储罐内壁或者其他水介质中阴极保护电位的测量。这种专用参比电极的构造是将纯锌棒固定在一个多孔的非金属外壳中，保证电极不要和被保护设备有直接接触。储罐内壁专用参比电极的电位在套筒内，用以避免直接与器壁接触，电极电位是-1.10V CSE，电位稳定，漂移或者极化小于5%，结构保护电位应该低于+0.25V。储罐内壁专用参比电极的电极主要成分有：A1小于0.005%,Cd小于0.003%，Fe小于0.0014%，Cu小于0.002%，Pb小于0.003%，Zn为余量。最小保护电位是指在被保护金属能够完全处在可以被保护状态的时候所需要的最低的电位值。普通情况下被保护金属在电解质溶液中，参比电极极化电位达到金属阳极区的开路电位的时候就被认为是到了完全保护状态。最大保护电位，跟之前所描述的一样保护电位并不是越低越好而是有一定限度的，如果管道的保护电位过于低那么就会造成被保护管道的防腐层存在漏
点的地方出现大量的析出氢气，最终导致防腐涂层与管道的脱离，这就是常说的阴极脱离，这种情况不仅会造成管道防腐层的失效，而且还会导致大量的电能不断消耗，碱性环境会加速防腐层的老化。 氢原子的析出还有可能造成被保护管道发生氢鼓包现象最终还会引发氢脆断裂，因此一定要把电位控制在比析氢电位稍正的电位值，这个被调整出来的电位被称之为最大保护电位。如果阴极保护系统超过了最大保护电位时被称之为过保护。这里需要强调的是，判断一段管道是不是处于过保护状态，要根据管道的断电电位来判断。根据阴极保护的施工规范管道的断点电位应该控制在-0.85到-1.20V CSE之间。最小保护电流密度，最小电流密度就是指在阴极保护过程中能够使被保护金属结构的腐蚀情况减缓到最低的时候或者能够使金属结构物的腐蚀情况直接停止的时候所需要的保护电流密度。根据最常用的阴极保护施工经验和规范指出，如果一段没有做过任何保护措施的金属物质被埋在土壤中，像这种情况的最小保护电流密度一般是 10mA/m2到30mA/m2。瞬间断电电位，在检测一个阴极保护系统的瞬间断电点位时，通常情况下是通过断掉被保护金属结构的外加电源或者如果是牺牲阳极阴极保护的时候就应该是断掉与牺牲阳极材料的连接，并且在0.2到0.5秒内所取得的电位数据。因为这个时候的被保护结构没有任何外部的电流从介质中流向金属物质，所以测出来的电位数据是金属结构的实际极化电位并且不保护介质中的电压降。至于为什么要取0.2到0.5秒之间的数据，那是因为在阴极保护系统被切断的时候，被保护结构对地点为会受一些影响形成一个正向脉冲，
阴极保护监测系统在油田站场的应用闫刘斌 发表时间：2019-03-27T11:22:27.680Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：闫刘斌 [导读] 摘要：本文主要探讨的是“阴极保护监测系统”在油田站场的应用。 （天津市滨海新区大港油田采油五厂工艺研究所天津市 300280） 摘要：本文主要探讨的是“阴极保护监测系统”在油田站场的应用。文章首先对“阴极保护监测系统”的构成加以阐述，介绍了“阴极保护监测系统”的保护措施，并就其在油田场站的应用效果作以介绍。总的来说，在我国当前的油田站场中，应用“阴极保护监测系统”不仅解决了以往人工监测时费时费力的缺点，更是客服了其偶然性的缺点，满足了对油田站场阴极保护科学评价的要求，实践效果理想，能够实现当前我国油田站场的自动化、数字化水平，是十分值得推广的一套监测系统。 关键词：油田；阴极保护监测系统；站场；实践应用 引言 早在1823年就由当时的腐蚀学界推出了“阴极保护理论”，并在之后的一百年中不断进行完善，最终于1829年由Robert j. Cohen （Kuhn)在美国打造出来第一套适用于“阴极保护理论”的“牺牲阳极保护装置”，并将之安装于一条实验管道上[1]。自此，正式的为今天的“阴极保护”的装置及系统的开发，奠定了重要的基础。此后，“阴极保护”技术及其装置得以快速的在发达国家发展起来，甚至在二十世纪30年代，在美国更是成成立了“阴极保护协会”，进一步的提升了“阴极保护技术”的发展[2]。 随着近些年不断发展的新兴技术以及全球信息化，虽然我国引入“阴极保护”较晚，但是在有关专家和从业人员的努力下，结合我国本土行业特色，在原有的“阴极保护技术”的基础上，有开发出来新的技术和系统，给予我国石油行业设备以有效的保护[3]。并且，在多方的努力，以及行业技术的发展配合下，其中的监测环节，逐步向着数字化的智能系统发展，其所开发的“阴极保护监测系统”更是在各个油田站场取得了良好的效果。 1 阴极保护监测系统的构成 监测系统主要由主控制系统、腐蚀信号接收装置、监测探头和专用电缆组成[4]。 控制系统：主要包括监控柜、监控主机、通信模块、监控软件、监视器、打印机。作为监控系统的软件开发平台和开发环境，并持有adam24000、rs485、rs232、rs422等通信协议[5]。 腐蚀信号接收装置：每个监测点配备一套潜在的发送器、在线数据采集模块和数据传输终端。数据传输终端与rs-485数据传输通信总线连接。 监测探测：是实施智能监测的必要条件。它能在恶劣的土壤环境下长期工作，并能提供准确可靠的信号。数据传输通过腐蚀信号接收装置传输到监控控制系统。 专用电缆：使用具有强抗干扰性的kwp kay屏蔽电缆，防止在强干扰环境下对测试数据进行干扰和扭曲，确保测试数据的准确性和可靠性。 具体实际构成如下图所示： 图1 阴极保护监测系统平面图 2 阴极保护监测系统的应用 2.1阴极保护监测系统的保护措施 “阴极保护监测系统”是一种利用无线远程管理，在线监控油田站场阴极保护系统的在线监测方式，其目的是通过对油田站场的设备阴极保护的运行现状的分析，联通油田站场的专家决策系统，实现对油田站场所存在的由腐蚀所带来的安全隐患，进行监测、排除以及保护的措施。在“阴极保护监测系统”所提供的保护措施中，主要包括以下四种： 为了提供足够的阴极保护系统运行电能，“阴极保护监测系统”需要就供电方式提供保护。要求系统的“恒电位仪”保持稳定地长期无人工作状态下，为油田站场的阴极保护系统提供最佳供电，而在一些野外区域，要求“阴极保护监测系统”能够提供太阳能电池供电，确保足够的电能供应。 为了实现牺牲阳极的阴极保护效果，“阴极保护监测系统”要提供最佳的阳极材料及安装方式的管理，依据不同的设备和环境条件，提供最恰当的管理保护措施。 为了提高阴极保护的效果，“阴极保护监测系统”管理和监督阴极保护系统的安装，通过三种不同的安装模式，即浅埋卧式、浅埋立式以及深井式的安装模式，设计不同的油田场站区域，分配以不同的阳极的埋藏方式，最终确保牺牲阳极的阴极保护系统的建立。 为了防止阴极保护系统被河水等特殊地形地貌破坏，在一些特殊地段，“阴极保护监测系统”要提供绝缘维护措施，防止阴极保护系统失效，避免引起设备腐蚀，对一些极易发生穿孔泄漏的地段，要给予足够的重视和预警。
目录 1 工程概况 (2) 2 主要实物工程量 (2) 3 施工工艺依据的标准、规范及设计文件 (2) 4 施工技术要求 (3) 4.1恒电位仪的安装和接线 (3) 4.2加铬高硅铸铁阳极的安装 (3) 4.3柔性阳极的安装 (3) 4.4汇流点、馈流点、测试点的安装 (4) 4.5参比电极的安装 (4) 4.6均压连接 (4) 4.7阴极保护电缆的连接与敷设 (4) 5、质量保证措施 (5) 6、安全技术措施 (6) 7、主要劳动力 (6) 8、主要施工机具 (6)
1 工程概况 本工程区域性阴极保护工程，主要分为设备区厂房、设备辅助区两个区块。 本工程阴极保护采用强制电流保护法，阴极保护的对象主要是埋地金属管道及电力接地系统。本工程阴极保护系统主要由一台四回路恒电位仪、柔性阳极地床、参比电极、馈流点和测试点、分流箱、连接电缆构成，系统共分为四个回路。其中1#回路作为接地系统的阴极保护系统、2#回路作为设备区及其周围管网的阴极保护系统、3#回路作为厂房部分埋地管网的阴极保护系统、4#回路作为设备区埋地管网的阴极保护系统。 本工程的重点施工内容有加铬高硅铸铁阳极的安装、柔性阳极的安装、馈流点及测试点的安装、分流箱的安装、参比电极的安装、测试桩的安装以及均压连接、阴极保护电缆的连接和敷设。 2 主要实物工程量 3 施工工艺依据的标准、规范及设计文件 3.1相关标准、规范
3.1.1 GB/T 21447-2008 钢质管道外腐蚀控制规范 3.1.2 GB/T 21448-2008 埋地钢质管道阴极保护技术规范 3.1.3 GB/T 21246-2007 埋地钢质管道阴极保护参数测量方法 3.1.4 Q/SY 29.1-2002 区域性阴极保护技术规范 3.1.5 94D101-5 35KV 及以下电缆敷设 3.2 阴极保护相关设计文件 4 施工技术要求 4.1恒电位仪的安装和接线 本工程区域性阴极保护恒电位仪采用四回路型，电源为交流AC380V，50Hz，设备规格为50V/30A（每回路），其安装主要包括：恒电位仪与阳极电缆、阴极电缆、零位接阴电缆、参比电缆的连接；电缆连接时应确保极性正确，并且确保电气接触导通良好。 4.2加铬高硅铸铁阳极的安装 3#回路（厂房部分埋地管网阴极保护系统）采用加铬高硅铸铁阳极保护系统，本工程共设置3处共15支加铬高硅铸铁阳极。加铬高硅铸铁阳极安装在压缩机厂房周边，具体位置以及标高以施工图纸为准。阳极引线与汇流线的连接采用铜管钳接，并用热熔胶和电缆收缩套进行密封防腐。阳极地床选用直立浅埋式，底部填充石油焦炭，焦炭须密实、无杂质。阳极安装时不能拉拽阳极引线，阳极安装完成后应回填，回填时必须将回填土进行过筛，回填完成后可适量浇水。焦炭层和回填土之间须填充200mm厚细沙或软土，阳极电缆敷设于细沙或软土之中。 4.3柔性阳极的安装 4#回路（设备区埋地管网的阴极保护系统）采用柔性阳极，共使用2根，过阳极分流箱与阳极汇流电缆相连。柔性阳极的安装位置及走向严格按照蓝图施工。柔性阳极埋地深度应低于被保护体200mm，与管道或接地体的水平净距离不小于300mm，当柔性阳极与管道、接地体或者电缆交叉时，须采用柔性阳极专用隔离网进行绝缘隔离。柔性阳极与电缆及阳极与阳极的连接采用专用接头，
操作规程编号：LX-FS-A64990 阴极保护系统的运行与维护范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
阴极保护系统的运行与维护范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 (一) 阴极保护投入前的准备与验收 1. 阴极保护投入前对管道系统的检查 (1) 管道对地绝缘的检查 从阴极保护的原理介绍，已得知没有绝缘就没有保护。为了确保阴极保护的正常运行，在施加阴极保护电流前，必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。应检查管道的绝缘法兰的绝缘性能是否正常，管道沿线布置的设施如阀门等应与土壤有良好的绝缘，管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确有效的绝缘处理措施。管道在地下不应与其他金属构筑物有“短接”等故障。
阴极保护基本原理 容： 一、腐蚀电位或自然电位 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位，称之为该金属的腐蚀电位（自然电位）。腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子，我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如，铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀而阴极区得到电子受到保护。 相对于饱和硫酸铜参比电极(CSE)，不同金属的在土壤中的腐蚀电位（V） 金属电位（CSE）高纯镁-1.75 镁合金(6%Al，3%Zn，0.15%Mn) -1.60 锌-1.10 铝合金(5%Zn) -1.05 纯铝-0.80 低碳钢(表面光亮) -0.50to-0.80 低碳钢(表面锈蚀) -0.20to-0.50 铸铁-0.50 混凝土中的低碳钢-0.20 铜-0.20 在同一电解质中，不同的金属具有不同的腐蚀电位，如轮船船体是钢，推进器是青铜制成的，铜的电位比钢高，所以电子从船体流向青铜推进器，船体受到腐蚀，青铜器得到保护。钢管的本体金属和焊缝金属由于成分不一样，两者的腐蚀电位差有时可达0.275V，埋入地下后，电位低的部位遭受腐蚀。新旧管道连接后，由于新管道腐蚀电位低，旧管道电位高，电子从新管道流向旧管道，新管道首先腐蚀。同一种金属接触不同的电解质溶液（如土壤），或电解质的浓度、温度、气体压力、流速等条件不同，也会造成金属表面各点电位的不同。二、参比电极 为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的参比电极。饱和硫酸铜参比电极，其电极电位具有良好的重复性和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。不同参比电极之间的电位比较： 土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V）被保护结构相对于不同参比电极的电位 饱和硫酸铜氯化银锌饱和甘汞 钢铁（土壤或水中）-0.85 -0.75 0.25 -0.778 钢铁（硫酸盐还原菌）-0.95 -0.85 0.15 -0.878 三、阴极保护 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。1、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。本人认为，产生该问题的主要原因是阳极成份达不到规要求，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、外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电流从土壤中流向被保护金属，使被保护金属结构电位低于周围环境。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管
阴极保护施工方案 （1）工程概况 武汉站、黄金站、宜昌站采用强制电流阴保系统，包含电位仪、控制柜、MMO/Ti 型线性阳极、高硅铸铁阳极、参比电极、极化探头、各类接线箱安装及阴保电缆敷设；利川站及潜江站以强制电流为主，辅助阳极为辅。强制电流系统接入已建阴保系统中。主要包括各类接线箱、MMO/Ti 型线性阳极、镁合金阳极、参比电极和极化探头安装，以及阴保电缆敷设。主要工作量见表3.5.1.18-1 。 表3.5.1.18-1 主要工程量 （2）施工准备 ①技术准备 a 所有施工材料合格证、检验报告完成报验手续。 b 施工方案编制完并经审批。 c 施工前组织施工人员熟悉图纸、方案，并进行技术交底。 ②材料验收 a 施工材料的出厂合格证。 b 恒电位仪的技术图纸和安装使用说明书。
c 按照装箱清单核对设备的名称、型号、规格、箱号并检查包装箱情况。 d 检查参比电极外壳是否有破裂。 e 对设备零部件的外观质量进行检查，并核对数量。 f 电缆规格符合施工图纸要求。 ③现场准备 a 埋设柔性阳极的沟槽与埋地管道同时进行。 b 柔性阳极组埋设场地的施工道路畅通。 c 被保护管道的阴极通电点焊接管道段已装到位。 d 现场电缆沟已进行开挖。 （3）施工方案 ①恒电位仪安装 a 安装程序 b 技术要求 在恒电位仪安装之前，与土建专业进行工序交接，确保设备基础满足设计要求。 恒电位仪在送电前必须全面进行检查，各种接件应齐全，连接应良好，接线应正确，主回路各螺栓连接处应牢固，设备接地应可靠。 电缆连接时应确保极性正确，并确保电气接触导通良好。 恒电位仪规格为50V/40A，电源为交流AC 220V,50Hz 。 c 安装方法控制组件接线：将阳极电缆、阴极电缆、零位接阴线、参比电极线和机壳接地线分别接到控制组件各自的接线柱上，接线应牢固。
施工组织设计 一、工程概况 1、小河、天赐湾—乔沟湾—榆炼原油管道输送工程全长60.17公里，阴极保护工程全长60.17公里。设计年输油量70万吨。设计压力6.4MPa，钢管选用20#无缝钢管。 2、施工技术要求和执行标准 2.1执行标准：《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》SYJ4006-90、《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》SY/T0023-97、《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-2003、《埋地钢质硬质聚氨脂泡沫塑料防腐保温层技术标准》SY/T0415-96。 2.2施工技术要求：执行设计施工图和设计变更技术文件。 二、编制依据 1.《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》SY 0007-1999 2.《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》SY/T 0036-2000 3.《阴极保护管道的电绝缘规范》SY/T 0086-2003 4.《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》SYJ36-89 5.《埋地钢质检查片腐蚀速率测试方法》SYJ29-87 6.《埋地钢质管道牺牲阳极保护设计规范》SY/T0019-1997 7.《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》SYJ4006-90 三、施工准备 1、技术准备 1.1本项榆炼原油管道防腐保护施工应具有完整齐全的施工图纸和设计文件。 1.2备齐设计单位明确提出本项榆炼原油管道防腐保护施工的技术规范要求和标准。 1.3项目部结合工程实际情况提出施工方案，并进行技术交底。
1.4所用原材料应具有出厂合格证及检验资料，并抽样检查，抽样率不少于3%。 1.5制定详细的安全生产操作规程，做好防火、防毒工作，并制定出具体措施。 1.6制定文明施工措施，坚持绿色环保施工，确保环境安全卫生。 1.7结合甲方安排，准备针对本工程的开工报告，办理榆炼原油管道阴极保护施工工作票，施工记录，质量检验表格。 1.8准备齐全施工记录、自检记录、气象记录、施工日记等。 2、组织准备 2.1施工准备框架图（下见图） 2.2原材料准备 2.2.1我公司按ISO9001质量体系标准，建立了完善的质量保证体系，我们选择了国内外多个原材料供应厂家作为合格的分供商。与此对应，建立了可靠的原材料供应网络以及相应的原材料接、检、保制度。 2.2.2储备充足的施工用材料，主要包括：恒电位仪、高硅铸铁阳极块、参比电极、测试桩等。 3、人力资源配置 本工程我公司拟投入精干的熟练技工（人力资源配置如下表）参加本项施工。施工过程中可根据施工进度及业主要求随时调整劳动力的供应，及时满足施工需要，保证高质量按工期完成施工任务。 3.1开工前所有劳保用品要齐全，施工人员的食宿要安排好。 3.2开工前结合本工程的特点，对所有参加本工程施工的人员进行设备的技术操作培训，必要时进行技术安全考试，文明施工教育，不合格者不得上岗工作。 3.3组织专业施工队伍，以项目经理为主体，并和施工队长、质量检查员、安全监督员、工程技术人员、材料员组成管理层，应少而精。 3.4对施工人员定岗定责，基本固定施工作业区，按区明确作业责任区，坚持
阴极保护系统的运行与维护 (一) 阴极保护投入前的准备与验收 1. 阴极保护投入前对管道系统的检查 (1) 管道对地绝缘的检查 从阴极保护的原理介绍，已得知没有绝缘就没有保护。为了确保阴极保护的正常运行，在施加阴极保护电流前，必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。应检查管道的绝缘法兰的绝缘性能是否正常，管道沿线布置的设施如阀门等应与土壤有良好的绝缘，管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确有效的绝缘处理措施。管道在地下不应与其他金属构筑物有“短接”等故障。 管道表面防腐层应无漏敷点，所有施工时期引起的缺陷与损伤，均应在施工验收时使用音频信号检漏仪检测，修补后回填。 (2) 管道导电性检查 对被保护管道应具有连续的导电性能。 2. 对阴极保护施工质量的验收 (1) 对阴极保护间内所有电气设备的安装是否符合《电气设备安装规程》的要求，各种接地设施是否完成并符合要求与图纸设计一致。 (2) 对阴极保护的站外设置的选材、施工是否与设计一致。对通电点、测试桩、阳极地床、阳极引线的施工与连接严格符合规范。 (3) 图纸、设计资料齐全完备。 (二) 阴极保护投入运行 (1) 组织人员测定全线管道自然电位、土壤电阻率、各站阳极地
床接地电阻。同时对管道环境有一个比较详尽的了解，这些资料均需分别记录整理，存档备用。 (2) 阴极保护站投入运行按照直流电源(整流器、恒电位仪、蓄电池等)操作程序给管道送电，使电位保持在-1.30V左右，待管道阴极极化一段时间(4h以上)开始测试直流电源输出电流、电压、通电点电位、管道沿线保护电位、保护距离等。然后根据所测保护电位，调整通电点电位至规定值，继续给管道送电使其完全极化(通常在24h以上)。再重复第一次测试工作，并做好记录。若个别管段保护电位过低，则需再适当调节通电点电位至满足全线阴极保护电位指标为止。 (3) 保护电位的控制各站通电点电位的控制数值，应能保证相邻两站间的管段保护电位达到-O.85V，同时，各站通电点最负电位不允许超过规定数值。调节通电点电位时，管道上相邻阴极保护站间加强联系，保证各站通电点电位均衡。 (4) 当管道全线达到最小阴极保护电位指标后，投运操作完毕。各阴极保护站进入正常连续工作阶段。 (三) 阴极保护站的日常管理 工业发达国家的阴极保护站大多数已无人值守，由控制中心遥测、遥控，几乎所有的站都是先由人工调整好，再自动恒定电位。阴极站每一个月派人去检查维护一次。 长输管道阴极保护系统的人工检测是很费人力的。其难易与管道设施所经过的地区有关。美国HARC0公司发展并完善了管线的航空监视体系，能自动监视和记录阴极保护系统的数据。此系统成功的关
船舶阴极保护系统详述 简要：详细介绍船体电化学腐蚀原理，阴极保护方法，并结合实际应用详细阐述外加电流的阴极保护的工作原理与衡量标准。 一、电化学腐蚀原理 铁制成的船体接触海水时会产生电位，发生电腐蚀现象。所以，为了尽量减少船体与海水接触，采用防锈蚀的油漆隔离船体和海水。但是船尾轴系，推进器或者因为船体损伤导致的与海水接触是无法完全避免的。所以接触到海水的一部分船体会发生电化学腐蚀，根据电解情况的不同，腐蚀程度不同。 原电池电解反应： 当两种金属或含杂质的金属被置于电解液中，金属活动性强容易失去电子，被氧化，发生氧化反应，为阳极，从而带正电荷（生成金属氧化物，所谓被腐蚀），使电势升高，可以作为正极（正极是针对外部电解质中游离电荷而言，正极吸引负电荷，而正电荷则流向负极，可以被认为是电流的方向）。 金属活动性弱者得电子，被还原，发生还原反应，为阴极（该电极积累金属），电势降低，成为负极，吸引正电荷聚集。 图1 电化学腐蚀原理图 二、阴极保护 阴极保护则使上述过程逆转，根据提供阴极电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种，前者是将一种电位更负的金属（如镁、铝、锌等。注：金属活动性更强，更活跃，更易失电子）与被保护的金属结构物电性连接，通过电负性金属或合金的不断溶解消耗，向被保护物提供保护电流，使金属结构物获得保护。后者是将外部交流电转变成低压直流电，对被保护的金属表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。 牺牲阳极阴极保护法一般用锌块合金，布置没有具体要求，只要沿着舭龙骨流线平均分布，具体数量则要根据船只钢材数量（面积）进行计算后得出。也可用铝合金的，效果更好，但在机舱及货油舱等区域禁止使用（因电位差过高存在引发火星的可能性）。一般设计使用寿命2-3年，采用焊接或铆接方式固定于船体外壳之上，铆接的话到了使用后期可以方便更换，并且有各种型号可选。其中双层底和双壁舱室内部区域（bottom; double hull inner area）也应当设有牺牲阳极保护装置。 下面将详细介绍外加电流的阴极保护过程原理及方法。
标题：阴极保护基本原理[精华] 内容： 一、腐蚀电位或自然电位 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位，称之为该金属的腐蚀电位（自然电位）。腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子，我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如，铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀而阴极区得到电子受到保护。 相对于饱和硫酸铜参比电极(CSE)，不同金属的在土壤中的腐蚀电位（V） 金属电位（CSE） 高纯镁 -1.75 镁合金(6%Al，3%Zn，0.15%Mn) -1.60 锌 -1.10 铝合金(5%Zn) -1.05 纯铝 -0.80 低碳钢(表面光亮) -0.50to-0.80 低碳钢(表面锈蚀) -0.20to-0.50 铸铁 -0.50 混凝土中的低碳钢 -0.20 铜 -0.20 在同一电解质中，不同的金属具有不同的腐蚀电位，如轮船船体是钢，推进器是青铜制成的，铜的电位比钢高，所以电子从船体流向青铜推进器，船体受到腐蚀，青铜器得到保护。钢管的本体金属和焊缝金属由于成分不一样，两者的腐蚀电位差有时可达0.275V，埋入地下后，电位低的部位遭受腐蚀。新旧管道连接后，由于新管道腐蚀电位低，旧管道电位高，电子从新管道流向旧管道，新管道首先腐蚀。同一种金属接触不同的电解质溶液（如土壤），或电解质的浓度、温度、气体压力、流速等条件不同，也会造成金属表面各点电位的不同。 二、参比电极 为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的参比电极。饱和硫酸铜参比电极电极，其电极电位具有良好的重复性和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。不同参比电极之间的电位比较： 土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V） 被保护结构相对于不同参比电极的电位 饱和硫酸铜氯化银锌饱和甘汞 钢铁（土壤或水中） -0.85-0.75 0.25 -0.778 钢铁（硫酸盐还原菌）-0.95-0.85 0.15 -0.878 三、阴极保护 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。 1、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。本人认为，
埋地钢质管道牺牲阳极法阴极保护技术 技术支持单位：甘肃拓维地理信息工程有限公司 示范案例：银川某燃气公司埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护系统安装 时间：2016年6月18日 （一）原理： 埋地钢质管道牺牲阳极法阴极保护技术是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）阳极包的选材 牺牲阳极选择镁阳极包的特点是比重小、电位很负、对铁的驱动加压很大，且单位发生的电量大。镁的标准电极电位为(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(SCE)，镁在土壤之中的电位为至(SCE)，镁在碱溶液中的电位约为(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。 （四）主要应用的规范
1、《埋地钢质管道阴极保护电参数测试方法》SY/T0023-97 2、《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019-97 3、《钢质管道及储罐防腐工程设计规范》SY0007-99 4、《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-95 5、《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY/T0017-96。 （五）施工方法 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: 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。 图1 阳极床定位
阴极保护的基本知识 阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。 阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。美国腐蚀工程师协会（NACE）对阴极保护的定义是：通过施加外加的电动势把电极的腐蚀电位移向氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。牺牲阳极阴极保护就是在金属构筑物上连接或焊接电位较负的金属,如铝、锌或镁。阳极材料不断消耗,释放出的电流供给被保护金属构筑物而阴极极化，从而实现保护。外加电流阴极保护是通过外加直流电源向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构。 保护电位是指阴极保护时使金属腐蚀停止（或可忽略）时所需的电位。实践中，钢铁的保护电位常取-0.85V（CSE），也就是说，当金属处于比-0.85V（CSE）更负的电位时，该金属就受到了保护，腐蚀可以忽略。 阴极保护是一种控制钢质储罐和管道腐蚀的有效方法，它有效弥补了涂层缺陷而引起的腐蚀，能大大延长储罐和管道的使用寿命。根据美国一家阴极保护工程公司提供的资料，从经济上考虑，阴极保护是钢质储罐防腐蚀的最经济的手段之一。 网状阳极阴极保护方法 网状阳极阴极保护方法是目前国际上流行且成熟的针对新建储罐罐底外壁的一种有效的阴极保护新方法，在国际和国内都得到了广泛应用。网状阳极是混合金属氧化物带状阳极与钛金属连接片交叉焊接组成的外加电流阴极保护辅助阳极。阳极网预铺设在储罐基础中，为储罐底板提供保护电流。 网状阳极保护系统较其它阴极保护方法具有如下优点： 1)电流分布均匀，输出可调，保证储罐充分保护。 2)基本不产生杂散电流，不会对其它结构造成腐蚀干扰。 3)不需回填料，安装简单，质量容易保证。 4)储罐与管道之间不需要绝缘，不需对电气以及防雷接地系统作任何改造。 5)不易受今后工程施工的损坏，使用寿命长。 6)埋设深度浅，尤其适宜回填层比较薄的建在岩石上的储罐。 7)性价比高，造价仅为目前镁带牺牲阳极的1倍；虽然长期由恒电位仪提供
管道工程 强制电流阴极保护 设计方案 新疆奥睿博节能科技发展有限公司
目录 、概述 、设计方案 、设计依据标准 、设计指标 、系统设计及安装 、阴极保护系统仪器和材料 、施工设计 、施工技术要求 、工程验收 、效果监测 附录一：阴极保护材料表
强制电流阴极保护设计方案 1、概述 本工程总长度为58.7km，管道管径多数为D89mm，防腐层为黄夹克防腐层。由于管道所经地多为盐碱地，土壤电阻率较大，易选用外加电流阴极保护方式，对管道进行保护，达到延长使用寿命的目的。 2、设计方案 管道设计采用独立的外加电流阴极保护系统。设计1座阴极保护站。阴极保护站设计1处浅埋阳极地床、在靠近排气管处埋设1支长效硫酸铜参比电极、在阴极保护站设计安装1台直流电源。 3、设计依据标准 《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2008 《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-2003 《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2008 《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T21246-2007 《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015 《锌-铝-镉合金牺牲阳极》GB/T4950-2002 《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》GB/T50698-2011
4、设计指标 1、阴极保护设计使用寿命15年。有效保护期间管道极化电位应满足以下第2或3条要求。 2、施加阴极保护后，管道阴极极化电位为-0.85~1.25V（相对于CSE电极），应考虑排除IR降。 3、在阴极保护极化形成或衰减时，测取被保护管道表面与土壤接触、稳定的参比电极之间的阴极极化电位差不应小于100mV。 4、当土壤或水中存在硫酸盐还原菌，且硫酸离子含量超过0.5%时，通电保护电位应达到-0.95V或更负（相对于CSE电极）。 5、系统设计及安装 5.1阴极保护设计参数 （1）管道总长度: 约58.7km （2）绝缘层: 黄夹克防腐层 （3）管道总表面积: 约16404m2 （4）阴极保护系统设计寿命： 30年 （5）土壤平均电阻率: 200Ω·m（0～2米深土壤层） （6）管道保护电位: ≤-0.85V（CSE） 5.2阴极保护系统的设计计算 5.2.1保护电流密度的选取 根据管道外防腐层绝缘电阻和阴极保护电流密度的对应关系（见表1），选择本项目中的最小阴极保护电流密度为0.5mA/m2。 表1 电流密度和防腐层绝缘电阻的对应关系