陰極保護(hù)工程技術(shù)手冊(cè)(實(shí)例應(yīng)用篇)

陰極保護(hù)工程技術(shù)手冊(cè)
實(shí)
例
應(yīng)
用
篇一、鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)方法與設(shè)計(jì)
１、鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)：
①設(shè)計(jì)計(jì)算：
管道表面積計(jì)算：S=2πrL
S—管道表面積 r —管道半徑 L—管道長(zhǎng)度
管道保護(hù)電流計(jì)算：I =S Ia
I—管道保護(hù)電流 S—管道表面積 Ia—管道保護(hù)電流密度）
陽極輸出電流：Ｉａ＝△E/R
Ｉａ—陽極輸出電流 A △E—陽極有效電位差 V
R—回路總電阻 R
陽極數(shù)量：N=f.IA/Ia
N—陽極數(shù)量 IA—所需保護(hù)電流 A Ia—單支陽極輸出電流 A
F—備用系數(shù)，取 2-3 倍
陽極使用壽命：Ｔ＝0.85 W/ωI
T —陽極工作壽命 a W—陽極凈質(zhì)量，kg
ω—陽極消耗率 kg/(A.a) I—陽極平均輸出電流，A
②設(shè)計(jì)、安裝說明：
1、一般犧牲陽極工程采用鎂合金犧牲陽極，規(guī)格通常為 22 公斤
/支，也有采用 14 公斤、11 公斤、8 公斤的規(guī)格，一般安裝時(shí)單支焊
接或兩支陽極并聯(lián)為一組安裝。
2、如果是并聯(lián)焊接，相鄰陽極組最好分布在管道兩側(cè)。陽極組
距管道外壁約 2.0m 左右,距管道外壁最少不小于 300mm；最小埋深部不小于 1m?？筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范適當(dāng)調(diào)整陽
極位置。
3、如果陽極采用 4 支一組，同側(cè)陽極組間距最低不小于 2 米。
4、陽極鋼芯與電纜連接，采用焊錫灌注，以減少接觸電阻，同
時(shí)應(yīng)保持連接處的絕緣密封，需包覆環(huán)氧樹脂玻璃布，然后再采用熱
收縮套管，加以密封和絕緣，陽極的鋼芯一端陽極端面，須涂環(huán)氧樹
脂，確保該端面不起作用，其他五面要清潔干凈，放入盛有陽極填充
料的棉布口袋中。
5、陽極電纜可用 10mm2電纜，可用 vv-1kv/1x10mm2。
6、犧牲陽極與鋼管可采用鋁熱焊劑直接將陽極電纜焊接于鋼管
上，安裝前，首先在管道防腐層上切割出一個(gè) 100mm*100mm 的焊
接口，或根據(jù)焊接施工情況對(duì)焊接口大小進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。并清理焊接
口保持表面干燥和清潔，以保證焊接質(zhì)量。焊接完成后采用補(bǔ)傷片補(bǔ)
傷，仔細(xì)修復(fù)焊接處的防腐層，保證該處密封絕緣。
7、陽極安裝在陽極坑后進(jìn)行回填，在回填土中不應(yīng)含有磚、石
等，若坑內(nèi)較干燥時(shí)，應(yīng)在陽極外的布袋上蓋上一層薄土后，向坑內(nèi)
灌水，使陽極布袋內(nèi)的填料飽和吸滿水，然后再回填并夯實(shí)，恢復(fù)地
坪。
8、每間隔 1 公里設(shè)置一支測(cè)試樁，每支測(cè)試樁處焊接一根測(cè)試
電纜，采用鋁熱焊模具焊接，焊接完畢后用補(bǔ)傷片對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行防腐處
理。9、每支測(cè)試樁配備一支長(zhǎng)效參比電極。在測(cè)試樁處開挖參比電
極坑（在參比電極放入坑之前，要先浸泡陽極體 5 個(gè)小時(shí)以上），將
參比電極放入坑中，參比電極盡量靠近管道放置，以減少管道與參比
之間的 IR 降。然后回填，回填時(shí)盡量不要夾雜石塊。如電纜焊接現(xiàn)
場(chǎng)圖所示。參比電極引線接到測(cè)試樁端子上，日常維護(hù)時(shí)打開測(cè)試樁
門就可以測(cè)試保護(hù)電位，了解陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行情況和管道受保護(hù)的
情況。
2、套管內(nèi)部鋼質(zhì)管道帶狀犧牲陽極陰極保護(hù)：
如果鋼質(zhì)管道穿越鐵路、公路可采用套管和無套管兩種形式。當(dāng)
采用套管時(shí)，必須確保套管和管道之間不得有金屬接觸或低電阻接
觸。一旦有這種接觸，保護(hù)電流將從該點(diǎn)流入套管，而套管多是裸管，
嚴(yán)重影響干線的陰極保護(hù)。套管的直徑比輸送管道的直徑大 200mm，
在輸送管道穿入套管之前，應(yīng)在管道上以 2 米的間距安裝絕緣支撐環(huán)
（又叫絕緣支架或絕緣支撐），最外兩個(gè)支撐環(huán)距套管口的距離不應(yīng)
大于 0.5m 。為了檢測(cè)套管的絕緣狀態(tài)，應(yīng)在每個(gè)套管處安裝測(cè)試樁，
通過套管和管道上的測(cè)試導(dǎo)線在地面可以很方便的測(cè)試。理想的套管
穿越，應(yīng)是套管內(nèi)干燥無水，而實(shí)際調(diào)查表明，絕大多數(shù)套管內(nèi)進(jìn)了
水，再這種情況下，由于金屬套管的屏蔽作用，使得干線上的保護(hù)電
流對(duì)于套管內(nèi)介質(zhì)形成的小腐蝕環(huán)境不起作用，因而加速了套管內(nèi)輸
送管的腐蝕。所以套管內(nèi)要考慮單獨(dú)的陰極保護(hù)方式。通常采用鋅帶
或鎂帶纏繞在管壁上，作為有滲水的情況下備用，鋅帶或鎂帶不得與
套管內(nèi)壁有電接觸。①設(shè)計(jì)計(jì)算:
通常設(shè)計(jì)帶狀陽極兩焊接點(diǎn)的間距為兩米，如圖所示，計(jì)算帶
狀陽極的長(zhǎng)度，首先要計(jì)算管道周長(zhǎng) S，L 為管道兩個(gè)焊點(diǎn)間距，然
后通過勾股定理來計(jì)算帶狀陽極長(zhǎng)度 H。然后根據(jù)管道總長(zhǎng)度除以 L
（2000mm）再乘以長(zhǎng)度 H，就是帶狀陽極的總用量。
在設(shè)計(jì)時(shí)，我們要考慮管徑，帶狀陽極的間距可根據(jù)管徑的粗
細(xì)來調(diào)整，通常間隔為 2 米。前面在鎂陽極材料介紹中我們知道，鎂
帶的電流輸出為 10mA/m 。根據(jù)計(jì)算管道的保護(hù)電流也可以計(jì)算出
陽極帶的用量，
施工時(shí)，將帶狀陽極均勻纏繞在管道上，管道每間隔 2 米焊接
一次，在焊接點(diǎn)處將陽極剝離，留出鋼芯，使用模具進(jìn)行鋁熱焊接，
焊接時(shí)防止陽極斷開脫落，焊接完畢后對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行防腐處理。
3、鋼質(zhì)管道外加電流陰極保護(hù)：
①恒電位儀的選擇：
根據(jù)我們計(jì)算出的總保護(hù)電流來選擇恒電位儀的型號(hào)，在通常情
況下，電流與電壓的量程相等，如 30A/30V。在土壤電阻率高的環(huán)境
中要適當(dāng)加大其電壓值，但特殊情況要特殊考慮。
②輔助陽極體的選擇：
現(xiàn)在通常采用的陽極體有淺埋陽極體和深井陽極體兩種，陽極體
材料通常又分兩種，一種為高硅鑄鐵陽極體，一種為貴金屬氧化物陽
極體。
③陽極地床的選擇：陽極地床分兩種，一種為淺埋陽極地床，通常是開挖比較淺的陽
極坑，坑中放置淺埋陽極地床，如圖 1 所示，另一種為深井陽極地床，
通常是打深井，并將陽極體放置在深井中，如圖 2、3 所示
圖1 圖2 圖3
④淺埋陽極體施工設(shè)計(jì)、說明：
輔助陽極地床埋設(shè)在與管道主體走向垂直的地方,地床近端離管
道距離為 100 米（不得小于 50 米），通常距離管道的距離越遠(yuǎn)，能
夠輻射的區(qū)域就越廣。
陽極體埋設(shè)可采用立式或臥式放置，陽極體距地面埋深 1.2m，
陽極體中心間距 1.5 米，陽極體紙依次排開就位后從導(dǎo)氣管內(nèi)灌滿水
浸透焦炭（解開紗網(wǎng)灌水后再扎緊），陽極體上方覆蓋回填土，回填
時(shí)地床區(qū)域高出周邊地面200mm以上，標(biāo)志樁設(shè)在陽極地床的一端，