犧牲陽極|套裝鎂合金陽極廠家

陰極保護屬于電化學保護，是利用外部電流使金屬腐蝕電位發生改變以降低其腐蝕速率的防腐蝕技術。埋地鋼質管道陰極保護分為強制電流陰極保護和犧牲陽極陰極保護兩種。

強制電流陰極保護主要適用于郊區等地下管網單一地區的燃氣主管道或城鎮燃氣環網。其優點是輸出電流大而且可調，不受土壤電阻率限制，保護半徑較大;系統運行壽命長，保護效果好;保護系統輸出電流的變化可反映出管道涂層的性能改變。其缺點是需設專人維護管理，要求有外部電源長期供電，易產生屏蔽和，特別是地下金屬構筑物較復雜的地方。

犧牲陽極陰極保護主要適用于人口稠密地區和城鎮內各種壓力級制燃氣管道。其優點是不需外加電源，施工方便，不需進行經常性專門管理，不會生屏蔽，對其他構筑物也不會產生，保護電流分布均勻、利用率高。其缺點是輸出電流小，保護范圍有限;需定期更換，不能實時監測輸出電流分的變化，也不能反映管道涂層的狀況。

根據以往的經驗和我們的實踐得知，城鎮燃埋地鋼質管道宜采用犧牲陽極陰極保護來減緩土壤對管道的電化學腐蝕。

1.2陰極保護電流的確定

要使埋設的燃氣管道得到充分的保護，就要證有足夠的電流使管道不受到腐蝕。鋼質管道廖的小保護電流是陰極保護設計重要的參數之一，其計算公式如下：

I=AIP(1)

式中I——管道所需小保護電流，mA

A——管道總表面積，m2

IP——小保護電流密度，mA/m2

小保護電流密度Ip是根據管道的防腐層種類、好壞來確定的，新建瀝青玻璃布防腐管道所需的Ip約0.1mA/m2，新建三層PE管道所需的Ip約0.001mA/m2，舊管道的Ip取0.3mA/m2。

1.3犧牲陽極的選取

①土壤電阻率

土壤電阻率反映了土壤介質的導電能力。一般電阻率低的土壤腐蝕性強，反之腐蝕性弱，通常根據土壤電阻率選取適宜的犧牲陽極。無論采用哪種犧牲陽極，都需要先測出管道所在位置的土壤平均電阻率。土壤中所含成分的比例不同，造成各個地方電阻率也不同，即使同一地點不同埋深的電阻率也不同，因此我們常采用管道所在埋深處的電阻率的平均值。

②犧牲陽極的選用

犧牲陽極主要有兩大類型，即鎂合金陽極和鋅合金陽極。

根據勘測出來的土壤電阻率(ρ)，可以選擇采用鋅陽極或鎂陽極。一般ρ<5Ω·m時，選用鋅陽極;5Ω·m≤p≤100Ω·113時，選用鎂陽極;p>100Ω·m時，選用帶狀鎂陽極。在土壤潮濕的情況下，鋅陽極使用范圍可擴大到30Ω·m。

犧牲陽極陰極保護的主要優點是:不需要額外的外部電源;簡單的維護;安裝方便;在大多數情況下易于添加陽極;均勻電流分布;低成本。犧牲陽極陰極保護的缺點:驅動金屬內部電流和電壓低;待保護結構的表面鍍層質量不佳時，需要更多的陽極;在土壤電阻率高的情況下可能失效;損壞的陽極更換困難，施工成本較高。犧牲陽極材料應具備以下條件:為避免析氫反應，電位應為負，但不能太負;選擇陽極極化小，輸出電流穩定;容量要大，價格不要太高，原料來源技術要充足。

1.4犧牲陽極的布置

①在布置犧牲陽極時，注意陽極與管道之間不應有金屬構筑物。

②犧牲陽極必須埋設在冰凍線以下。在地下水位低于3m的干燥地帶，陽極應適當加深埋設。在河流下陽極應埋設在河床的安全部位，以防止洪水沖刷和挖泥清淤時損壞。

③犧牲陽極埋設方式有立式和臥式兩種。立式陽極采用鉆孔法在埋設陽極處將陽極以垂直于管道的方向埋入地下，這種方式不需大面積開挖，但保護效果不如臥式陽極，適用于已建管道。臥式陽極采用開槽法施工，在管道敷設時與管道同溝放置，既節省單獨開挖的費用，又起到良好的保護效果。陽極哩設位置在一般情況下距管道外壁3～5m，小不宜小于0.3m，但由于考慮到同溝敷設的方便性.一般將間距控制到0.3～0.5m，留出一定操作空間即可。埋深以陽極頂部距地面不小于1m為宜。成組布置時，陽極間距以2～3m為宜。

④通常應在管段上相鄰兩組犧牲陽極的中間部位設置測試樁，測試樁的間距以不大于500m為官。

1.5設計修正

當計算結束后，在管道上布置犧牲陽極時，還要考慮到一些特殊的情況，對總體設計進行調整。比如在定向鉆的穿越出入土點，當采用的犧牲陽極保護半徑不夠時，可在出入土點增加陽極的數量或增大陽極的規格，使其能夠起到完全保護穿越管道的作用。

在陰極保護系統設計中，選擇陽極地床的重要考慮因素是土壤的電阻率，它也是整個陰極保護設計中的重要指標。土壤電阻率不僅影響著陰極保護電流密度的選取，還決定著陽極地床的數量及位置。獲取土壤電阻率的方式有兩種，現場實地測試，根據原有陰極保護系統以及以前的施工經驗進行計算。陽極的接地電阻通常情況下占整個陰極保護系統電阻的85%，如果周圍設施的陰極保護系統輸出的電壓是40伏，電流是20安培，該陰極保護的電阻為2歐姆。可根據相應的陽極地床的電阻公式計算出土壤的電阻率，陽極接地電阻率直接關系整個陰極保護系統的運行成本，通常情況下接地電阻不會大于1.0歐姆

2　設計的其他注意事項

2.1套管

管道穿越鐵路、公路采用套管時，無論是鋼套管還是混凝土套管都會存在屏蔽作用，使得外部的陰極保護電流流不到套管內的輸送管上，成為陰極保護的盲區，一旦套管內進水，盲區內的管道將得不到保護。

針對套管的屏蔽，通常采用帶狀鋅陽極，螺旋式纏繞在管道上，每隔2m左右與管道焊接一次。每個套管處應安裝測試樁，通過套管和管道上的測試導線在地面上可以很方便地測試。

2.2絕緣連接

為防止陰極保護電流流到與大地連接的非保護構筑物上，應對陰極保護管道系統進行電絕緣。這樣可以防止電流流失，減輕電偶腐蝕，避免不必要的，控制電流流向。

絕緣的設置應考慮以下部位：a.干管與支管連接處;b.新舊管道連接處;c.裸管和覆蓋層管道連接處;d.電氣接地處;e.套管穿越處;f.跨越管道的支架與管道處;g.大型穿、跨越段兩端。同時要注意在絕緣接頭兩側應設有預防雷擊和過電流的保護設施，以防止絕緣接頭被瞬間的電流擊穿。

2.3交流

城鎮的強電線路對管道存在著交流，其危害主要有兩方面，一是強電線路的交流電壓的長期存在會對鋼質管道產生交流腐蝕;二是強電線路發生故障時，會產生瞬間感應電壓，可能擊穿管道中設置的絕緣裝置，并威脅到人身安全。解決交流的方法有三種，一是保證管道分期施工全部結束后，一次性完成犧牲陽極的施工，盡早進行陽極接地;二是加大管道和接地體的距離，至少應達到3m;三是在管道和接地體間、絕緣裝置兩側分別串連接地電池，將瞬間感應電壓轉移到管道上，再通過管道的接地裝置將電流散掉，防止故障電流對管道的影響。