陰極保護原理

一、金屬的陰極保護

1金屬的腐蝕

金屬有許多優(yōu)良的性質(zhì)，例如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、強度、韌性、可塑性、耐磨性、可鑄造性等。金屬材料至今依然是最重要的結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活和科技工作的各個方面。金屬制品在生產(chǎn)和使用的過程中，受到各種損壞，例如，機械磨損、生物性破壞、腐蝕等。 １.1、金屬腐蝕的定義

金屬的腐蝕是金屬在環(huán)境的作用下所引起的破壞或變質(zhì)。金屬的腐蝕還有其他的表述。所謂環(huán)境是指和金屬接觸的物質(zhì)。例如自然存在的大氣、海水、淡水、土壤等，以及生產(chǎn)生活用的原材料和產(chǎn)品。由于這些物質(zhì)和金屬發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用引起金屬的腐蝕，在許多功能情況下還同時存在機械力、射線、電流、生物等的作用。金屬發(fā)生腐蝕的部分，由單質(zhì)變成化合物，至使生銹、開裂、穿孔、變脆等。因此，在絕大多數(shù)的情況下，金屬腐蝕的過程是冶金的逆過程。 1.２、金屬腐蝕的分類 有多種分類方法。

（１）按腐蝕過程的分，主要有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕�；瘜W(xué)腐蝕是金屬和環(huán)境介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)作用而產(chǎn)生的損壞，在腐蝕過程中沒有電流產(chǎn)生。例如金屬在高溫的空氣中或氯氣中的腐蝕，非電解質(zhì)對金屬的腐蝕等。引起金屬化學(xué)腐蝕的介質(zhì)不能導(dǎo)電。電化學(xué)腐蝕是金屬在電解質(zhì)溶液中發(fā)生電化學(xué)作用而引起的損壞，在腐蝕過程中有電流產(chǎn)生。引起電化學(xué)腐蝕的介質(zhì)都能導(dǎo)電。例如，金屬在酸、堿、鹽、土壤、海水等介質(zhì)中的腐蝕。電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕的主要區(qū)別在于它可以分解為兩個相互獨立而又同時進行的陰極過程和陽極過程，而化學(xué)腐蝕沒有這個特點。電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更為常見和普遍。

（２）按金屬腐蝕破壞的形態(tài)和腐蝕區(qū)的分布，分為全面腐蝕和局部腐蝕。全面腐蝕，是指腐蝕分布于整個金屬的表面。全面腐蝕有各處的腐蝕程度相同的均勻腐蝕；也有不同腐蝕區(qū)腐蝕程度不同的非均勻腐蝕。在用酸洗液清洗鋼鐵、鋁設(shè)備時發(fā)生的腐蝕一般屬于均勻腐蝕。而腐蝕主要集中在金屬表面的某些區(qū)域稱為局部腐蝕。盡管此種腐蝕的腐蝕量不大，但是由于其局部腐蝕速度很大，可造成設(shè)備的嚴重破壞，甚至爆炸，因此，其危害更大。金屬在不同的環(huán)境條件下可以發(fā)生不同的局部腐蝕。例如孔蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕、磨損腐蝕等。還有按腐蝕的環(huán)境條件把腐蝕分為高溫腐蝕和常溫腐蝕；干腐蝕和濕腐蝕等 1.3腐蝕控制措施?

多年的實踐證明，最為經(jīng)濟有效的腐蝕控制措施主要是覆蓋層(涂層)加陰極保護。與國外相比，我國75％的防蝕費用用在涂裝上，而電化學(xué)保護使用的相對較低。 5）施加涂層后，為什么還會腐蝕？ 涂層的作用主要是物理阻隔作用，將金屬基體與外界環(huán)境分離，從而避免金屬與周圍環(huán)境的作用。但是有兩種原因?qū)е陆饘俑�蝕。一是涂層本身存在缺陷，有針孔的存在；二是在施工、和運行過程中不可避免涂層會破壞，使金屬暴露于腐蝕環(huán)境。這些缺陷的存在導(dǎo)致大陰極小陽極的現(xiàn)象，使得涂層破損處腐蝕加速。

2陰極保護基本原理 2.1、腐蝕電位或自然電位

每種金屬浸在一定的介質(zhì)中都有一定的電位, 稱之為該金屬的腐蝕電位（自然電位）。腐蝕電位可表示金屬失去電子的相對難易。腐蝕電位愈負愈容易失去電子, 我們稱失去電子的部位為陽極區(qū)，得到電子的部位為陰極區(qū)。陽極區(qū)由于失去電子（如， 鐵原子失去電子而變成鐵離子溶入土壤）受到腐蝕而陰極區(qū)得到電子受到保護。

相對于飽和硫酸銅參比電極(CSE), 不同金屬的在土壤中的腐蝕電位 （V）

在同一電解質(zhì)中，不同的金屬具有不同的腐蝕電位 ，如輪船船體是鋼,推進器是青銅制成的,銅的電位比鋼高,所以電子從船體流向青銅推進器，船體受到腐蝕，青銅器得到保護。鋼管的本體金屬和焊縫金屬由于成分不一樣, 兩者的腐蝕電位差有時可達0.275V,埋入地下后，電位低的部位遭受腐蝕。新舊管道連接后，由于新管道腐蝕電位低，舊管道電位高，電子從新管道流向舊管道，新管道首先腐蝕。同一種金屬接觸不同的電解質(zhì)溶液（如土壤）,或電解質(zhì)的濃度、溫度、氣體壓力、流速等條件不同，也會造成金屬表面各點電位的不同。 2.2、參比電極

為了對各種金屬的電極電位進行比較，必須有一個公共的參比電極。飽和硫酸銅參比電極電極，其電極電位具有良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性,構(gòu)造簡單,在陰極保護領(lǐng)域中得到廣泛采用。不同參比電極之間的電位比較：

土壤中或浸水鋼鐵結(jié)構(gòu)最小陰極保護電位（V）

2.3、陰極保護

陰極保護的原理是給金屬補充大量的電子,使被保護金屬整體處于電子過剩的狀態(tài),使金屬表面各點達到同一負電位，金屬原子不容易失去電子而變成離子溶入溶液。有兩種辦法可以實現(xiàn)這一目的，即,犧牲陽極陰極保護和外加電流陰極保護。

犧牲陽極陰極保護是將電位更負的金屬與被保護金屬連接,并處于同一電解質(zhì)中，使該金屬上的電子轉(zhuǎn)移到被保護金屬上去，使整個被保護金屬處于一個較負的，相同的電位下。該方式簡便易行，不需要外加電源，很少產(chǎn)生腐蝕干擾，廣泛應(yīng)用于保護小型（電流一般小于1安培）或處于低土壤電阻率環(huán)境下（土壤電阻率小于100歐姆.米）的金屬結(jié)構(gòu)。如，城市管網(wǎng)、小型儲罐等。根據(jù)國內(nèi)有關(guān)資料的報道，對于犧牲陽極的使用有很多失敗的教訓(xùn)，認為犧牲陽極的使用

壽命一般不會超過3年，最多5 年。犧牲陽極陰極保護失敗的主要原因是陽極表面生成一層不導(dǎo)電的硬殼，限制了陽極的電流輸出。本人認為，產(chǎn)生該問題的主要原因是陽極成份達不到規(guī)范要求，其次是陽極所處位置土壤電阻率太高。因此，設(shè)計犧牲陽極陰極保護系統(tǒng)時，除了嚴格控制陽極成份外，一定要選擇土壤電阻率低的陽極床位置。

外加電流陰極保護是通過外加直流電源以及輔助陽極，迫使電流從土壤中流向被保護金屬,使被保護金屬結(jié)構(gòu)電位低于周圍環(huán)境,。該方式主要用于保護大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結(jié)構(gòu)，如：長輸埋地管道，大型罐群等。 3 陰極保護主要參數(shù) 3.1.自然電位

自然電位是金屬埋入土壤后，在無外部電流影響時的對地電位。自然電位隨著金屬結(jié)構(gòu)的材質(zhì)、表面狀況和土質(zhì)狀況,含水量等因素不同而異, 一般有涂層埋地管道的自然電位在-0.4～0.7 V CSE 之間,在雨季土壤濕潤時，自然電位會偏負，一般取平均值 -0.55V。 3.2.最小保護電位

金屬達到完全保護所需要的最低電位值。一般認為，金屬在電解質(zhì)溶液中，極化電位達到陽極區(qū)的開路電位時，就達到了完全保護。對于銅飽和硫酸銅參比電極來說，最小保護電位為-0.85伏；相對于稿純鋅參比電極來說，最小保護電位應(yīng)該是-250毫伏。 3.3.最大保護電位

如前所述，保護電位不是愈低愈好,是有限度的,過低的保護電位會造成管道防腐層漏點處大量析出氫氣, 造成涂層與管道脫離， 即，陰極剝離,不僅使防腐層失效,而且電能大量消耗,還可導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)生氫脆進而發(fā)生氫脆斷裂,所以必須將電位控制在比析氫電位稍高的電位值, 此電位稱為最大保護電位,超過最大保護電位時稱為"過保護"。 3.4.最小保護電流密度

使金屬腐蝕下降到最低程度或停止時所需要的保護電流密度,稱作最小保護電流密度,其常用單位為mA/m 2表示。處于土壤中的裸露金屬，最小保護電流密度一般取10mA/m2。 3.5.瞬時斷電電位

在斷掉被保護結(jié)構(gòu)的外加電源或犧牲陽極0.2 ～ 0.5秒中之內(nèi)讀取得結(jié)構(gòu)對地電位。由于此時沒有外加電流從介質(zhì)中流向被保護結(jié)構(gòu)，所以，所測電位為結(jié)構(gòu)的實際極化電位，不含IR降（介質(zhì)中的電壓降）。由于在斷開被保護結(jié)構(gòu)陰極保護系統(tǒng)時，結(jié)構(gòu)對地電位受電感影響，會有一個正向脈沖，所以，應(yīng)選取0.2 ～0.5 秒之內(nèi)的電位讀數(shù)。 4 陰極保護準則

為了便于實際應(yīng)用，通過多年的實踐與研究，得出了以下幾個判斷結(jié)構(gòu)是否得到充分保護得判斷準則。

NACE RP 0169 建議“在通電的情況下,埋地鋼鐵結(jié)構(gòu)最小保護電位為-0.85V CSE或更負, 在有硫酸鹽還原菌存在的情況下，最小保護電位為-0.95V CSE，該電位不含土壤中電壓降（IR降）”。實際測量時，應(yīng)根據(jù)瞬時斷電電位進行判斷。目前流行的通電電位測量方法簡便易行，但對測量中IR降的含量沒有給予足夠重視。其后果是很多認為陰極保護良好的管道發(fā)生腐蝕穿孔。這方面的教訓(xùn)是很多的。如：某氣田南干線，認為陰極保護良好，但實際內(nèi)檢測發(fā)現(xiàn)腐蝕深度在壁厚的10-19% 的點多達410處； 個別位置的點蝕深度達到50%。 進行斷電電位測量發(fā)現(xiàn)，很多點保護電位（斷電電位）沒有達到-0.85V CSE。有效的方法是實際測量幾點的IR降，保護電位按0.85 + IR 降來確定。IR 降可以通過通電電位減去瞬時斷電電位來獲得，也可以用瞬時通電電位減去結(jié)構(gòu)自然電位來獲得。

瞬時斷電電位與自然電位電位之差不得小于100mV。在有些情況下，在斷開電源0.2-0.5秒內(nèi)測量斷電電位，待結(jié)構(gòu)去極化后（24 或48 小時后）再測量結(jié)構(gòu)電位（自然電位），其差值應(yīng)不小于 100mV。也可以用通電電位（極化后）減去瞬時通電電位來計算極化電位。

最大保護電位的限制應(yīng)根據(jù)覆蓋層及環(huán)境確定，以不損壞覆蓋層的粘結(jié)力為準,一般瞬時斷電電位不得低于-1.10V CSE。由于受舊規(guī)范的影響，很多人還認

為陰極保護最大電位不能低于-1.5V CSE。事實上這種觀念使錯誤的，造成的危害也是巨大的。判斷陰極保護電位是否過大應(yīng)以斷電電位為判斷基礎(chǔ)，只要斷電電位不低于-1.1V CSE（西歐為-1.15V CSE），通電電位再大也沒有關(guān)系。 5 犧牲陽極陰極保護陽極材料

5.1鎂犧牲陽極，根據(jù)形狀以及電極電位的不同，鎂陽極可用于電阻率在 20歐姆.米到 100歐姆.米的土壤或淡水環(huán)境。高電位鎂陽極的電位為 1.75V CSE; 低電位鎂陽極的電位為1.55V CSE。

鎂陽極陽極規(guī)格

鎂陽極化學(xué)成分

鎂陽極電化學(xué)性能

5.2鋅犧牲陽極

鋅犧牲陽極多用于土壤電阻率小于15 歐姆.米的土壤環(huán)境或海水環(huán)境。電極電位為1.1V CSE。溫度高于40 ° C 時，鋅陽極的驅(qū)動電位下降，并發(fā)生晶間腐蝕。高于60 ° C 時，它與鋼鐵的極性發(fā)生逆轉(zhuǎn)，變成陰極受到保護，而鋼鐵變成陽極受到腐蝕。所以，鋅陽極僅能用于溫度低于40 ° C的環(huán)境。

化學(xué)成分

電化學(xué)性能

5.3鋁犧牲陽極 1）、特點： (1).導(dǎo)電性能好 (2).耐腐蝕，壽命長

(3).極化小，溶解均勻，產(chǎn)物易脫落 (4).腐蝕產(chǎn)物不污染環(huán)境，無公害 (5).容易加工，大小長短隨意，便于安裝

(6).自腐蝕效率小且均勻，具有高而穩(wěn)定的電流效率 2）、可以用于防腐市的情況

3）鋁合金的組成

鋁合金陽極生產(chǎn)執(zhí)行GB4948－2002《鋁－鋅－銦系合金犧牲陽極》

最常用的鋁合金陽極有Al－Zn－In系和Al－Zn－Hg系陽及Al－Zn－In—Mg—Ti，適用于石油、天然氣埋地管線、海水中的船舶、港工與海洋設(shè)施、海水冷卻水系統(tǒng)和儲罐沉積水部位等構(gòu)筑物的陰極保護。 化學(xué)元素 化學(xué)成分，%

種類 Zn In Cd Sn Mg Sl Fe Cu Al

鋁-鋅-銦-鎘 2.5∽ 4.5 0.018∽0.050 0.005∽0.02 / / ≤0.13 ≤0.16 ≤0.02 余量 鋁-鋅-銦-錫 2.2∽ 5.2 0.020∽0.045 / 0.018∽0.035 / ≤0.13 ≤0.16 ≤0.02 余量 鋁-鋅-銦-硅 5.5∽ 7.0 0.025∽0.035 / / / 0.10∽ 0.15 ≤0.16 ≤0.02 余量

鋁-鋅-銦-錫-鎂 2.5∽ 4.0 0.020∽0.050 / 0.025∽0.075 0.50∽ 1.0 ≤0.13 ≤0.16 ≤0.02 余量

鋁-鋅-銦-鎂-鈦4.0~7.0 0.02~0.050 0.5-1.50 0.01~0.08 0.10 0.15 0.01 4 ）電化學(xué)性能%

5.4帶狀陽極 為了減小陽極接地電阻，有時會采用帶狀鎂陽極或鋅陽極。 陽極帶沿被保護結(jié)構(gòu)鋪設(shè)，使電流分布更加均勻。當陽極帶沿管道鋪設(shè)時，每隔一段距離就應(yīng)該與管道連接一次。間距不應(yīng)太大，因為隨著陽極的消耗，截面積不斷減小，陽極帶電阻會逐步增大。為了減少沿陽極帶的電壓降，連接間隔一般不大于305米。如果將帶狀陽極直接埋到土壤或回填砂中，陽極可能會發(fā)生自身腐蝕，使用壽命縮短。帶狀陽極的一般規(guī)格為19x9.5mmx305m 每卷。

5．5回填料

當使用填料時，陽極的電流輸出效率提高。如果將陽極直接埋入土攘，

由于土壤的成分不均勻，會造成陽極自身腐蝕，從而降低陽極效率。采用填料，一是保持水分，降低陽極的接地電阻，二是使陽極表面均勻腐蝕，提高陽極利用效率

5.6 陽極驅(qū)動電位

假設(shè)被保護結(jié)構(gòu)的極化電位為 -1.0V，

則驅(qū)動電壓 D V = V + 1.0。

V = 陽極電位：

高電位鎂陽極-1.75V, 低電位鎂陽極

-1.55V; 鋅陽極電位-1.10V。

5．7犧牲陽極的安裝與維護

與外加電流陰極保護相比，犧牲陽極的安裝比較簡單。當一個位置有幾支陽極時，陽極要直線排列以降低電阻。陽極可以與管道垂直，也可以與管道平行。為了減小陽極場的影響，當陽極與管道平行時，鎂陽極與管道的距離最小為5米； 鋅陽極與管道的最小距離為1.5米（空間允許時，間距最好3米）。如果管道帶空間受到限制，也可以將陽極埋設(shè)在較深的部位以滿足與管道間距的要

求。犧牲陽極陰極保護系統(tǒng)的維護很簡單，經(jīng)常檢查陽極的輸出電流，陽極消耗盡后，及時更換。

6 外加電流陰極保護用陽極材料

外加電流陰極保護是防止地下金屬結(jié)構(gòu)如管道、儲罐、等腐蝕的有效方法.輔助陽極是外加電流系統(tǒng)中的重要組成部分，其作用是將保護電流經(jīng)過介質(zhì)傳遞到被保護結(jié)構(gòu)物表面上.

6.1對陽極的性能要求

地下結(jié)構(gòu)物外加電流陰極保護用陽極通常并不直接埋在土壤中，而是在陽極周圍填充碳質(zhì)回填料而構(gòu)成陽極地床。碳質(zhì)回填料通常包括冶金焦碳、石油焦碳和石墨顆粒等�；靥盍系淖饔檬墙档完枠O地床的接地電阻，延長陽極的使用壽命。

針對陽極的工作環(huán)境，結(jié)合實際工程的要求，理想的埋地用輔助陽極應(yīng)當具有如下性能：

(1)良好的導(dǎo)電性能，工作電流密度大，極化��；

(2)在苛刻的環(huán)境中，有良好的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性，消耗率低，壽命長；

(3)機械性能好，不易損壞，便于加工制造，運輸和安裝；

(4)綜合保護費用低.

6.2各類陽極的性能特點

6.2.1廢鋼鐵陽極

廢鋼鐵是早期外加電流陰極保護常用陽極材料，其來源廣泛，價格低廉.由于是溶解性陽極，表面很少析出氣體，因而地床中不存在氣阻問題.其缺點是消耗速率大，在土壤中為8.4 kg/A.a，使用壽命較短，多用于臨時性保護或高電阻率土壤中。

6.2.2石墨陽極

石墨是由碳素在高溫加熱后形成的晶體材料，通常用石蠟、亞麻油或樹脂進行浸漬處理，以減少電解質(zhì)的滲入，增加機械強度.經(jīng)浸漬處理后，石墨陽極的消耗率將明顯減小。石墨陽極在地床中的允許電流密度為5～10 A/m2

石墨陽極價格較低，并易于加工，但軟而脆，不適于易產(chǎn)生沖刷和沖擊作用的環(huán)境，在運輸和安裝時易損壞，隨著新的陽極材料出現(xiàn)，其在地床中的應(yīng)用逐漸減少。

6.2.3高硅鑄鐵陽極

高硅鑄鐵幾乎可適用于各種環(huán)境介質(zhì)如海水、淡水、咸水、土壤中。當陽極電流通過時，在其表面會發(fā)生氧化，形成一層薄的SiO2多孔保護膜，極耐酸，可阻止基體材料的腐蝕，降低陽極的溶解速率.但該膜不耐堿和鹵素離子的作用.當土壤或水中氯離子含量大于200×10-4 %時，須采用加4.0 %～4.5 % Cr的含鉻高硅鑄鐵.高硅鑄鐵陽極在干燥和含有較高硫酸鹽的環(huán)境中性能不佳，因為表面的保護膜不易形成或易受到損壞。

高硅鑄鐵陽極具有良好的導(dǎo)電性能，高硅鑄鐵陽極的允許電流密度為5～80 A/m2，消耗率小于0.5 kg/A.a。除用于焦碳地床中以外，高硅鑄鐵陽極有時也可直接埋在低電阻率土壤中.

高硅鑄鐵硬度很高，耐磨蝕和沖刷作用，但不易機械加工，只能鑄造成型，另外脆性大，搬運和安裝時易損壞.為提高陽極利用率，減少“尖端效應(yīng)”，可采用中間連接的圓筒形陽極.

6.2.4鉑陽極

鉑陽極是在鈦、鈮、鉭等閥金屬基體上被覆一薄層鉑而構(gòu)成的復(fù)合陽極.鉑層復(fù)合的方法很多，如水溶液電鍍、熔鹽鍍、離子鍍、點焊包覆、爆炸焊接包覆、冶金拉拔或軋制、熱分解沉積等.鉑陽極的特點是工作電流密度大，消耗速率小、重量輕，已在海水、淡水陰極保護中得到廣泛使用。

鈦和鈮是應(yīng)用最多的陽極基體，鉭用得較少，這是因為其價格高，而鈮和鈦通常又能滿足使用性能要求.在含有氯離子介質(zhì)中，鈦的擊穿電位為12～14 V，而鈮的擊穿電位為40～50 V。因此在地下水中含有較高氯離子的深井地床中采用鉑鈮陽極更為可靠。

由于鉑陽極價格較昂貴，不可能大面積采用；在地床中消耗速率大；而且地床接地電阻隨時間延長逐漸增大，所以鉑陽極在地床中遠不如高硅鑄鐵和石墨陽極用得廣泛，并且有人不推薦在地床中使用鉑陽極。

6.2.5聚合物陽極

聚合物陽極是在銅芯上包覆導(dǎo)電聚合物而構(gòu)成的連續(xù)性陽極，也稱柔性陽極或纜形陽極.銅芯起導(dǎo)電的作用，而導(dǎo)電聚合物則參與電化學(xué)反應(yīng).由于銅芯具有優(yōu)良的電導(dǎo)性，因此可以在數(shù)千米長的陽極上設(shè)一匯流點，聚合物陽極在土壤中

使用時，需在其周圍填充焦碳粉末而構(gòu)成陽極地床，其在地床中最大允許工作電流為82 mA/m，盡管與其它陽極相比，其工作電流密度很低，但由于可靠近被保護結(jié)構(gòu)物鋪設(shè)連續(xù)地床，因此可提供均勻、有效的保護.

聚合物陽極安裝簡便，特別適于裸管或涂層嚴重破壞的管道、受屏蔽的復(fù)雜管網(wǎng)區(qū)的保護以及高電阻率的土壤中。但應(yīng)注意不能過度彎曲。

6.2.6混合金屬氧化物陽極

混合金屬氧化物陽極是在鈦基體上被覆一層具有電催化活性的混合金屬氧化物而構(gòu)成，最早應(yīng)用于氯堿工業(yè)，后推廣應(yīng)用于其它工業(yè)，包括陰極保護領(lǐng)域。由于采用鈦為基體，因而易于加工成各種所需的形狀，并且重量輕，這為搬運和安裝帶來了方便.由于電極表面為高催化活性的氧化物層所覆蓋，在表面的一些缺陷處露出的鈦基體的電位通常不會超過2伏，因此鈦基體不會產(chǎn)生表面鈍化膜擊穿破壞（在土壤中使用時，外加電壓一般控制在60伏以下）。混合金屬氧化物陽極還具有極優(yōu)異的物理、化學(xué)和電化學(xué)性能.其涂層的電阻率為10-7 Ω.m，極耐酸性環(huán)境的作用，極化小并且消耗率極低.通過調(diào)整氧化物層的成份，可以使其適于不同的環(huán)境，如海水、淡水、土壤中.

混合金屬氧化物陽極在地床中于100 A/m2，工作電流密度下使用壽命可達20年，其消耗速率約2 mg/A.a,由于混合金屬氧化物陽極具有其它陽極所不具備的優(yōu)點，它已成為目前最為理想和最有前途的輔助陽極材料.

6.3 輔助陽極的選擇及計算

輔助陽極又稱陽極接地裝置,陽極地床。它是強制電流陰極保護中不可缺少的重要組成部分, 通過輔助陽極把保護電流送入土壤,經(jīng)土壤流入被保護的管道,使管道表面進行陰極極化 (防止電化學(xué)腐蝕)電流再由管道流入電源負極形成一個回路,這一回路形成了一個電解池,管道為負極處于還原環(huán)境中，防止腐蝕,而輔助陽極進行氧化反應(yīng),遭受腐蝕,也可能是周圍電解質(zhì)被氧化。

陰保站的電能60％消耗在陽極接地電阻上, 故陽極材料的選擇和埋設(shè)方式,場所的選擇,對減小電阻節(jié)約電能是至關(guān)重要的。陽極材料必須有良好的導(dǎo)電性能,在與土壤或地下水接觸時有穩(wěn)定的接地電阻,即使在高電流密度下, 其表面的極化較小;化學(xué)穩(wěn)定性好,在惡劣環(huán)境中腐蝕率小;有一定的機械強度并便于加工和安裝;價格低來源方便。

6.3.1.輔助陽極埋設(shè)位置的選擇

輔助陽極與管道距離愈遠電流分布愈均勻, 但過遠會增加引線上的電壓降和投資。從實測數(shù)據(jù)來看輔助陽極距匯流點200米以內(nèi)時,對電流分布影響較大,遠于300米后影響就不大了。故在長輸管道的干線上陽極一般設(shè)在距管道300～500米之間為宜。管道較短或油氣管道較密集的地區(qū), 采用50～300米之間是合適的�；ǜ窬�設(shè)計是450m,對于土壤電阻率很大的地區(qū)是否過遠, 是值得研究的問題。因此對處于特殊地形、環(huán)境的管道,輔助陽極的距離和埋設(shè)方式應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況慎重選定。在陰保站址選定的同時, 應(yīng)在予選站址與管道的一側(cè)選擇陽極安裝的位置,其原則是:

(1) 地下水位較高或潮濕低洼處;

(2)土層厚,無塊石,便于施工;

(3)土壤電阻率一般應(yīng)小于50歐姆米,特殊地區(qū)也應(yīng)小于100歐姆米

(4)對鄰近的地下金屬構(gòu)筑物干擾小,陽極地床與被保護管道之間不得有其它金屬管道。

(5)考慮陽極附近地域近期發(fā)展規(guī)劃及管道發(fā)展規(guī)劃以避免建后可能出現(xiàn)的搬遷.

(6)陽極地床位置與管道匯流點距離適當

(7)地面金屬構(gòu)筑物較多,用地狹窄時,可采用深井陽極,以減小對其它金屬構(gòu)物的干擾又節(jié)約用地。

陽極接地電阻約占直流回路電阻60％左右, 大部分能量損失是由它造成的,因此合理選擇陽極地床位置,降低接地電阻是十分重要的工作。

6.3.2輔助陽極的結(jié)構(gòu)

1. 淺埋式地床結(jié)構(gòu)

將電極埋入距地表1～5米的土層中, 這是管道陰極保護一般選用的陽極埋設(shè)形式。淺埋式陽極又可分為立式,水平式兩種,對于鋼鐵陽極可能兩種聯(lián)合稱為聯(lián)合式陽極。

(1)立式陽極

由一根或多根垂直埋入地中的陽極排列構(gòu)成。電極間用電纜聯(lián)接。其優(yōu)點有: a.全年接地電阻變化不大;

b. 當陽極尺寸相同時,立式地床的接地電阻較水平式小。

(2)水平式陽極

將陽極以水平方向埋入一定深度的地層中,其優(yōu)點有:

a.安裝土石方量較小,易于施工;

b.容易檢查地床各部分的工作情況。

(3)聯(lián)合式陽極

指采用鋼鐵材料制成地床,它由上端聯(lián)接著水平干線的一排立式陽極所組成.

6.4.深埋式陽極(深井式)

當陽極地床周圍存在干擾、 屏蔽、地床位置受到限制,或者在地下管網(wǎng)密集區(qū)進行區(qū)域性陰極保護時, 使用深埋式陽 極,可獲得淺埋式陽極所不能得到的保護效果。 深埋式地床根據(jù)埋設(shè)深度不同可分為淺深井(20～40米)、中深井(50～100米)和深井(＞100米)三種。

深埋式陽極地床的特點是接地電阻小, 對周圍干擾小,消耗功率低,電流分布比較理想。它的缺點是施工復(fù)雜技術(shù)要求高,單井造價貴。尤其是深度超過100米的深陽極,施工需要大鉆機，這就限制了它的應(yīng)用。

6.5.陽極地床填料的應(yīng)用

石墨陽極無論采用淺埋或深埋都必須添加回填料。 高硅鐵陽極一般需要添加回填料,但在特殊地質(zhì)可能不使用回填料,如沼澤、流砂層地區(qū)等。

(1)陽極地床填料的功能

1)增大陽極與土壤的接觸,從而降低地床接地電阻;

2)將陽極電極反應(yīng)轉(zhuǎn)移到填料與土壤之間進行,延長陽極的使用壽命;

3)填料可以消除氣體堵塞。

(2)對填料的要求

1)填料顆粒必須是導(dǎo)電體,以保證陽極與土壤之間良好的導(dǎo)電性。

2)填料應(yīng)成本低,來源廣,具有較連續(xù)的接觸表面。

常用的回填料是焦炭粒,也可采用石墨加上石灰充填,以保持陽極周圍呈堿性。通常用的焦炭粒性能規(guī)格見下表。

陽極地床回填用焦炭粒性能規(guī)格 表.1

確保陽極與回填料良好的電接觸, 填料必須在陽極周圍夯實。否則會使一部分電流從陽極直接流向土壤而縮短陽極使用壽命。在粘土地區(qū),若陽極地床通過電流太大,可采用電極帶孔的硬塑料管,由填料層直接通地面, 及時地將陽極周圍產(chǎn)生的氣體排出地面。對于較干燥地區(qū)可向地床注水降低接地電阻。

(3)回填料的重量

可用下述簡單方法估計填料的容積: 陽極地床孔徑為陽極直徑的三倍。且在電極上下各填300毫米填料。 對粒徑為15mm,比重為0.6噸/米3的焦炭粒來說, 每支ф100×1500陽極的參考用量為200公斤。

6.6陽極數(shù)量與接地電阻

陽極數(shù)量與接地電阻成反比關(guān)系。在一定范圍內(nèi)增加陽極支數(shù)會起到降低接地電阻的作用。 但是由于陽極間的屏蔽效應(yīng),往往增加較多支的陽極, 而降低電阻卻很少。所以對于陽極數(shù)量的選擇是一個經(jīng)濟效益問題。在確定陽極數(shù)量時需要考慮主要因素為:

1）. 要使陽極輸出的電流在陽極材料允許的電流額度內(nèi),以保證陽極地床的使用壽命。

2）.在經(jīng)濟合理的前提下,陽極接地電阻應(yīng)盡量做到最小,以降低電能耗量。 即對接地電阻規(guī)定一個合適的數(shù)值。目前接地電阻一般不大于1歐左右,在特殊地區(qū)可根據(jù)現(xiàn)場情況選定。

6.7陰極保護中的幾個屏蔽問題

當管道周圍有絕緣層或金屬結(jié)構(gòu)存在時, 會影響陰極保護電流的流動, 使管道得不到有效的陰極保護. 即: 電流屏蔽. 目前, 國內(nèi)采用”管中管”進行防腐保溫的長輸管道都不同程度的發(fā)生了腐蝕事故. 某些套管內(nèi)的輸油管和固定墩內(nèi)的管道也存在較為嚴重的腐蝕, 這種狀況除了與施工質(zhì)量控制不嚴有關(guān)外, 陰極保護電流的屏蔽也是一個重要原因.本文就絕緣層, 套管, 混凝土固定墩,區(qū)域陰極保護, 以及罐底板陰極保護時的屏蔽問題進行了分析, 以引起管道及儲罐設(shè)計, 施工, 管理人員的重視.

金屬結(jié)構(gòu)對管道的屏蔽

1）.管道穿越公路, 鐵路,以及河流時套管的屏蔽

在管道穿越公路, 鐵路,以及河流時, , 經(jīng)常需要將輸油管放在金屬套管中. 以對管道進行附加保護, 并認為, 套管與輸送管充分絕緣. 而筆者認為, 采用套管時, 將有以下情況發(fā)生:

(1). 輸送管與套管完全絕緣, 套管與輸送管的環(huán)型空間內(nèi)沒有電解液存在. 在這種情況下, 陰極保護電流被完全屏蔽, 但輸送管僅受大氣腐蝕.

(2). 輸送管與套管之間沒有電氣連接, 但套管內(nèi)有電解液或泥土, 此時, 陰極保護電流從土壤中經(jīng)過套管到達輸送管, 在這種情況下, 輸送管以及套管的外壁會得到陰極保護, 而套管的內(nèi)壁因為排放電流而加快腐蝕.

(3).套管與輸送管短路, 一旦套管與輸送管發(fā)生短路, 陰極保護電流沿套管通過接觸點返回到輸送管, 此時, 如果套管與輸送管之間有電解液, 輸送管將發(fā)生嚴重腐蝕, 即使沒有電解液, 如果套管防腐層較差, 也會泄漏大量電流, 使套管附近的一段管道得不到充分保護.

因此, 在設(shè)計中, 應(yīng)該盡量避免采用套管, 而靠提高輸送管的壁厚來提高強度. 在必須使用套管的情況下, 應(yīng)采取必要的密封措施, 防止電解液進入, 并保證套管與輸送管的絕緣.

2）. 固定墩鋼筋的屏蔽

當固定墩內(nèi)的鋼筋與輸送管發(fā)生意外接觸時, 其影響相當于一個短路的套管. 陰極保護電流通過鋼筋并通過接觸點返回管道. 盡管鋼筋之間存在間隙, 但密布的鋼筋仍能阻斷大部分陰極保護電流, 使固定敦內(nèi)的管道得不到充分保護. 因此, 在設(shè)計中應(yīng)減小鋼筋與套管短路的可能性. 在施工中也要經(jīng)常檢測鋼筋與輸送管的電阻.

3）絕緣體對管道的屏蔽

“管中管”防腐保溫結(jié)構(gòu)的屏蔽問題.

當管道周圍有絕緣體存在, 而且絕緣體與管道間有電解液存在時. 由于陰極保護電流無法通過絕緣體到達管道表面, 管道得不到陰極保護. 有人認為, 陰極保護電流可以通過絕緣體與管道之間的空隙到達管道表面, 事實是如果該空隙之間充滿電解液, 電阻率很小, 這種看法是正確的. 通過對”管中管”的腐蝕情況進行調(diào)查發(fā)現(xiàn), 如果防水層破壞, 水分進入保溫層, 如果水分充足, 管道會得到陰極保護, 一般不會發(fā)生腐蝕. 如長期處于水下的管道. 如果僅有少量的水分進入管道, 則在漏點兩側(cè)（2-3倍間隙的距離以外）一般會發(fā)生較嚴重的腐蝕.

另外, 如果管道附近有其他絕緣體或巖石存在, 也會影響電流的流動, 對管道的保護電流起到屏蔽作用. 因此, 當管道通過巖石地帶時, 應(yīng)采取措施, 如: 采用柔性陽極或帶狀陽極, 保證陰極保護電流順利的到達管道表面..

4）區(qū)域性陰極保護時, 土壤的屏蔽

對于位于開闊地帶的管道, 土壤不會對陰極保護電流產(chǎn)生屏蔽. 但對于站內(nèi)的管網(wǎng)和管群, 可能會有這種屏蔽問題. 如圖 2所示, 由于管道密度較大, 尤其當管道防腐層不好時, 電流的泄漏會使其附近區(qū)域的土壤電位隨之降低. 此時, 如果參比電極距管道較遠, 所測電位并不能說明測點處管道的保護狀況. 因此, 管道較密時, 參比電極應(yīng)盡量靠近測點.

在對罐底板.進行陰極保護時, 也會產(chǎn)生上述問題 如果陽極布置在罐的周圍, 則大部分電流沿罐底板周遍進入罐底, 使罐中心得不到充分保護. .罐直徑大時, 這種情況更為突出..由于土壤條件的復(fù)雜多變, 很難根據(jù)罐周圍的電位估計出罐中心的保護電位.

可靠的方法是采用混合金屬氧化物網(wǎng)狀陽極系統(tǒng)，或柔性陽極系統(tǒng)，將參比電極布置在罐底板中心處. 實際測量其保護電位.

二、 罐內(nèi)陰極保護

原油儲罐和部分粗汽油罐內(nèi)底板由于很強的電化學(xué)腐蝕，普通的涂料防腐或噴金屬都不能達到長效防腐的效果，因此只有犧牲陽極的陰極保護和絕緣性防腐蝕推薦犧牲陽極的陰極保護。對犧牲陽極種類的選擇，考慮到溫度的影響不宜選涂料相結(jié)合的保護措施方能達到很好的長效防腐蝕效果。就犧牲陽極來說，考慮到安全因素不宜選用鎂陽極，由于鋅陽極在一定溫度下會發(fā)生極性逆轉(zhuǎn)，因此選用鋁（Al）基合金陽極，該陽極使用壽命長，適宜在含氯離子的電解質(zhì)中使用。當在罐內(nèi)采用此方案時，內(nèi)底板絕對不能使用導(dǎo)靜電涂料。因為導(dǎo)靜電涂料與犧牲陽極并用會加速陽極溶解，失去應(yīng)有的陰極保護作用，這一點應(yīng)特別注意。 目前，犧牲陽極有焊接型和螺栓固定型。最好采用焊接型，因為焊接型經(jīng)長期使用，電連接牢靠，可以充分發(fā)揮陽極效能；螺栓固定型在檢修時可達到不動火更換，安裝比較方便。

外底板土壤側(cè)的陰極保護（指犧牲陽極法）可選用鋅（Zn）基合金犧牲陽極。該陽極自溶性小，電流效率高，表面溶解均勻。當陽極在溫度大于50℃的條件

下工作時，會產(chǎn)生晶間腐蝕、極性逆轉(zhuǎn)等問題，因而不適宜在原油罐內(nèi)使用，而在土壤中則性能良好。

1 油罐內(nèi)部陰極保護設(shè)計、施工及安裝

1.1 陰極保護設(shè)計對象（以3萬立方米原油罐為例）

3萬米3原油儲罐 直徑d=46米

1.2 設(shè)計依據(jù)

GB50393-2008《鋼質(zhì)石油儲罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范》

1.3 陰極保護內(nèi)容選擇

A應(yīng)選用長壽命專用犧牲陽極，對油罐的特定環(huán)境可達到良好保護，壽命達20年以上。

b、根據(jù)油罐腐蝕特點，可使腐蝕嚴重部位得到重點保護。

c、一次應(yīng)用后，不需專人管理，安裝維護簡單方便。

d、不需外接電源，對罐區(qū)的安全可得到充分保證。

1.4設(shè)計參數(shù)

a、保護方式：犧牲陽極法

b、設(shè)計壽命 20～40年

c、電流密度：10mA/m2

d、罐外土壤電阻率：20000 ohm·cm

e、設(shè)計溫度（罐內(nèi)）：15～50℃

（罐外） ：常溫

f、陽極設(shè)計型式：罐內(nèi)：均勻分布

4.2.1 設(shè)計步驟

（1） 計算陰極保護面積：罐內(nèi)為浸水面積；罐外為與土壤接觸面積；

?2DD??DH??D（?H）???????????（1）44

?2D???????????????????????（2）4S內(nèi)?S外?

（2）查詢有關(guān)標準確定保護電流密度，計算出陰極保護所需總電流；

I總?S?J??????????????????????????（3）

（2） 確定保護年限，計算所需陽極總重量；

W總?I總?8760?F?????????????????????(4)V

（3） 根據(jù)每塊陽極重量，確定陽極總數(shù)量。

M?W總

W單?????????????????????????(5)

公式中：

S內(nèi)：油罐內(nèi)部陰極保護面積；m2

S外：油罐外部陰極保護面積；m2

H：油罐內(nèi)部浸水高度；m

D：油罐直徑；m

I總：陰極保護所需總電流；A

J：電流密度；ma/m2

W總：犧牲陽極總重量；kg

W單：犧牲陽極單塊重量；kg

V：犧牲陽極理論發(fā)生電流量；A·h/kg

F：保護年限；年

M：陽極數(shù)量；塊

油罐內(nèi)部防腐施工程序

? 清罐除銹，使罐體金屬表面出現(xiàn)光澤，并按要求達到涂料施工標準。 ? 將犧牲陽極塊焊在罐底及壁板上并保證焊接牢固，焊后將周圍焊渣清除干凈。

? 進行涂敷施工。內(nèi)底板及1m以下壁板采用絕緣型油罐專用防腐涂料，其它部位采用導(dǎo)靜電涂料。施工中陽極塊只要求暴露本體，焊接引線、焊點及陽極塊下部罐底板均涂刷涂料。

1.4 檢測方法

本文闡述的.檢測方法，其內(nèi)容只包括涂料的導(dǎo)靜電性能和陰性保護要求的保護電位，而對涂料的其他性能檢測應(yīng)根據(jù)常規(guī)進行。

? 導(dǎo)靜電涂料施工后，可采用現(xiàn)場專用的導(dǎo)靜電涂料性能檢測儀進行表面電阻的測定，其表面電阻值應(yīng)小于109Ω，否則導(dǎo)靜電性能為不合格。

? 內(nèi)底板陰極保護的電位檢測，可采用高阻毫伏計和銅/硫酸銅參比電極，使參比電極盡可能靠近被測設(shè)備本體。保護電位在-0.85～-1.0V為宜（相對銅/硫酸銅電極）。對儲罐內(nèi)部陰極保護電位的檢測，由于不能象外部那樣直接測試，所以可以從罐頂人孔通過長導(dǎo)線，將參比電極及其平衡重物放在內(nèi)底板上，從而進行檢測，實踐證明這一方法也是可行的。

設(shè)計計算

內(nèi)底板實際計算（以3萬立方米原油罐為例）：

a、計算陰極保護面積：罐內(nèi)為浸水面積；罐外為與土壤接觸部分

S內(nèi)??2D46D??DH??D（?H）?46?（?1.5）?1878(m2)444

?2?D??462?1661(m2)44S外?

b、計算所需總電流

I總1=S內(nèi)·J內(nèi)=1878×20=37560（mA）=38（A）

C、計算所需陽極總重量；

W總=I總/V×8760×F=38/2550×8760×20=2611（kg）

d、根據(jù)每塊陽極重量，確定陽極總數(shù)量；

M=W總/W單=2611/35=75（塊）

實際用量為90塊

三、 罐外陰極保護

外底板保陰極保護護的幾種方案

對油罐外底板的陰極保護，除以上介紹的犧牲陽極法外，還可采取外加電源的陰極保護方法。油罐外底板外加電源法陽極布置有四種方案。一為埋設(shè)在罐周邊的陽極，這種方法可使罐周邊得到重點保護，而底板中心保護底較低，適用于罐底板周邊腐蝕較嚴重的情況。二為埋設(shè)在罐底板下邊的陽極，與一相比，底板的保護電流較為均勻，但陽極埋設(shè)需在建罐時進行，否則就不如一方便。三為深井陽極，該法對罐中心的保護電位與周邊能趨于一致，適用于較大直徑的油罐。

四為埋設(shè)于罐底板下邊的斜陽極，與前述幾種情況相比該法保護效果最好，當周邊的保護電壓為-1.0V時，中心保護電壓為-0.86V，符合陰極保護原則。

以上幾種外加電源法陽極埋設(shè)方案的選擇，需要根據(jù)環(huán)境、介質(zhì)、設(shè)備、施工的具體條件等來確定。下面就簡單介紹有關(guān)情況

1犧牲陽極法

犧牲陽極法在罐外使用時，在安裝方式、陽極結(jié)構(gòu)選擇方面，也有多種方案，這種方法使用后始終不用管理。同時該犧牲陽極還可兼做儲罐的防雷防靜電接地。

a罐周圍均布陽極法

該方法保護度最高在罐底周邊，符合罐底保護形態(tài)，對已建或舊罐外底板可采用此法。陽極型號采用AM-90型，陽極通過電連接器連于罐體，并在陽極周圍充填助導(dǎo)劑。也可直接制作成袋裝陽極。

b線狀鎂陽極法

該方法在建罐前就應(yīng)考慮,直接將線狀鎂陽極布置在罐底板下面的基礎(chǔ)砂內(nèi),此法不需助導(dǎo)劑,保護電位均勻,選用陽極型號為MG-I型,該方法采用的陽極價格較貴,適宜在高電阻率的土壤,并且應(yīng)用于5000立方米以下的油罐外底板是較好的選擇。

2外加電源陰極保護

該方法的優(yōu)點是，保護電位可調(diào)節(jié)，可使保護效果始終調(diào)整在最佳狀態(tài)，保護年限長，大型油罐及灌區(qū)群罐一般采用此法，其特點是可實現(xiàn)集中控制（也可單臺罐獨立進行），主設(shè)備多臺罐可共用，保護效果穩(wěn)定，并可使總投資大大降低。

對雙層罐底的陰極保護，分為兩部分：一部分為下層罐底的外壁外底板與土壤直接接觸，可采用前面介紹的陰極保護技術(shù)；二部分為雙層罐底的內(nèi)側(cè)，作為重點保護對象是上底的下部表面。犧牲陽極法和強制電流法都可使用

3.1犧牲陽極外底板的應(yīng)用

以3萬立方米原油罐為例：

a、 計算陰極保護面積：罐外為與土壤接觸面積；

S外=3.14/4×D2=3.14/4×462=1661(M2)

b、 計算所需總電流

I總2=S外×J外=1661×2.5=4152（ma）=4.2（A）

C、計算所需陽極總重量；

W總=I總/V×8760×F=4.2/800×8760×20=920（kg）

d、確定陽極總數(shù)量；

M=W總/W單=920/92=10（塊）

實際使用量為12塊更合理

3.2帶狀鎂陽極的應(yīng)用

以直徑為60米的 5萬立方米原油油罐陰極保護外底板

3)、 設(shè)計依據(jù)

3.1) SY/T0088-95

鋼質(zhì)儲罐罐底外壁陰極保護技術(shù)標準

3.2) SY0007—1999

鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕工程控制設(shè)計規(guī)范

3.3) SY/T0019-97

埋地管道犧牲陽極陰極保護設(shè)計規(guī)范

3.4) API RP 05L

地上石油儲罐陰極保護

3.5）GB50393-2008《鋼質(zhì)石油儲罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范》

4）、 設(shè)計參數(shù)

4.1）、保護方式：犧牲陽極法

4.2）、設(shè)計壽命20年

4.3、電流密度：罐外底板5mA/m2

4.4）、罐外土壤電阻率：200 Ω.m

4.5）、陽極設(shè)計型式：罐外：均勻分布

4.6）、陽極材料：外底板 鎂帶

5）、 外底板設(shè)計計算

5.1）、計算陰極保護面積：

罐外為與土壤接觸面積；

S外=2826（m2）

5.2）、計算所需總電流；

I總=14.13（A）

5.3）、計算所需陽極總長度；

L總=2670（m）(排列57圈，圈距0.52米)

罐內(nèi)陰極保護方案見圖1

外底板陰極保護方案見圖2

1、 程任務(wù)： 罐容：5萬m3 儲罐，數(shù)量：2座 內(nèi)（包括1米高的壁板）

外底板陰極保護

2、設(shè)計依據(jù)：

a、SY/T0088-95，鋼制儲罐外壁陰極保護技術(shù)標準。

b、SY0007—1999，鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕工程控制設(shè)計規(guī)范

c、SY/T0019-1997，埋地管道犧牲陽極陰極保護設(shè)計規(guī)范

d、API RP 05L，地上石油儲罐陰極保護

3、陰極保護方案選擇：

采用油罐專用犧牲陽極陰極保護法

罐外底板為帶狀鎂陽極。

4、有關(guān)參數(shù)

、罐外地板

陽極深度： D=0.2m

儲罐保護面積： 2826（m2）

保護電流： 14.13A

陽極材料 帶狀鎂合金犧牲陽極

理論發(fā)生電量：2.21A. h/g

電流效率： 55%

單臺罐需陽極長度 ：2670m

陽極外形尺寸： 截面為19*9.5矩形

5、用戶協(xié)助項目：

混凝土圈梁預(yù)留50mm套管，端部有螺扣以便測試電纜穿過連接于測試樁

6、罐外底板陰極保護施工安裝說明：

6.1、安裝前的準備

（1） 罐基礎(chǔ)標高混凝土圈梁預(yù)留電纜導(dǎo)管（至少50mm）；

（2） 現(xiàn)場焊接用的電源、氣焊焊機等

6.2、陽極帶的鋪設(shè)

（1） 先根據(jù)圖2進行畫線定位，然后將整卷陽極帶沿畫線位置進行滾動鋪設(shè)，

每圈的接頭應(yīng)在一條直線上。

（2） 陽極帶需連接或交叉時，應(yīng)采用氣焊連接，連接時先將陽極帶表面金屬鎂

熔化，然后將鋼芯氣焊接，焊后采用三油三布密封。

（3） 將四個連接頭中的三個引出基礎(chǔ)外，以備罐底鋼板焊好后焊到底板邊沿

上，并將焊點采用環(huán)氧膠封閉。另一個接頭直接引至測試樁

（4） 回填基礎(chǔ)沙，厚度為200毫米，采用機械設(shè)備時不要損壞陽極，不要使陽

極移位。

6.3、參比電極及連接箱的安裝

（1） 采用預(yù)包裝長效銅/硫酸銅參比電極，裝在有填料的布袋中，并帶有2.5mm

截面積的電纜，安裝前在水中浸泡2—3天。

（2） 參比電極每罐4支，埋設(shè)位置為中心，依次為0m、9.9m、19.8m、29.8m

各一支，編號用干凈沙回填（見圖-3、圖-5）。

（3） 參比電極埋深為瀝青沙之下約200mm。

（4） 參比電極電纜引到底板下成蛇形排列，以防止鋪設(shè)瀝青砂和焊接罐底時拉

斷。

（5） 安裝測試箱，參比電極導(dǎo)線、陽極導(dǎo)線通過混凝土圈梁預(yù)留孔接入測試箱

（圖-4）。

8、罐外電位測試

罐外電位測試通過接線箱直接進行測試。

9、施工安裝圖附后

四、試壓階段臨時用陰及保護

以5萬立方米儲罐海水試壓臨時陰極保護方案為例

1、基本方案

采用張力懸吊式犧牲陽極法保護儲罐壁板，防止海水試壓時罐體電化學(xué)腐蝕。

方案特點：

1）可以采用海水試壓，罐體壁板受到陰極保護，免遭海水腐蝕

2）不必在壁板上進行焊接

3）縮短工期、節(jié)省投資、施工簡單

2、基本結(jié)構(gòu)

采用張力懸吊式犧牲陽極法保護儲罐壁板，預(yù)先將張力索和電纜與犧牲陽極連接好，并在罐壁底部焊接掛鉤和電接線點，罐頂部也同樣準備，然后將陽極串懸掛在掛鉤上，上下拉緊貼壁。海水試壓完畢，取下陽極串，取掉掛鉤磨平涂刷涂料即可。電位測量采用懸吊式參比電極。

3、設(shè)計計算

a) 計算依據(jù)

i.

ii.

iii. 油罐D(zhuǎn)為60米。罐壁高19.36米。充水高度17.4米，時間90天 保護電位-0.85—1.15V（CSE參比電極） 對罐底板應(yīng)涂防腐涂料

b) 犧牲陽極類型選擇

陽極類型：長條型鋁合金犧牲陽極

陽極特點：油罐專用

陽極型號：強海水腐蝕介質(zhì)下應(yīng)滿足試壓90天防腐壽命要求。尺寸為

30*200*500，陽極重量：每支重量3.6公斤

陽極發(fā)電量：每個陽極發(fā)生電流量為0.88A。

c) 計算

i.

ii.

iii. 保護面積=3.14*60*15=2837M2 保護電流=0.06*2837=170A 陽極個數(shù)

n=170/0.88=193。

實際使用時，陽極并聯(lián)會造成陽極發(fā)生電流降低，實際陽極數(shù)應(yīng)為1.5—3倍，N=1.5*193=292個/每臺罐

d) 陽極分布

周向均布73串，每串4個陽極

4、實施步驟

i.

ii.

iii. 在罐底部焊接73個掛鉤，（均布） 在罐頂部焊接同樣數(shù)量的掛鉤與罐底部的掛鉤對應(yīng) 預(yù)制好陽極串。張力索用尼龍繩，電纜與每個陽極應(yīng)連接良好。電

纜留有一定松弛度。

iv.

v.

vi.

vii.

viii. 預(yù)制好足夠長的懸吊式參比電極，并標好長度 將陽極串懸吊在上下掛鉤上，電纜上下連接點焊好并絕緣好。 在海水注入時測量罐壁電位 試壓完畢排完海水時，及時用淡水沖洗罐壁并防腐 沖洗完畢后，拆除陽極串，取掉掛鉤并磨平并防腐即可。

注：3萬立方米的罐與5萬立方米的儲罐陰極保護方式和施工等類似，只是陽極串的數(shù)量減少而已。

五、 網(wǎng)狀陽極的陰極保護體系的設(shè)計和安裝

網(wǎng)狀陽極的陰極保護是國內(nèi)外近年來興起的一種專門針對儲罐罐底的新型陰極保護體系。它是一種強制電流保護體系，輔制助陽極是由混合金屬氧化物陽極帶和鈦導(dǎo)電片垂直交差焊接而成的金屬網(wǎng)，陽極網(wǎng)處于罐基礎(chǔ)的回填沙中。是一種特長壽命的陰極保護技術(shù)。網(wǎng)狀陽極是混合金屬氧化物帶狀陽極與鈦金屬連

接片交叉焊接組成的外加電流陰極保護輔助陽極，將該陽極網(wǎng)預(yù)埋在儲罐基礎(chǔ)中，可為儲罐底板提供保護電流。該技術(shù)為美國CORRPRO集團的專利技術(shù)，與其它陰極保護方式相比，具有如下優(yōu)點。

(1)電流分布非常均勻，輸出可調(diào)，儲罐能得到充分保護。

(2)產(chǎn)生的雜散電流很少，不會對其結(jié)構(gòu)造成腐蝕干擾。

(3)不需回填料，安裝簡單，可保證質(zhì)量，儲罐與管道之間不需要絕緣。

(4)不容易受日后工程施工損壞，使用壽命長。

網(wǎng)狀陽極可放置在罐底板與防滲膜或混凝土基礎(chǔ)之間，距離罐底板的最小距離為15cm，無需填料，仍能保證電流的均勻分布。

1、網(wǎng)狀陽極系統(tǒng)的組成

網(wǎng)狀陽極陰極保護系統(tǒng)(見圖1)包括恒電位儀、混合金屬氧化物網(wǎng)、接線箱、參比電極和陽／陰極電纜。

圖1 網(wǎng)狀陽極保護系統(tǒng)

恒電位儀將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，由參比電極控制其電流輸出，陰極電纜連接在儲罐上，陽極電纜連接混合金屬氧化物陽極網(wǎng)。系統(tǒng)工作時，電流從陽極網(wǎng)釋放到沙層中并流入儲罐底板，通過電纜返回到恒電位儀陰極。當儲罐底板的電流達到一定密度后，底板將停止腐蝕。建議恒電位儀安裝在防爆堤外的控制間內(nèi)。

陽極網(wǎng)處于罐底板下面的回填沙中，陽極帶間距為1～1.5m。該陽極網(wǎng)不需填料，但應(yīng)鋪設(shè)在回填沙層中。陽極網(wǎng)距罐底板一般為150～300mm，由于距離儲罐底板很近，因此不會產(chǎn)生雜散電流。

1.1、陽極材料

混合金屬氧化物陽極帶是由TIR2000混合金屬氧化物涂敷在鈦金屬表面上制成，規(guī)格如下。

成分：ASTM265，一級鈦；

寬度：6.35mm；

厚度：0.635mm；

重量：17.8kg／km；

電阻：0.138Ω／m；

覆蓋層：TIR2000金屬氧化物。

1.2、鈦連接片

鈦連接片與陽極帶垂直交叉并焊接在一起，規(guī)格如下。

成分：ASTM265，一級鈦；

寬度：12.7mm；

厚度：0.9mm；

重量：59.6kg／km；

電阻：0.049Ω／m。

1.3、陽極電纜

電纜為高分子聚乙烯銅芯，截面積一般為10mm2。電纜端部連接一根直徑為3mm，長度為100mm的鈦棒，鈦棒與一段鈦連接片焊接。在鈦棒與電纜連接處用膠密封，并用收縮套包裹。鈦片與陽極網(wǎng)上的鈦金屬連接片焊接。為保證系統(tǒng)可靠性并使電流分布更加均勻，一般采用3根陽極電纜是為了更保險以防任意一根斷開等影響電流輸入。

1.4、參比電極

采用預(yù)包裝的銅／硫酸銅參比電極，裝在有填料的布袋中，并帶有2.5m2截面積的電纜，安裝前在水中浸泡15～20min。一般采用3個參比電極，分別埋設(shè)在儲罐底板中心及邊緣處。該參比電極設(shè)計壽命一般為15年，誤差為5%。最好

設(shè)雙參比電極。也就是另外增加高純鋅參比電極，在CSE銅飽和硫酸銅參比電極失效后，高純鋅參比電極任然可以發(fā)揮作用，

1.5、接線箱

采用防爆型接線箱，帶有8個接線柱和標準電阻的分路，用于測量陽極電流。 2 網(wǎng)狀陽極陰極保護系統(tǒng)的設(shè)計（以10萬立方米原油罐為例）

2.1設(shè)計依據(jù)

① BS7361陰極保護-陸上海上設(shè)計規(guī)范，第一部分

② NACE RP—0169 埋地或水中金屬管網(wǎng)外腐蝕控制

③ API RP 651 地上油罐的陰極保護

④ SY/T0088-95鋼質(zhì)儲罐罐底外壁陰極保護技術(shù)標準

2.2設(shè)計參數(shù)

① 設(shè)計壽命 40年

② 保護電流密度 10mA/m2

③ 埋沙電阻率：40000Ω?cm

④ 陽極最大輸出電流 20mA/m

⑤ 陽極埋深：據(jù)罐底板150-300mm

⑥ 陰極保護方式：網(wǎng)狀陽極外加電流陰極保護

⑦ 設(shè)計溫度：16-48℃；

⑧ 密封膜：無；

⑨ 底板覆蓋層：無；

⑩ 電氣絕緣：無(采用絕緣法蘭將減小電流散失)；

? 防雷接地：改用鍍鋅鋼管或鋼板接地將減小電流泄漏。

3設(shè)計計算

3.1 儲罐直徑D=80米

保護的底板的面積S=5024m2

保護電流密度 i=10mA/m2

保護電流I總=50.24A

3.2陽極材料或規(guī)格：寬6.35mm

厚0.635mm

額定輸出電流18.75mA/m

陽極長度 L= I總/I

=50.24/0.0185

=2716米

陽極帶間距2米

鈦金屬導(dǎo)電片規(guī)格：640米

寬12.7

厚0.9

電阻率；0.049Ω?m

3.3 鈦金屬連接片間距；7米/片或8米

3.4實際壽命計算

實際的陽極面積A實=2L實(寬+實)

陽極長度L實=2720米（根據(jù)實際布置所用陽極的長度）

陽極的寬度=0.0064米

陽極的厚度=0.00064米

實際陽極的面積=2*2720（0.0064+0.00064）=38.3米2

實際陽極的電流密度=1.3mA/m2

陽極的消耗率=58 mA?a/m2

實際陽極的壽命=陽極消耗率/實際陽極電流密度

=45年

4設(shè)計計算

設(shè)計時需要計算陽極接地電阻及陽極和鈦連接片的用量。陽極長度可根據(jù)勾股定理逐根計算或用底板面積除以陽極間距估算。接地電阻可按下式計算： R＝0.0016ρ／L（6.3＋LnL／r＋LnL／D＋2 D／L）

式中R--接地電阻，Ω；

ρ--土壤電阻率，Ω.cm；

L--陽極長度，m；

r--等量半徑，4.45；

D--陽極埋深，m。

5設(shè)計方案

①網(wǎng)狀陽極系統(tǒng)：該系統(tǒng)由混合金屬氧化物陽極帶和鈦導(dǎo)電片組成，陽極網(wǎng)狀處于罐底板下面的回填沙中，距罐底板350毫米左右，鈦連接片與陽極帶垂直交叉又焊接在一起，用三根VV29-1KV*35mm2型陽極電纜與鈦連接片焊接，保證該

系統(tǒng)的可靠性及電流分布更加

均勻。

②在罐底板中心至圈梁段沿半徑均勻分布四支長效Cu/CuSO4參比電極，以

測定罐底板的保護電位。

③電纜連接箱選用防暴接線箱，接線箱至陰極保護間的電纜直埋敷設(shè)，電纜露出地面部分套鍍鋅管，與罐壁用鋁熱焊焊接，裸露處用環(huán)氧樹脂防腐。通陰保間的電纜埋深700毫米，周圍填100毫米細沙并敷蓋紅專磚。

6安裝

6.1安裝前的檢查項目

(1)罐基礎(chǔ)標高。混凝土圈梁是否預(yù)留了電纜導(dǎo)管孔(直徑50mm，位于安裝恒電位儀的一側(cè))，孔的高度與陽極網(wǎng)位置平齊。

(2)現(xiàn)場焊接電源、小沙袋是否準備好。

6.2系統(tǒng)安裝

(1)對鈦片與鈦片、鈦片與MMO陽極進行試焊，記錄焊接設(shè)定值。

(2)在混凝土圈梁上標出鈦片位置，然后鋪設(shè)鈦片，鈦片兩端距離圈梁150～200mm。

(3)在圈梁上標出MMO陽極的位置，鋪設(shè)中間的陽極，用沙袋壓住，與鈦片焊接。

(4)按設(shè)計間距逐根鋪設(shè)陽極，并與鈦片焊接。

(5)每根陽極兩端距離罐周邊150～200mm。

上述工作由兩人完成，安裝時禁止踩蹋陽極。

陰極保護系統(tǒng)的安裝應(yīng)在安裝好第二次密封墊后沙墊層之后。

① 陽極網(wǎng) 陽極網(wǎng)的安裝包括陽極帶、鈦導(dǎo)電片、長效參比電極和饋電纜

的安裝。把陽極帶從卷盤中散開，把陽極帶和導(dǎo)電片分布于要求的位置，并防止蹺起。用焊機焊接陽極帶和導(dǎo)電片的每一個交叉處；把饋電纜與導(dǎo)電片在指定的位置焊接；把AWG電纜線散開穿出圈梁。圈梁中的孔應(yīng)在建圈梁時預(yù)留好或在合適的位置處埋一電纜導(dǎo)管。

② 長效參比電極 長效參比電極的位置按設(shè)計的進行。安裝前將參比電極浸泡2~3天，然后按圖紙埋設(shè)，把14AWG電纜散開穿出圈梁。

③接線箱 所有饋電纜、參比電極和其他導(dǎo)線都接到接線箱中。 ④恒電位儀，安裝設(shè)計計算要求來選擇安裝

⑤回填 網(wǎng)狀陽極上面的回填由儲罐承建者負責完成。先把陽極帶、鈦導(dǎo)電片、長效參比電極的上面鋪一層沙，以避免翻砂車的操作損壞陽極網(wǎng)。若在構(gòu)筑罐基礎(chǔ)最后一層時，測試發(fā)現(xiàn)網(wǎng)狀陽極有損壞，則應(yīng)隨時停止一切作業(yè)進行檢修

6.3注意事項

(1)陽極網(wǎng)安裝完畢后，回填罐基礎(chǔ)，回填土最小厚度為150mm，最好不用機械設(shè)備夯實，以免損壞陽極網(wǎng)。

(2)將參比電極預(yù)浸泡后放在設(shè)計位置，用凈沙回埋。

(3)連接供電電纜、安裝接線箱以及參比電極導(dǎo)線，陽極電纜通過混凝土圈梁預(yù)留孔接入接線箱。

(4)檢驗網(wǎng)狀陽極系統(tǒng)的連通性以及焊點的牢固程度。

7測試

①電阻的測量 在鋪設(shè)網(wǎng)狀陽極上面的沙子時，應(yīng)對饋電纜之間以及饋電纜與參比電極之間的電阻進行測量。若電阻過大，則說明陽極網(wǎng)或參比電極有所損壞。必須停止繼續(xù)鋪設(shè)，進行維修，

②投入運行 測量儲罐的 自然電位并記錄。恒電位儀通上電，對儲罐進行充分的極化。當儲罐內(nèi)裝上一部分產(chǎn)品后，對系統(tǒng)進行最后的調(diào)試。調(diào)試標準：儲罐的極化電壓在100毫伏上下波動。

③報告 提交報告，包括所有的測試結(jié)果、施工圖及操作和維護規(guī)程。

下次內(nèi)容：

.1、深井陽極的設(shè)計安裝和應(yīng)用

2、陰極保護運行與管理

3、柔性陽極及其應(yīng)用

4、兩種陽極的比較

5、陰極保護工程驗收

6、恒電位儀系統(tǒng)

7、陰極保護參數(shù)的測量

8、管線的陰極保護設(shè)計

2．陰極保護發(fā)展簡史

陰極保護技術(shù)是電化學(xué)保護技術(shù)的一種，其原理是向被腐蝕金屬結(jié)構(gòu)物表面施加一個外加電流，被保護結(jié)構(gòu)物成為陰極，從而使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑制，避免或減弱腐蝕的發(fā)生。 目前陰極保護技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，廣泛應(yīng)用到土壤、海水、淡水、化工介質(zhì)中的鋼質(zhì)管道、電纜、鋼碼頭、艦船、儲罐罐底、冷卻器等金屬構(gòu)筑物等的腐蝕控制。 1834年—— 法拉第→陰極保護原理奠定基礎(chǔ) 1890年—— 愛迪生→提出強制電流保護船舶 1902年—— 柯恩→ 實現(xiàn)了愛迪生的設(shè)想 1905年 ——美國用于鍋爐保護 1906年 ——德國建立第一個陰極保護廠 1913年 ——命名為電化學(xué)保護 1924年 ——地下管網(wǎng)陰極保護

3．陰極保護技術(shù)簡介

陰極保護技術(shù)有兩種：犧牲陽極陰極保護和強制電流（外加電流）陰極保護。

1）犧牲陽極陰極保護技術(shù)

犧牲陽極陰極保護技術(shù)是用一種電位比所要保護的金屬還要負的金屬或合金與被保護的金屬電性連接在一起，依靠電位比較負的金屬不斷地腐蝕溶解所產(chǎn)生的電流來保護其它金屬。

優(yōu)點：

A: 一次投資費用偏低，且在運行過程中基本上不需要支付維護費用 B: 保護電流的利用率較高，不會產(chǎn)生過保護

C: 對鄰近的地下金屬設(shè)施無干擾影響，適用于廠區(qū)和無電源的長輸管道，以及小 規(guī)模的分散管道保護

D: 具有接地和保護兼顧的作用 E: 施工技術(shù)簡單，平時不需要特殊專業(yè)維護管理

缺點：

A: 驅(qū)動電位低，保護電流調(diào)節(jié)范圍窄，保護范圍小

B: 使用范圍受土壤電阻率的限制，即土壤電阻率大于50Ω?m時，一般不宜選 用犧牲陽極保護法

C: 在存在強烈雜散電流干擾區(qū)，尤其受交流干擾時，陽極性能有可能發(fā)生逆轉(zhuǎn)

D: 有效陰極保護年限受犧牲陽極壽命的限制，需要定期更換

2）強制電流陰極保護技術(shù)

強制電流陰極保護技術(shù)是在回路中串入一個直流電源，借助輔助陽極，將直流電通向被保護的金屬，進而使被保護金屬變成陰極，實施保護。

優(yōu)點：

A: 驅(qū)動電壓高，能夠靈活地在較寬的范圍內(nèi)控制陰極保護電流 輸出量，適用于保護范圍較大的場合

B: 在惡劣的腐蝕條件下或高電阻率的環(huán)境中也適用

C: 選用不溶性或微溶性輔助陽極時，可進行長期的陰極保護

D: 每個輔助陽極床的保護范圍大，當管道防腐層質(zhì)量良好時， 一個陰極保護站的保護范圍可達數(shù)十公里

E: 對裸露或防腐層質(zhì)量較差的管道也能達到完全的陰極保護

缺點：

A: 一次性投資費用偏高，而且運行過程中需要支付電費

B: 陰極保護系統(tǒng)運行過程中，需要嚴格的專業(yè)維護管理

C: 離不開外部電源，需常年外供電

D：對鄰近的地下金屬構(gòu)筑物可能會產(chǎn)生干擾作用

4．陰極保護效果的判據(jù)

1）普通鋼陰極保護準則

◆施加陰極保護時被保護結(jié)構(gòu)物的電位負移至少達到-850mV或更負(相對飽和硫酸銅參比 電極CSE)。 ◆相對于飽和硫酸銅參比電極的負極化電位至少為850mV。 ◆在構(gòu)筑物表面與接觸電解質(zhì)的穩(wěn)定參比電極之間的陰極極化值最小為100mV。 ◆存在硫酸鹽還原菌的環(huán)境，被保護結(jié)構(gòu)物的電位負移至950mV(CSE)或更負。

2）鋁合金陰極保護準則：

◆構(gòu)筑物與電解質(zhì)中穩(wěn)定參比電極之間的陰極極化值最小為100mV，準則適用于極化建立或衰減過程。 ◆極化電位不應(yīng)負于-1200mV（CSE）。

3）銅合金陰極保護準則：

◆構(gòu)筑物與電解質(zhì)中穩(wěn)定參比電極的陰極極化值最小為100mV。極化建立或衰減過程均可以被應(yīng)用。

4）異種金屬陰極保護準則：

◆所有金屬表面與電解質(zhì)中穩(wěn)定參比電極之間的負電壓等于活性最強的陽極區(qū)金屬的保護電位。 5）高強鋼陰極保護準則： ◆700MPa以上的鋼腐蝕速率降低至0.0001mm/a的保護電位為-760～-790mV(Ag/AgCl)。 ◆在存在硫酸鹽還原菌的環(huán)境下，鋼屈服強度大于700MPa，保護電位應(yīng)在800-950mV(Ag/AgCl)的范圍內(nèi)。 ◆屈服強度大于800MPa的鋼，其保護電位應(yīng)不低于-800mV(Ag/AgCl)。

5．陰極保護技術(shù)問答

1）什么是強制電流陰極保護系統(tǒng)？

強制電流陰極保護系統(tǒng)又稱為外加電流系統(tǒng)，是在回路中串入一個直流電源，借助輔助陽極，將直流電通向被保護的金屬，使被保護金屬變成陰極實施保護。

2）什么是犧牲陽極陰極保護系統(tǒng)？

犧牲陽極法是用一種電位比所要保護的金屬還要負的金屬或合金與被保護的金屬電性連接在一起，依靠電位比較負的金屬不斷地腐蝕溶解所產(chǎn)生的電流來保護其它金屬的方法。

3）強制電流陰極保護系統(tǒng)的組成有什么？

強制電流陰極保護系統(tǒng)主要由電源、控制柜、輔助陽極、焦炭（碳素）填料、電纜、控制參比電極、電位測試樁、電流測試樁、保護效果測試片、電絕緣裝置、電絕緣保護裝置。

4）電源的作用是什么？

電源的作用是向陰極保護系統(tǒng)不間斷提供電流。電源主要有恒流、恒壓整流器、恒電位儀。

5）電源的類型主要有哪幾種？

從整流形式上主要有可控硅、磁飽和、數(shù)控高頻開關(guān)�？煽毓韬痛棚柡秃汶娢粌x體積較大、紋波系數(shù)較大、控制精度較差，效率較低(低于70％)不易實現(xiàn)數(shù)字化。磁飽和恒電位儀除了上述不足外，額定功率20％以下的輸出無法控制。數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀體積較小、紋波系數(shù)小、控制精度高、效率較高（90％以上）。

6）輔助陽極的作用是什么？

輔助陽極的作用是通過其本身的溶解，與介質(zhì)(如土壤、水)、電源、管道形成電回路。

7）輔助陽極的種類有多少?

輔助陽極根據(jù)介質(zhì)來分，土壤中有廢鋼、硅鐵、石墨、混合氧化物陽極、柔性陽極。水介質(zhì)中有混合氧化物陽極、硅鐵陽極、鉛陽極等。

8）控制參比電極的有那些？

1.1.1.1.1.2

控制參比電極主要有長壽命飽和硫酸銅參比電極、高純鋅參比電極、銀/氯化銀參比電極、二氧化鉬參比電極。土壤中可使用飽和硫酸銅參比電極和高純鋅參比電極，水介質(zhì)中使用高純鋅參比電極和銀/氯化銀參比電極。二氧化鉬參比電極主要用于混凝土中。飽和硫酸參比電極的壽命一般小于10年。其它的參比電極可以根據(jù)壽命來設(shè)計。

9）為什么需要采用電絕緣？

在陰極保護技術(shù)中，要求被保護結(jié)構(gòu)需要電絕緣，主要是由于如果不絕緣，保護電流會流失到未被保護的金屬構(gòu)筑物上，設(shè)計的電流需求量可能不足，保護效果不理想，另外，可能會產(chǎn)生雜散電流的干擾。

10）測試樁的作用是什么？

測試樁的作用主要是用于檢測陰極保護效果和運行參數(shù)。根據(jù)作用不同有電位測試樁、電流測試樁、保護效果測試片測試樁樁。

11）犧牲陽極陰極保護系統(tǒng)的組成有什么？

土壤中，犧牲陽極陰極保護系統(tǒng)主要有犧牲陽極、填報料、布袋、貼片、電纜、測試樁組成。水環(huán)境中犧牲陽極直接焊接到被保護結(jié)構(gòu)上。

12）犧牲陽極主要有那些？

犧牲陽極主要有鎂合金犧牲陽極、鋁合金犧牲陽極、鋅合金犧牲陽極。鎂合金犧牲陽極主要應(yīng)用于高電阻率的土壤環(huán)境中。鋁合金和鋅合金主要用于水環(huán)境介質(zhì)中。鋅合金也可用于土壤電阻率小于5Ω?m的環(huán)