阴极保护系统中设计和施工的注意事项

第一篇：阴极保护系统中设计和施工的注意事项

阴极保护系统中设计和施工的注意事项

设计阴极保护系统中，在选用保护方式的时候一定要多方面考虑，采用牺牲阳极阴极保护的方式，所需要的驱动电压相对比较低，输出的电流也相对小，所以一般只用在短距离管道、且土壤电阻率低的情况。

外加电流阴极保护系统的输出电流、电压可以手动调节，所以，一般会用在比较大型的管道和高土壤电阻率的环境中。在实际的阴极保护系统设计中还是应该尽量选择外加电流阴极保护的保护方式更好的做好的低投资高效益并且施工方面投入少维护简单，效果相对有保证。

获取阴极保护系统所需要的电流值：计阴极保护系统时，首先必须要做的就是获取系统需要的电流量。如果给一个正在新建的设备结构做阴保系统时，可以根据我们以前的施工经验，参考性类似地区环境下的已建成的设备结构的阴保电流来计算出新建设备结构所需要的电流值。

如果给一个已经建成的设备结构做阴极保护设计时，可以使用通电试验的方法进行实际测量，测量出达到系统所需要的电位值时的电流量。在被保护区域中单位面积中需要的电流量的大小被称为电流密度，单位mA/M2。

阴极保护发展多年，行业内部已经总结出多种环境中阴极保护系统所需要的电流密度，可以这以后的实际施工中参考使用。但是，过去推荐的电流密度过于保守，造成了很多材料能源的浪费，所以在进

行一项工程时，对当地相类似环境下的结构进行调查，了解其他设备结构的情况，尽量使得出的电流密度更接近实际情况。

第二篇：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。

（3）用Φ25PVC管制作排气管。制排气管17根，每根长5米，上面有一串间距20㎜的小孔，导气管共15根，每根长2.9米。放空管3根，长1.5米，上端钻小孔若干。护套管Φ200㎜，长1.5米。

（4）在地面上将阳极用尼龙绳绑在塑料排气管上，使阳极对着排气孔，并将引线固定好。将石墨阳极碎块填料放入井中，使其厚度25㎝。将绑好的石墨阳极及排气管放入井中摆正。在阳极周围填满石墨碎块。阳极顶部填料厚25㎝。

（5）排气管、导气管和放空管通过三通塑料管连接。电缆线和阳极引线的连接严格按图纸设计进行，用铜螺栓及铜螺母连接好。然后用塑料管、环氧沥青漆将结点绝缘密封。导气管与电缆线（双根）平行敷设，周围铺黄砂300㎜。上盖水泥盖板。将34支阳极的接线引至电杆处。回填土，平整并竖标牌。

4、阴极通点及电位测量点处各开挖一个面极1×1.5米，深1.5米的坑，露出管道顶部，然后将涂层清除干净共三点。阴极通电点二条阴

极电缆线及一条阴极电位讯号线。

（1）按图纸设计加工紫铜接线鼻，加强板并截取足够长的电缆线、屏蔽线。

（2）用铜焊法将铜接线鼻焊在加强板上，再将加强板采用四周角焊法焊接在管道上。将接头处用环氧沥青漆或玻璃布进行防腐绝缘。然后用松软土回填。

（3）电位监测点信号线引至地面，接在测试接线板上，阴极通电电缆线引至电杆时，按电缆沟敷设法敷设。

（4）阴极通电点电缆及阴极讯号线与架空线相连，接点用环氧沥青漆封闭绝缘。

5、参比电极井的安装：

管线保护电位的控制及监测采用长效饱和硫酸铜电极和镁电极两种参比电极。

（1）准确找出管线的位置，确定井位，使井的中心靠近钢管，将参比电极用尼龙绳悬挂在井内的钢筋架上，参比电极引线由地下引至电杆与架空线路控制线连接，按电缆沟法敷设，在控制参比电极井附近埋放一支镁电极。其引线有地下引至电杆与架空线路控制线连接。按电缆沟法敷设。

二、阴极保护装置调试及验收

全部安装完毕后，在保护站内开车调试，检查电源、恒电位仪接线无误后，给恒电位仪送电。调节电位为设计指定的保护电位，使阴极保护装置投入运行，调试测量内容如下：

（1）管道的腐蚀电位

（2）镁电极相对硫酸铜参比电极电位。

（3）当恒电位仪恒电位为—1.0V、—1.1V、—1.2V、—1.25V时，记录恒电位仪的输出电压、输出电流、管道监控点、管道保护电位等，确定管道最佳控制电位。

（4）在检查测试桩内测量保护管道与未保护管道的电位，以检查绝缘法兰的绝缘效果。

（5）待阴极保护装置正常运行一周后，交付建设单位维护管理。

第三篇：阴极保护设计与施工中的几点补充意见

一、牺牲阳极的应用

阴极保护采用牺牲阳极方式，一般用于下列场合[1]：电流需要量较小，一般小于1A，土壤电阻率足够低，一般低于100Ω.m的区域，可用适当数量阳极获得所需保护电流，如果需要的保护电流较大，一般大于1A，外加电流系统就比较经济，除非当地条件不允许，或供电有问题。良好管道涂层，土壤长年潮湿的地方，牺牲阳极能容易满足其电流需求。外加电流阴极保护良好涂层管道上个别处保护电流不能达到的地方，也可通过牺牲阳极的方法来满足。此外，在屏蔽处如套管内、压块下。外加电流阴极保护系统产生杂散电流干扰处，牺牲阳极可被用于消除杂散电流干扰。在安装绝缘接头处，牺牲阳极(通常用锌)可作为导电接地之用，锌阳极作为接地，并同时提供阴极保护。设计中考虑锌、镁阳极材料使用的差别，经验告诉我们，锌阳极用在电阻率较低的土壤(在15Ω.m以下)较好，而镁阳极用在土壤电阻率较高的土壤中(在15－100Ω.m之间)较好。用锌阳极的驱动电压0.25V(1.1V-0.85V)，镁阳极的驱动电压0.70V(1.55V-0.85V)，对同样15Ω.m土壤电阻率情况下，镁阳极要发出更多过剩电流使管道极化至更负电位，而负于-0.85V(最小保护电位，此时保护度已达95％)以上，如若继续极化，需要更多消耗保护电流，但对提高保护度的贡献即是极微的，是一种电流浪费现象，其结果造成镁阳极加大消耗，减少镁阳极寿命。与此同时，镁阳极造成过保护，影响涂层的附着力，对高强度钢会产生氢脆。从经济观点看：在低电阻率土壤中镁阳极将连续输出比锌阳极高的电流，而锌阳极比较低的输出电流就可以充分满足阴极保护的需要。其结果说明镁阳极电流的浪费，需要更多镁阳极材料才能得到与锌阳极相等的寿命，况且锌阳极有最好的自调节特性。

二、带状镁阳极的使用

它是由纯镁或镁锰合金冷轧压制而成，开路电位-1.7V(vs.Cu/CuSO4)宜在高电阻率≥100Ω.m环境中使用，重量0.37Kg/m。如11Kg镁锭表面积0.27m2而11Kg镁带长度33m，表面积1.9 m2是前者的7倍。同等重量带状镁阳极比锭状阳极表面积大很多，阳极输出电流大小与表面积成正比，就是说，表面积决定输出电流大小，而阳极重量决定阳极寿命。镁带在50Ω.m土壤中输出电流10mA/m，淡水中150Ω.m输出电流3mA/m，电流输出大小与电阻率成反比，因此它不适用于电阻率小的场合，因为镁带消耗过快。设计上应考虑当地介质电阻率大小，无论在穿越段或套管内输送管中缠绕镁带要考虑它的使用寿命应该与整体管道寿命相当，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，而应计算一下采用与整体管道寿命相当的锭状阳极。

三、3层PE管的优越性

当前管道防腐覆盖层当中，PE三层是诸多涂层种类中性能最优的一种，它不但有良好抗机械性能，而且有良好抗腐蚀性能和抗阴极剥离性能。在与阴极保护配合中又大大降低阴极保护电流密度，从而降低阴极保护的投资。从众多实例中证实，对新建PE管陆地管线所需保护电流密度每平方米在几个微安到十几个微安，海水管线所需保护电流密度约几百微安，大大低于其它防腐层。但在当前设计中，由于缺乏对三层PE性能及今后使用寿命的估计，往往设计中过于保守，造成牺牲阳极材料使用量过大，有待今后继续探索。

四、参比电极的使用

目前阴极保护常用的硫酸铜参比电极分便携式和长效型两种，便携式随时更换溶液和打磨铜极，使电位易达到稳定、准确。而长效硫酸铜参比电极往往受制作工艺和使用环境的影响，要求埋在长年潮湿土壤，如果全浸在水中或土壤干燥就会影响参比电极的准确度，造成较大偏差。固体锌参比同样与使用环境有关，一旦土壤干燥，锌参比电位正移，基准改变也就失去作为参比的意义，有关长效参比电极有待不断改进。

五、电源的选择：

外加电流阴极保护国外大多用整流器，因土壤介质，湿度变化不频繁，用整流器完全满足阴极保护的要求。它结构简单、便于维修、价格便宜。恒电位仪适用介质经常变化如海洋潮汐及有杂散电流干扰的保护，况且恒电位仪必需靠长效参比电极反馈信号，如果参比电极不准会影响恒电位仪的输出，因此建议设计中优先考虑用整流器。

六、阴极保护的绝缘装置

阴极保护管路上的绝缘装置有多种形式，多用于管道的有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。安装绝缘件会出现两个问题，一是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装置两种，对整体自放电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。二是如何防止非保护管路不受阴极干扰而加速腐蚀，接地电池有减少管外壁阴极干扰强度，即减少保护段与非保护段之间的电位差，但是在非保护段连接的锌棒消耗较快，寿命较短，一旦消耗殆尽，保护段通电电位与非保护自然电位之间的电位差会更加大，因非保护段电位正，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。这种腐蚀与电流离开管壁进入电解质的电流强度与管壁腐蚀率成正比。(1mA/Cm2的阳极电流密度相当于12mm/年的铁损耗)。解决办法：要求绝缘装置两侧各10m内的管外壁应做特加强防腐层，以减轻阴极干扰对非保护侧管道的腐蚀。此外，未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。

七、阳极导线

对牺牲阳极装置所有连接到阳极的导线都有被保护的可能，这意味着如果有铜线露出，它将不易腐蚀。这种情况同样发生在外加电流系统中，如果与直流电源负端连接到被保护管道的连接导线的绝缘有破损也有被保护的可能。正因为如此，牺牲阳极电缆及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－铁电偶腐蚀。对外加电流系统，地下电缆是外加电流地床的组成部分，如果绝缘不好，电缆将流出电流，并在两端腐蚀从而全部或部分切断地床电流，因此全部阳极引线和地床主干电缆必须使用高质量绝缘，绝缘至少应有600V等级并适合直接埋入地下，具有大分子高密度聚乙烯(HMW/PE)绝缘导线广泛地应用在地床结构中，在多数情况下是有效的。由于地床运行或苛刻的化学环境产生氯气(土壤或水中含有氯离子)有必要采用含氟塑料保护性夹克[1]。应该细心检查电缆，绝对保证安装时没有伤痕或破口，以防止以后出现问题。绝缘层上任何伤痕、破口必须用热收缩套包覆，填料选择没有锋利石头或其它有害于接触地床电缆的材料。

八、阴极保护过河管道安装

管道穿越江河时，稳管设施大都采用砼压块，有的为保护外防腐层不受损坏在压块下管外壁还铺一层橡胶片，这种做法会造成电屏蔽(压块与管道接触的上半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一般肉眼可以明辨的缝隙，而是指使缝内介质停滞的特小缝隙，其宽度一般是在0.025－0.1mm的范围内，宽度大于0.1mm的缝隙，缝内介质不至于形成滞流，也就不会形成此种腐蚀。解决的办法：一是去掉保护用的橡胶片，避免缝隙腐蚀；二是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狭缝中进入管道上半部分，避免砼压块造成的屏蔽作用。

聚氯乙烯（PVC）管 聚乙烯（PE）管

第四篇：深井阳极阴极保护施工

深井阳极阴极保护施工

河南汇龙合金材料有限公司

预包装贵金属氧化物深井阳极体，具有使用寿命长、安装方便、接地电阻小。排流量大等优点。深井阳极地床的选址原则：

1、深井阳极地床与被保护构筑物距离不小于80米。

2、地床不宜设在低洼处、死水区以及排水区。

3、地床应避免设在存在有害物质（碳氢化合物、重金属盐和 盐水等）污染的 区域

4、阳极井开口位置应高出洪水位。

5、土层厚、无石块，便于施工。

深井阳极地床的安装要求：

1、阳极按产品性能指标验收，阳极与引出导线的接头的接头必须绝缘开必须绝缘良好，表面检查无缝隙，阳极表面应无明显缺陷。

2、按照产品说明书等进行装配。

3、按照图纸进行钻孔，一般钻孔为Ф500mm。

4、阳极体的电缆通过阳极体上的导气管引至防爆接线箱。

5、阳极的填充料要符合标准

第五篇：接地网阴极保护施工措施

接地网阴极保护施工措施

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接地网阴极保护施工措施

一、工程简介

聊城电厂一期工程中，接地网采用牺牲阳极保护法施加阴极保护，为使接地网使用寿命不小于30年，经计算采用MUG-3型镁合金牺牲阳极，规格为700×（90+110）×90mm，数量为785只，每只重11kg。参比电极采用铜/硫酸铜参比电极，型号为MCT-2型共8只，测试桩8只，检查片16组，规格为Φ250×1200mm的布袋785条。

二、编写依据

1、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92

2、《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 GB50150-81第二十五章

3、《火电施工质量检验及评定标准 第五篇电气装置》

4、《电力建设安全施工管理规定》

5、《电力建设安全工作规程》

6、山东电力工程咨询院设计图纸阴极保护 37-F19519-D1305

三、施工工器具

电焊机一台、铜质电焊带50米、电焊用工具一套、活口板手一把

四、工艺流程及技术要求与标准

工艺流程技术要求与标准

一》、材料检验

1、阳极检验：在牺牲阳极使用之前，按有关标准和规范要求，对其外观尺寸和重量进行检验。

2、电缆检验：检查电缆的规格型号、尺寸、绝缘、与阳极的接头。

3、布袋检验：验证布袋的尺寸、完好度。

阳极不翘曲，表面无毛刺、裂纹、气孔、夹杂物和附着物，尺寸和重量符合要求。电缆的规格型号尺寸应正确，绝缘皮无破损，与阳极的接头牢固。尺寸正确，无破损。

二》、袋装阳极的制作、安装

1、阳极表面清理

2、填包料搅拌

3、袋装阳极装配。

4、阳极坑的开挖。

5、袋装阳极的放置。

清除表面的氧化膜及油污。保证填包料干燥无结块，将填包料搅拌均匀，不得混入石块、塑料带、泥土和杂草等杂物。（填包料配方比为 硫酸铜:石膏粉:膨润土=1:1:2）先向袋中填入约10cm高的填包料，然后将阳极放入袋中央后，在周围加入填包料将阳极包围，以保证阳极周围填包料厚度一致（不小于50mm）、均匀密实，最后将阳极电缆与布袋口用细绳绑扎结实，防止散口。坑的大小、深度要保证阳极能够水平放置，而且阳极与地网在同一水平面上，坑的位置应保证阳极与地网距离在1.0～1.5米范围内。将阳极水平放置于坑内。

三》、阳极与地网的连接

1、阳极电缆与地网的连接

2、电缆的埋设

将阳极电缆一端的加强板与地网焊接在一起，焊缝长度不小于100mm，焊接接头处必须牢固，保证在电气上的导电性。在有测试桩的位置，应将阳极电缆引入测试桩中，通过测量电缆与接地网连接。阳极电缆的埋设深度不应小于0.7m，回填土中应无石块、泥土和杂草及其他杂物，以免损坏电缆的绝缘层；电缆敷设时

四》、回填土确认各焊点、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后，向阳极坑内灌水，使阳极填包料吸满水后，将回填土夯实。

五》、测试系统的安装

1、长效饱和铜/硫酸铜参比电极的安装

2、测试桩的安装

3、检查片设置

参比电极表面为陶瓷制品，在安装过程中应轻拿轻放，以防破碎，参比电极的埋设方法与阳极的埋设方法相同，埋深与接地网相同。参比电极应尽量靠近接地网埋设，靠近测量接地点，并与阳极有一定的距离，距阳极不超过2米。

将参比电极取出放入预先用蒸馏水或淡水配置的硫酸铜溶液中浸泡4小时，打开装有回填料的包装带，用浸泡电极的硫酸铜溶液将回填料调配成糊状，再将浸泡过的电极置于回填料中，扎好包装袋，将参比电极连同回填料一起埋设于预挖的坑中，回填后再向坑中灌水，以保证电极与周围土壤的紧密结合；将参比电极电缆引入测试桩，连接在接线柱上。

按照设计要求，确定测试桩的安装位置；在接地网上焊接一根测量电缆，将测量电缆、阳极电缆和参比电极电缆一同引入测试桩，分别接在三个接线柱上（测量电缆与阳极电缆的接线柱通过铜片电连接），然后将桩腿植入地下，回填埋设。在每只测试桩处设置两组检查片。一片与接地网相连（施加阴极保护），另一片不相连，处于自然腐蚀状态。

五、安全注意事项

1、进入施工现场，必须正确佩戴安全帽。

2、使用电焊机必须配戴面罩和焊工手套。

3、严禁在雨天进行露天电焊作业。

4、电焊机使用前必须检查其绝缘严禁漏电。

5、填充材料的设置应保证阳极四周无空隙，回填时应注意防止损坏阳极和电缆。

6、将牺牲阳极的焊接片焊接到埋地接地网系统上，接头必须在机械上是牢固的，在电气上是导电的。

7、所有的电缆应保持足够的松驰度，以防电缆变形。电缆周围的填充材料应无石块和其它杂物，当电缆放入沟槽时这些杂物可能会导致绝缘损坏。

8、应检验牺牲阳极，使阳极材料的尺寸，电缆长度，阳极导线接头以及密封完整性符合技术规范。在装卸和安装时应注意防止震裂和损伤。全部电缆都要仔细检查，以发现绝缘方面的缺陷。应注意防止电缆绝缘损坏。电缆绝缘的损坏处必须予以修补。

七、环保注意事项

1、电焊施工完毕，应及时将药皮等清理干净。

2、涮漆时应有防范措施，严禁溅到地面上。