牺牲阳极保护技术原理图

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1、 牺牲阳极保护技术原理图牺牲阳极保护技术原理图 被保护钢管在土壤中形成原电池、作为保护电源，电位较负的金属成为阳极、输出电流过 程中遭受破坏，故达到保护钢管的效果。2 牺牲阳极保护技术的使用情况 以前常州市城市煤气中压管网主要使用铸铁管，连接方式是柔性机械接口，使用钢管的工 程不多。但随着燃气用户的发展、管网压力的提高，考虑到今后天然气的引入及过渡、钢 管越来越广泛的被应用。与铸铁管相比，钢管具有耐压强度高；对预先加工成较长的管段， 减少现场施工的困难；焊接接 U 的抗震、抗压性能高的优点，我们在常锡路、城中北路等 新敷设的小压管网使用了埋地钢管。但在我市怀德桥改建工程中，有部分敷设以有十年以

2、 上的过街钢管被挖掘出来，虽然钢管表面仍有残留的防腐绝缘层。但由于没有实行牺牲阳 极保护技术，钢管表面留有凹坑。根据这些情况表明、埋地钢管外壁防腐绝缘层的损坏是 造成管道遭受土壤腐蚀的主要原因。而绝缘层的损坏在施工、维修过程中往往是不可避免 的，一旦出现绝缘层的损坏，腐蚀就在被损坏的部位剧烈地进行。为了延长使用寿命、取 得良好的经济效益，我们决定对中压管网采用牺牲阳极保护和环氧煤沥青防腐绝缘层保护 相结合的方法来达到防腐的目的。3 牺牲阳极保护的设计 以城中北路中压煤气钢管工程为例。经测试该管线地段属中等强度腐蚀性土壤，土壤电阻 率取 450m，我们选用了 11kg 级 MUG3 型镁合金牺牲

3、阳极、阳极尺寸为 700 x(70+110)* 90mm。(1)保护对象和范围：a外环路口至北环路中压煤气埋地钢管：管 426。长度为 750m。总表面积为 1003m2。b外环路干管：管 426、长度为 115m、总表而积为 154m2。(2)保护期限为 25 年。 (3)在有效保护期内、被保护地下钢管的保护电位控制在085V(相对铜饱和硫酸 铜参比电极)。(4)计算 保护电流的计算 被保护管道所需的保护电流可用下式计算： Ii * s (1)式中 I被保护管道所需的保护电流，A i被保护管道的总表面积，m2 s管道所需最小保护电流密度、mAm2 根据经验数据，我们选取最小保护电流密度为 i

4、=o5mAm2，则埋地管线保护电流： a城中北路路段： I1is1051003501(mA) b外环路路段：I2ixs205x15477(mA)2 镁阳极发生电流的计算 每只镁合金牺牲阳极发生电流按下式计算 If(Ep 一 Ea)R (2)式中 If每支阳极发生电流，mA Ea阳极工作电位，V 本方案取1。50V Ep阴极最小保护电位，V 本方案取-0。85V R每支牺牲阳极的接地电阻，牺牲阳极的接地电阻 R 可按下式计算 (3)式中 p土壤接地电阻率，.m 本方案取 45D阳极填料包直径、m 本方案取 03 1阳极填料包长度。m 本方案取 1 t阳极，f1 心至地面距离。m 本方案取 1 得

5、 R148o 将 R 值代入(2)式得 If44mA。 阳极用员计算 阳极用员可按卜式计算：NIIf 式中 N所需阳极支数、支 I所需保护电流，mAIf每支阳极发生电流、mA支a城中北路路段N1IlIf5014411(支) b外环路路段 N2I2If77442(支) 共计使用 NN1 十 N211 十 213(支)。考虑到和钢管焊缝位置及相连铸铁管要吸收部分 保护电流、所以我们进行设计时、镁阳极 实际取 18 支。阳极使用寿命核算阳极有效使用寿命按下式计算：式中 Y阳极有效使用寿命、 年 g每支阳极重量，kg支 本方案取 11 If每支阳极实际发生电流量，mAQ镁阳极实际电容量，Ahkg： 本

6、方案取 1100 1K镁阳极有效利用系数， 本方案取 o75其中 If09If09x 44mA 则 Y26 年。4 牺牲阳极保护技术的施工41 阳极与电缆电性连接情况检测阳极到货后，必须用万用表逐支检测阳极与电极之间的电性连接情况，如果发现电性连接 不好或断线的阳极，则不能在施工中使用，此外，在施工过程中 严禁用力提拉电缆线，防 止电缆接头折断。4。2 阳极表面处理为加速阳极表面活化，应在组装阳极之前，将阳 “极表面的油污、氧化物除净。其方法采用砂纸或手动砂轮将阳极打磨一遍，然后用丙酮 或无水乙醇擦拭干净。43 阳极填料包组装阳极填料包填料有膨润土、硫酸钙、硫酸镁按照 50%、25%、25%比

7、例充填，每条特制 的白布袋填充料 50kg，装一支经表面处理过的 11kg 级镁合金牺牲阳极、阳极放在填料 包的正中央、阳极必须被填充料紧密包敷、严禁明显偏心，见图 3。45 阳极床浇水 阳极填料包放入阳极坑后，必须对坑内浇水、坑内水位必须完全浸没阳极填料包，且坑内 常积水时间必须超过十小时、以便彻底浸没填料包。46 阳极性能测试 (1)阳极填料包装被水浸透后，必须待检测人员对阳极开路电位进行测试后，方可与管道连 接。 (2)阳极与管道连接后，必须待检测人员进行阳极工作电位测试后，方可在焊缝处进行防腐。47 阳极与管道连接形式 阳极与被保护的管线之间均采用电焊连接、即将阳极导电缆端有铜鼻广的方

8、钢片直接焊 在被保护的钢管上，焊缝小两条、总长度大丁 60mm、焊点处及时补涂与管道相同的防腐 涂料、防腐等级与管道防腐等级相同 ，并按相同的规范要求进行防腐涂层质量验收、 参 阅图示 4.48 阳极床回填阳极床回填时严禁向阳极坑内回填砂石、水泥块、塑料等杂物。应回填电阻率低的细土， 并应防止后阳续施工中碰断电缆。5 牺牲阳极保护的验收 阳极填料边被水浸透后、必须对阳极件能进行测试，测试内容及指标如下：(1)阳极开路电位：镁合金牺牲阳极开路电位必须负于15V。该数据足衡量阳极质量好 坏的重要标准。(2)阳极与管道连接后、测量阳极工作电位、该数据是评定牺牲阳极保护项目的实施质量的 标准。(3)管

9、道自然电位：属管道的自然属性、当管道受到腐后、电位会趋正。6 投资测算与经济分忻61 投资测算 城中北路工程共埋设 Dn400 螺旋焊缝中压钢管 865mm 我们共设置了 18 支型号为 MUG 一 3 的镁合金阳极。注：0 十 376、0 十 612、0 十 7064 三个桩基号中。由于焊接点的方钢片被污垢附着， 使得自然电位偏负。阳极材料费用：025 万元支 x1845 万元阳极安装费用：0036 万元支 x180648 万元小计 : 5148 万元管道总投资费用：166 万元公里 x 086514359 万元阳极保护费用占总投资比例： 35862 经济分析 假设城中北路中压钢管上没有设置阳极保护，其使用年限为 15 年、若不计残值、 每年折旧费用约为 10 万元。 若使用了阳极保护，其使用年限可达 25 年，若不计残值、每年折旧费用约为 6 万元。两者相 LL，每年可节约折旧费 4 万元、经济效益是极为显著的。