牺牲阳极阴极保护设计说明

牺牲阳极施工图设计说明
（五）阴极保护
1.主要设计及施工规范
《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2018
《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2017
《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015
《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T21246-2020
2.设计概况
本工程对消耗油库至外场供油干管和回油干管进行牺牲阳极阴极保护。

供油干管与回油干管平行敷设，采用联合阴极保护方式，被保护管道两端设绝缘接头。

被保护管道相关数据见下表：
序号名称材质管径（外径X
壁厚）（mm）
长度（m）防腐层备注1供油干管20＃377X1216003PE加强级
2回油干管20＃219X816003PE加强级
3.设计参数
土壤电阻率：30Ω·m
覆盖层电阻率：≥10000Ω·m2
设计使用年限：20年
管道最小保护电流密度：0.05mA/m2
管道自然电位：-0.55V（CSE）
管道最小保护电位：-0.85V（CSE）
4.设计内容及技术参数
4.1本工程设5组镁合金牺牲阳极，每组设3支阳极块，每组间距400米。

4.2设测试桩5组，与牺牲阳极结合设置。

5.材料的选用及技术要求
5.1本工程选用镁合金牺牲阳极，牌号:AZ63B，质量符合《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015中的要求。

阳极形状选用梯形。

牺牲阳极应具有完整的质量证明文件，阳极上应标记材料类型，阳极质量和炉号。

阳极电化学性能、规格尺寸如下表：
牌号开路电位
V（CSE）工作电位
V（CSE）
实际消耗率
Kg/（A·a）
重量
（Kg）
尺寸（mm）备注
AZ63B-1.57～
-1.60-1.52～
-1.57
7.511700X（110+90）X88
5.2牺牲阳极填包料由石膏粉、膨润土和工艺硫酸钠组成，它们的质量百分比为75：20：5。

填包料预包装，袋子应采用麻袋或棉质布袋，不应采用化纤类包装袋。

填料厚度应均匀密实，各个方向填料厚度不小于200mm。

5.3阴极保护电缆采用铜芯电缆，型号为：YJV22-1KV/1X10mm2
6.主要施工技术要求
6.1阳极使用前应对表面进行处理，清除表面氧化膜和油污，使其呈金属光泽。

6.2阳极采用立式埋地敷设方式，阳极与被保护管道间距3米，成组布置阳极间距3米，阳极覆土厚度不小于1.5米。

6.3牺牲阳极应埋设在冻土层以下，并尽量敷设在土壤电阻率低的位置。

阳极与管道之间不应存在其他金属构筑物。

6.4阴极保护测试装置应满足系统检测需要，并与阴极保护系统同步安装，每个测试装置中应有不少于两根电缆与管道连接，电缆应采用颜色或其他标记法区分，并应全线统一。

6.5阳极电缆与管道焊接采用铝热焊方法，焊接位置不应在弯头上或管道焊缝两侧150mm 范围内。

电缆与牺牲阳极钢芯连接采用焊接方式。

电缆与管道、阳极钢芯焊接前应将焊点处打磨至露出金属光泽。

焊点牢固无尖锐突出，不应虚焊，焊后应清除焊渣。

6.6电缆与管道、阳极钢芯焊接完成后应进行防腐密封，防腐材料与等级应与管道防腐层一致。

6.7电缆埋深不小于1.0米，电缆四周垫100mm厚细沙，上部覆盖水泥盖板或红砖。

电缆敷设应留有裕量。

电缆应做好固定，防止拖拽造成与管道连接处焊点及防腐层破环。

6.8牺牲阳极及其填包料就位后应浇水浸泡。

6.9牺牲阳极施工完成后应按《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2017中要求进行调试。

6.10阴极保护系统的施工、调试应由有相应资质的专业防腐工程公司完成，并在施工前根据现场实测数据、阳极性能等复核各设计数据，无误方可施工，确保系统运行正常。

牺牲阳极阴极保护设计计算书
7.设计依据
《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2018
《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2017
《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015
《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T21246-2020
8.设计概况
本工程对消耗油库至外场供油干管和回油干管进行牺牲阳极阴极保护。

供油干管与回油干管平行敷设，采用联合阴极保护方式。

被保护管道相关数据见下表：
序号名称材质管径（外径X
壁厚）（mm）
长度（m）防腐层备注1供油干管20＃377X1216003PE加强级
2回油干管20＃219X816003PE加强级
9.设计参数
土壤电阻率：30Ω·m
覆盖层电阻率：≥10000Ω·m2
设计使用年限：20年
管道最小保护电流密度：0.05mA/m2
管道自然电位：-0.55V（CSE）
管道最小保护电位：-0.85V（CSE）
10.阳极类型选用
本工程选用镁合金牺牲阳极，牌号:AZ63B。

阳极形状选用梯形，阳极电化学性能及初选规格及如下表：
牌号开路电位
V（CSE）工作电位
V（CSE）
实际消耗率
Kg/（A·a）
重量
（Kg）
尺寸（mm）备注
AZ63B-1.57～
-1.60-1.52～
-1.57
7.511700X（110+90）X88
11.阳极安装方式
阳极采用立式敷设方式，阳极与被保护管道间距3米，成组布置阳极间距3米，阳极覆土厚度1.5米。

12.设计计算
最小保护电流I=C*E
C:保护面积，m2
E:最小保护电流密度，A/m2
I=0.3A
Rv=11.3Ω
本工程采用阳极成组布置方式，每组设置阳极3支。

Rg=4.5Ω
Ig=0.142A
n=5组
Tg=26年
结论：
本工程设5组牺牲阳极，每组设3支阳极块，每组间距400米。

阳极工作寿命26年，满足设计要求。

阳极电化学性能及规格见下表：
牌号开路电位
V（CSE）工作电位
V（CSE）
实际消耗率
Kg/（A·a）
重量
（Kg）
尺寸（mm）备注
AZ63B-1.57～
-1.60-1.52～
-1.57
7.511700X（110+90）X88。