管道工程阴极保护系统技术服务手册
阴极保护工程技术手册-基础知识
阴极保护工程技术手册---根底知识篇一、阴极保护简介：每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位，称之为该金属的腐蚀电位〔自然电位〕。
腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。
腐蚀电位愈负愈容易失去电子，我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。
阳极区由于失去电子〔如，铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤〕受到腐蚀而阴极区得到电子受到保护。
阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属外表各点到达同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。
实现这一目的的方法有两种：一种是牺牲阳极阴极保护，一种是外加电流阴极保护。
牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同电位下。
此方法广泛应用于保护小型〔电流一般小于1安培〕或处于低土壤电阻率环境下〔土壤电阻率小于100欧姆.米〕的金属结构。
如，城市管网、小型储罐等。
外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电流从阳极体经过土壤流向被保护金属，使被保护金属结构电位低于周围环境。
该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管道，大型罐群等。
二、阴极保护相关定义：1、自然电位：自然电位是金属埋入土壤后，在无外部电流影响时的对地电位。
自然电位随着金属结构的材质、外表状况和土质状况，含水量等因素不同而异，一般有涂层埋地管道的自然电位在-0.4V～0.7V(CSE)之间，在雨季土壤湿润时，自然电位会偏负，一般取平均值-0.55V。
2、保护电位：保护电位是指阴极保护时使金属腐蚀停止时所需要的电位值。
3、保护电流密度：保护电流密度系指被保护构筑物单位面积上所需的保护电流。
4、最小保护电流密度：使金属腐蚀下降到最低程度或停止时所需要的保护电流密度，称作最小保护电流密度，其常用单位为mA/m2表示。
处于土壤中的裸露金属，最小保护电流密度一般取10mA/m2。
管道工程强制电流阴极保护设计方案
管道工程强制电流阴极保护设计方案新疆奥睿博节能科技发展有限公司目录、概述、设计方案、设计依据标准、设计指标、系统设计及安装、阴极保护系统仪器和材料、施工设计、施工技术要求、工程验收、效果监测附录一：阴极保护材料表强制电流阴极保护设计方案1、概述本工程总长度为58.7km，管道管径多数为D89mm，防腐层为黄夹克防腐层。
由于管道所经地多为盐碱地，土壤电阻率较大，易选用外加电流阴极保护方式，对管道进行保护，达到延长使用寿命的目的。
2、设计方案管道设计采用独立的外加电流阴极保护系统。
设计1座阴极保护站。
阴极保护站设计1处浅埋阳极地床、在靠近排气管处埋设1支长效硫酸铜参比电极、在阴极保护站设计安装1台直流电源。
3、设计依据标准《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2008《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-2003《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2008《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T21246-2007《镁合金牺牲阳极》GB/T17731-2015《锌-铝-镉合金牺牲阳极》GB/T4950-2002《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY/T0017-2006《埋地钢质管道交流排流保护技术标准》GB/T50698-20114、设计指标1、阴极保护设计使用寿命15年。
有效保护期间管道极化电位应满足以下第2或3条要求。
2、施加阴极保护后，管道阴极极化电位为-0.85~1.25V（相对于CSE电极），应考虑排除IR降。
3、在阴极保护极化形成或衰减时，测取被保护管道表面与土壤接触、稳定的参比电极之间的阴极极化电位差不应小于100mV。
4、当土壤或水中存在硫酸盐还原菌，且硫酸离子含量超过0.5%时，通电保护电位应达到-0.95V或更负（相对于CSE电极）。
5、系统设计及安装5.1阴极保护设计参数（1）管道总长度: 约58.7km（2）绝缘层: 黄夹克防腐层（3）管道总表面积: 约16404m2（4）阴极保护系统设计寿命： 30年（5）土壤平均电阻率: 200Ω·m（0～2米深土壤层）（6）管道保护电位: ≤-0.85V（CSE）5.2阴极保护系统的设计计算5.2.1保护电流密度的选取根据管道外防腐层绝缘电阻和阴极保护电流密度的对应关系（见表1），选择本项目中的最小阴极保护电流密度为0.5mA/m 2。
管线阴极保护运行管理规定
管线阴极保护运行管理规定管线阴极保护是一种防腐技术，其作用是通过电化学反应阻止金属管道腐蚀。
阴极保护技术已经在工业领域被广泛应用，具有较高的成本效益和防腐效果。
为了保证管道的长期可靠性和安全性，我们需要建立一套管线阴极保护运行管理规定。
一、管线阴极保护的目的1.防止金属管道腐蚀，延长其使用寿命。
2.保证管道安全运行，减少管道泄漏事故发生的可能性。
3.提高管道的防护水平，降低维护成本，节约资源。
二、管线阴极保护运行管理规定1.管道阴极保护系统建设阴极保护系统应根据管道设计、管道用途、介质特性和地质环境等因素而定。
在建立阴极保护系统时，应按照国家规定和标准进行设计和施工，并建立完整的防腐档案，确保施工符合要求。
2.管道阴极保护运行参数防腐工程施工完成后，应根据管道材质、管道防护面积、介质电化学特性、环境条件以及可能存在的干扰因素，确定适当的运行参数。
管道阴极保护的运行参数主要包括外部电位、离子浓度、电流密度等。
3.阴极保护电流源及控制器的选择为保证管道阴极保护系统的稳定运行，应选用高质量的阴极保护电流源和控制器。
在选择电流源和控制器时，应考虑到管道长度、电极数量和电极间距等因素，确保设备能够提供足够的电流和稳定的控制方式。
4.防腐设备的定期检修与维护管道阴极保护设备应定期进行检修与维护，保证设备运行稳定。
检修的标准应是国家相关的技术规范和标准。
在检修过程中应严格按照防护操作规程执行，保证管道长期稳定运行。
5.防腐记录的管理管道阴极保护工程建成后，建立防腐记录，记录管道的运行情况和管道表面的防护效果。
记录应包括管道的开挖记录、放置阴极保护电极的位置和数量、电极与电源连接的方法以及系统的监控情况等数据。
记录完整，数据准确，以便于随时了解阴极保护工程的具体情况。
6.管道阴极保护周期检测管道阴极保护的周期检测应该定期执行，检测内容应该包括管道的腐蚀情况、阴极保护电极的状态、电流源和控制器的运行情况。
对于检测结果异常的管道应及时进行修复和处理，保证管道的长期稳定运行。
阴极保护设计规范跟参数
广东阴极保护
阴极保护材料阴极保护设计规范跟参数
1）标准规范
城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程CJJ95-2003
埋地钢质管道牺牲阳极保护设计规范SY/T0019-1997
钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范SY0007-1999
埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范SY/T0019-1999
埋地钢质管道阴极保护参数试验方法SY/T0023-1997
铝－锌－铟系牺牲阳极GB4948.4949-2002
阴极保护操作规程—陆上及海上BS 7361
阴极保护工程手册
2）阴极保护设计指标及设计参数
1.保护对象：高压燃气管道
直径：457mm
壁厚：10.3mm
管道材质：L390钢管
2.电流密度：0.2mA/m2；
3.保护电位：-0.85～-1.40V（相对饱和铜/硫酸铜参比电极）
4.保护年限：16年。
管道阴极保护施工方案
管道阴极保护施工方案一、引言。
管道阴极保护是一种常见的防腐蚀技术，通过施加外电源，使管道成为负极，从而抑制金属的电化学腐蚀。
在工业生产中，管道阴极保护施工方案的制定和实施至关重要，不仅关系到管道设备的安全运行，还关系到环境保护和资源利用。
本文将就管道阴极保护施工方案进行详细介绍，以期为相关工程技术人员提供参考。
二、施工前准备。
1. 管道阴极保护施工前，需对管道进行全面的检查和评估，包括管道材质、管道表面状态、周围环境情况等。
根据检查结果确定阴极保护的具体施工方案。
2. 确定阴极保护电流密度，根据管道材质、土壤电阻率等因素，计算出合适的电流密度，以确保阴极保护的有效性。
3. 选择合适的阴极保护材料，包括阴极保护电源、阳极材料、连接线路等。
确保所选材料符合相关标准和规范要求。
4. 制定施工计划，包括施工时间、施工人员配备、施工流程等。
确保施工计划合理、可行。
三、施工过程。
1. 清理管道表面，去除油污、锈蚀等杂质，保证管道表面清洁。
2. 安装阳极材料，按照设计要求在管道表面固定阳极材料，确保阳极与管道表面良好接触。
3. 连接阴极保护电源，根据设计要求连接阴极保护电源，调整电流密度和工作方式，确保阴极保护系统正常运行。
4. 监测阴极保护效果，通过实时监测管道电位和电流密度等参数，及时发现问题并进行调整。
5. 完善相关记录，对施工过程中的关键环节和参数进行记录，形成施工报告和档案。
四、施工后工作。
1. 定期检查维护，定期对阴极保护系统进行检查和维护，确保系统的长期稳定运行。
2. 处理施工后问题，对施工后出现的问题及时处理，保证阴极保护系统的有效性。
3. 总结经验教训，对施工过程中的经验和教训进行总结，为今后类似工程提供参考。
五、结语。
管道阴极保护施工方案的制定和实施是一项复杂而重要的工作，需要工程技术人员具备丰富的经验和专业知识。
本文所述的施工方案仅为参考，实际施工需根据具体情况进行调整和优化。
希望本文能为相关工程技术人员提供一定的帮助，促进管道阴极保护技术的应用与推广。
阴极保护工程技术手册
够辐射的区域就越广。
阳极体埋设可采用立式或卧式放置，阳极体距地面埋深 1.2m，
阳极体中心间距 1.5 米，阳极体纸依次排开就位后从导气管内灌满水
浸透焦炭（解开纱网灌水后再扎紧），阳极体上方覆盖回填土，回填
时地床区域高出周边地面 200mm 以上，标志桩设在阳极地床的一
端，表明阳极放置的位置。
阳极地床主电缆通常采用 VV－1KV／1×25mm2 电缆，如果有特
施工时，将带状阳极均匀缠绕在管道上，管道每间隔 2 米焊接 一次，在焊接点处将阳极剥离，留出钢芯，使用模具进行铝热焊接， 焊接时防止阳极断开脱落，焊接完毕后对焊点进行防腐处理。
3、钢质管道外加电流阴极保护： ①恒电位仪的选择： 根据我们计算出的总保护电流来选择恒电位仪的型号，在通常情 况下，电流与电压的量程相等，如 30A/30V。在土壤电阻率高的环境 中要适当加大其电压值，但特殊情况要特殊考虑。 ②辅助阳极体的选择： 现在通常采用的阳极体有浅埋阳极体和深井阳极体两种，阳极体 材料通常又分两种，一种为高硅铸铁阳极体，一种为贵金属氧化物阳 极体。 ③阳极地床的选择：
9、每支测试桩配备一支长效参比电极。在测试桩处开挖参比电 极坑（在参比电极放入坑之前，要先浸泡阳极体 5 个小时以上），将 参比电极放入坑中，参比电极尽量靠近管道放置，以减少管道与参比 之间的 IR 降。然后回填，回填时尽量不要夹杂石块。如电缆焊接现 场图所示。参比电极引线接到测试桩端子上，日常维护时打开测试桩 门就可以测试保护电位，了解阴极保护系统运行情况和管道受保护的 情况。
2、套管内部钢质管道带状牺牲阳极阴极保护： 如果钢质管道穿越铁路、公路可采用套管和无套管两种形式。当 采用套管时，必须确保套管和管道之间不得有金属接触或低电阻接 触。一旦有这种接触，保护电流将从该点流入套管，而套管多是裸管， 严重影响干线的阴极保护。套管的直径比输送管道的直径大 200mm，在输送管道穿入套管之前，应在管道上以 2 米的间距安装 绝缘支撑环（又叫绝缘支架或绝缘支撑），最外两个支撑环距套管口 的距离不应大于 0.5m 。为了检测套管的绝缘状态，应在每个套管处 安装测试桩，通过套管和管道上的测试导线在地面可以很方便的测 试。理想的套管穿越，应是套管内干燥无水，而实际调查表明，绝大 多数套管内进了水，再这种情况下，由于金属套管的屏蔽作用，使得 干线上的保护电流对于套管内介质形成的小腐蚀环境不起作用，因而 加速了套管内输送管的腐蚀。所以套管内要考虑单独的阴极保护方 式。通常采用锌带或镁带缠绕在管壁上，作为有渗水的情况下备用， 锌带或镁带不得与套管内壁有电接触。
阴极保护系统参考资料
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属连接，使被保护金属表面有过剩的电子而被阴极 极化，从而了防止金属腐蚀。
▪ 特点：不需要直流电源，阳极材料必须采用电位更 负的有色金属。保护电流利用率高，不会产生过保 护，对邻近的地下金属设施干扰小。
▪ ⑶常用牺牲阳极材料 ▪ 铝合金阳极：有足够负的电位、高的理论电流输出，
但在中性、弱酸和碱性介质中，铝表面容易形成一 层高电阻AI2O2氧化膜，使铝的电位向较正值方向移 动。主要用于海洋内的金属保护。
8
▪ ⑷自然电位：管道在没有进行阴极保护送电时，所 测得的管道对地电位。
▪ ⑸管道沿线的土壤电阻率：土壤电阻率越低，管道 腐蚀就越高。
▪ ⑹覆盖层电阻：覆盖层电阻的好坏直接影响阴极保 护的输出功率和保护距离。
9
3.阴极保护基本形式
A. 牺牲阳极保护 ⑴牺牲阳极保护结构图
牺牲阳极
e
被保护体
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▪ ⑵牺牲阳极基本原理 ▪ 采用比被保护金属电位更负的金属材料与被保护金
①恒电位控制范围 恒定的电位可在－200mV～－2000mV范
围内连续可调
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PS—1恒电位仪的工作原理 ▪ 通过采集到的通电点电位值与仪器所控制的
电位值进行比较，自动调整仪器输送到管线 上的直流电流，使通电点与控制电位保持恒 定。
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主要电路组成
控制电路
比较电路
信号参比电极
过流复位
稳压电路
触发电路
阴极保护系统维护
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一、阴极保护的重要性和必要性
▪ 在2003年10月第四届全国腐蚀大会上，腐蚀学会理 事长柯伟院士介绍了《中国工业与自然环境腐蚀问题 调查与对策》课题进展的报告，指出我国的年腐蚀损 失约为5000亿元，如能应用近代腐蚀科学知识和防 腐蚀技术，腐蚀的经济损失可以降低25%~30%。对 于全国数万公里的埋地管道，阴极保护是行之有效的 防蚀技术。
CIPS 埋地管道阴极保护密间距电位测量仪 用户操作手册
CIPS密间隔电位测量管道阴极保护检测仪用户操作手册天津市嘉信技术工程公司2008年1月目 录1．Quantum L Plus设备清单 (5)1.1 设备开箱 (7)1.2 连接线 (7)2．设备描述 (9)2.1 Quantum（量子）数据记录仪 (9)2.2 Quantum记录仪键盘 (15)2.2.1 主菜单系统 (15)2.2.2 主菜单 (16)2.2.3 模式设置（1-SetMode） (16)2.3 记录模式 (16)2.4 ON/OFF脉冲选择 (16)2.5 特征点输入 (17)2.6 输入距离 (17)2.7 下载数据 (18)2.8 清除内存 (18)2.9 设置 (18)2.10 波特率 (18)2.11 PTS采样（屏幕上的T标记） (18)2.12 同步方式（SYNC）设定 (18)2.13 Quantum记录仪与断流器的卫星同步方式 (19)2.14 探杖和电极 (20)2.15 电池充电器 (21)2.16 设备情况 (22)3．检测前准备设备 (23)3.1 电池充电 (23)3.2 探针电极 (23)4．数据记录项目列表 (24)4.1 每5秒钟数据记录的项目列表如下： (24)4.2 每1.25秒的数据记录 (24)5．卫星同步 (25)6．应用CIPS数据记录仪的先决条件 (25)7．CIPS/DCVG的联合检测时Quantum数据记录仪的设置 (25)8．通用部件 (26)9．用Excel表格计算QUANTUM GPS距离 (27)10．Quantum数据排序 (29)附录A：创建并运行interpolator.xls (34)附录B：Quantum按键功能概要 (35)版权及专利声明密间隔电位（CIPS）检测仪的所有组成部分都受国际版权局和版权法所保护，未经DCVG公司书面允许，不得进行任何的复制，再造，更改和修改。
DCVG公司将追究任何违反国际版权专利法的行为，保留诉讼和追究损失的权利。
长输管道站场区域阴极保护
• 多年来站场内部埋地管网的腐蚀破坏事故 不断的发生，如忠—武输气管线站场在扩建开 挖时发现，站内管线防腐层脱落严重，又没有 阴极保护措施，造成了较为严重的腐蚀；07年 初在西气东输轮南首站以及陕京输气管道站内 开挖过程中，也同样发现防腐层破损严重，使 管道遭受了腐蚀；另外，早些年在阿—赛线、 濮--临复线
• CPE西南分公司也在永唐秦输气管道站场中实施 了深井阳极地床区域阴极保。 在国内工程不断进行区 域阴保实验的同时，管道局也先后在科威特、俄罗斯 西伯利亚—太平洋等管道工程中实施区域阴保，同时 我们也在不断与我们的国际合作伙伴如美国克罗尼尔 、MACTOR、英国CP、德国SSS等专业公司广泛合作，对 国外的区域阴保也有比较多的了解和掌握。
•三、 区域性阴极保护技术特点
• 多年来，长输管道工程设计中，区域阴极保
护设计和实施之所以没有很好地全面开展，与其保护 对象的多样性、影响因素的多重性以及现场条件制约 的多方性有很大关系。通常来说，区域阴保具有如下 技术特点。
• --保护对象复杂性，站内区域性阴极保护是复杂 的系统，通常包括站内埋地工艺管网、站内消防管线 、排污管线、放空管线、热力管网等，这与站外单一 干线管道的保护完全不同，相互制约和影响因很多， 需要系统地统筹考虑。
• 这些因素都是区域阴保难以成功实施原因。
•边水平浅埋阳极组方式，这两个站的设计和实施由泵 站管理单位完成，由于输油泵站区域较大，地下管网 较多，管道电绝缘几乎没有实施，因此，这两个站的 区域阴保除靠近阳极地床的区域配管外，相当一部分 由于地下管道的相互电屏蔽而没有达到保护电位，普 遍在-0.75-0.8V C.S.E。
• 进入新世纪初，区域阴极保护进入全面尝试应用 阶段。2001年11月，管道公司在所属的鄯乌线对沿线 所有工艺站场实施区域阴极保护，这次阴极保护的实 施，充
阴极保护技术在管道工程中的应用研究
阴极保护技术在管道工程中的应用研究管道工程是一个广泛应用于能源、石化等各个行业的工程领域，涉及核电、天然气、石油、煤炭等行业。
为保障管道工程的安全、可靠运行，防止腐蚀、充电电化学等现象的产生，阴极保护技术就显得尤为关键。
一、阴极保护技术阴极保护技术是一种防腐技术，其基本原理是将钢结构的电位通过其它电量得以降低，从而实现对金属的防护。
当钢结构的电位倾向于阳极时，则容易发生电化学腐蚀。
因此，降低钢结构电位可转化成为阳极进而阻止腐蚀的产生。
阴极保护技术主要有外部电源阴极保护、感应电源阴极保护、组合型阴极保护。
其中，外部电源阴极保护是应用最广泛的一种技术。
二、阴极保护技术在管道工程中的应用管道工程防腐的方式多种多样，其中阴极保护技术是一种较为可靠和经济的方式。
在管道工程中，较为典型的应用案例是钢质油气输送管道防腐。
钢质油气输送管道在使用过程中，因为掺有各种异物等，容易发生腐蚀现象，因而阴极保护技术的应用是必要的。
许多管道工程行业初次采用阴极保护技术，其原因主要包括：①阴极保护技术在沧海桑田的过程中逐渐被人们所认可；②管道隐蔽性较强，线路长，修复难度大，采取预防措施较为经济有效；③阴极保护对环境影响较小，不会对化学成分构成影响，避免污染环境；④阴极保护具有较好的保护效果，可减少设备维护费用和人事物力成本。
阴极保护在管道工程中的应用为阳极电流、阳极品质、操作程序和监测技术的设置提供了直观材料和理论依据，提高了管道工程的靠谱性。
三、阴极保护技术应用的不足阴极保护技术不足之处在于该技术只能针对特定的金属构件，例如管道、储罐、桥梁等，因而只能在某些工程领域中得到应用。
另外，阴极保护技术在环境条件变化较大的地方使用时，如在地下或高处等地方，会受到环境温度等因素影响，又因不断增长的设备需要作出针对性调整才能适应更多的管道工程形式。
四、结论阴极保护技术是管道工程防腐的可靠技术之一。
在管道工程中的应用，可以有效的预防管道腐蚀和充电的电化学环境，降低管道工程的制作成本和维修成本。
阴极保护技术在PCCP管道工程中的应用
阴极保护技术目前已发展成熟，被广泛应用到海水、淡水、化工介质中的钢质管道、电缆、钢码头、舰船、储罐罐底、冷却器等金属构筑物的腐蚀控制工程中。
为了延长和保证ＰＣＣＰ管道使用寿命，在南水北调中线北京段ＰＣＣＰ管道工程中首次引进了阴极保护技术，以每２０节ＰＣＣＰ管子（约１００ｍ）作为一个保护单元进行电连续连接，通过电化学的方法，将需要保护的管道结构极化，使之电位向负向移动，以达到在环境介质中处于阴极，使管道处于被保护状态。
阴极保护技术在南水北调ＰＣＣＰ工程中的成功应用，为我们积累了应用经验，也为同类或类似工程的应用提供参考。
１．南水北调ＰＣＣＰ管道实施阴极保护技术的必要性１．１ＰＣＣＰ管道结构特点预应力钢筒混凝土管（ＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＣｙｌｉｎｄｅｒＰｉｐｅ，简称ＰＣＣＰ），作为一种新兴管材，它是由钢筒、高强预应力钢丝、高强混凝土、高强砂浆和橡胶密封圈等原辅材料制作而成，不仅具有抗渗性、耐久性，使用寿命长，抗震能力强、施工维护方便等优点，还能适用于高工压和高覆土等工程环境。
ＰＣＣＰ管道是由带钢筒的混凝土管芯、缠绕管芯外的预应力钢丝和钢丝外的水泥砂浆保护层组成的。
管道两端采用钢制承、插口圈，接头采用橡胶密封圈进行连接。
管道结构见图１。
此外，在南水北调北调中线北京段ＰＣＣＰ管道工程中，对管道实施环氧煤焦沥青涂层进行防腐。
考虑到该工程的腐蚀性土壤电阻率均低于５０Ω·ｍ和防腐年限为２５ｄ，工程设计采用超厚膜（干膜平均厚度为６００μｍ）环氧煤焦沥青涂料。
１．２ＰＣＣＰ管道腐蚀原因分析ＰＣＣＰ管道预应力钢丝外层砂浆的水灰比通常为０．２８～０．３，砂浆密实度很高，有效阻止了土壤或地下水中有害物质的侵入。
而且砂浆的高碱性（通常为ｐＨ值１２以上）为钢丝提供了钝化环境，促使钢丝表面形成稳定的钝化膜，保护钢丝和钢筒不腐蚀。
但是ＰＣＣＰ管表面砂浆保护层本身是一种多孔材料，即使再密实还是会存在从凝胶孔到毛细孔一系列不同孔径的孔隙；在生产过程中由于砂浆自身收缩、干燥收缩等因素也可能产生细微裂缝；在使用过程中由于环境对砂浆的腐蚀而产生缺陷、由于ＰＣＣＰ受力膨胀而引起砂浆开裂，或由于基础不均匀沉陷形成ＰＣＣＰ管承插口灌注砂浆开裂。
管道阴极保护
管道阴极保护1. 管道阴极保护的背景与概述在现代工业中，管道的使用非常普遍，尤其是在石油、天然气等行业中，管道起到了非常关键的作用。
然而，由于管道在使用过程中常常接触到水、土壤等导电介质，导致管道表面出现腐蚀的问题。
为了解决这一问题，管道阴极保护技术应运而生。
管道阴极保护通过施加电流使管道的金属表面成为阴极，从而抑制腐蚀的发生。
2. 管道阴极保护的原理管道阴极保护的原理是利用外加电源产生直接电流，通过作用于管道金属表面，使之成为阴极，从而抑制自腐蚀的发生。
具体原理如下：•管道金属表面通常会存在一些腐蚀点，这些点通常是金属的阴极位置。
•通过施加外加电流，使管道表面成为电流的路径，从而将自腐蚀的位置转变为阴极位置。
•通过向管道输送电流，并通过阳极来提供电子，实现对管道的阴极保护。
3. 管道阴极保护的实施步骤3.1 管道表面处理在实施管道阴极保护之前，需要对管道的表面进行处理。
处理步骤如下：1.清洁管道表面：通过高压水枪等工具将管道表面的污物、油漆等清除干净，以提供良好的阴极保护条件。
2.去除锈蚀：对于已经存在的锈蚀处，需要使用刷子、砂纸等工具进行去除，并用除锈剂进行清洗。
3.涂覆绝缘涂层：为了增强管道表面的绝缘性能，需要对管道进行绝缘涂层的涂覆，如使用油漆、聚乙烯等材料进行涂覆。
3.2 安装阴极保护设备在管道表面处理完毕后，需要安装阴极保护设备。
设备安装包括以下步骤：1.安装阴极：在管道的一段或多段位置，安装阴极，通常选择带有金属物质的材料作为阴极，如铁或铝。
2.安装阳极：将长条状的阳极埋入土壤中，以便提供电子并供给阴极保护系统所需的电流。
3.连接电缆：通过电缆将阴极和阳极与阴极保护设备连接起来，以便实现电流的传输。
3.3 测试与监测在阴极保护设备安装完毕后，需要进行测试与监测，以确保阴极保护系统的正常运行。
测试与监测包括以下内容：1.阳极地深度测试：使用测试设备，测试阳极埋入土壤中的深度，以确保其与土壤的良好接触。
埋地钢质管道外加电流阴极保护技术
图8 电压降法测试接线示意图
2外加电流阴极保护工艺
2.3外加电流阴极保护参数测试 3）绝缘法兰的绝缘性能和绝缘电阻测试 制成但尚未安装到管道上的绝缘法兰(接头)， 其绝缘电阻值用兆欧表法测量。
图9 兆欧表法测试接线示意图
2外加电流阴极保护工艺
2.3外加电流阴极保护参数测试 3）绝缘法兰的绝缘性能和绝缘电阻测试 已安装到管道上的 绝缘法兰，可用电 位法判断其绝缘性 能。
2外加电流阴极保护工艺
2.2外加电流阴极保护系统 1)恒电位仪:
图2 调试恒电位仪
2外加电流阴极保护工艺
2.2外加电流阴极保护系统 2)辅助阳极地床 ： 辅助阳极地床分为深井阳极地床和浅埋阳 极地床，在红压至杏一天然气管道工程中， 由于深层土壤电阻率比地表低，存在邻近 管道，所以选用的是深井阳极地床。阳极 形式选用细长型可以降低回路电阻，阳极 材料为钛铂合金氧化物。
4结论
本文主要论述了外加电流阴极保护的原理， 和外加电流阴极保护系统安装完成后，对 保护电位、管内电流、绝缘法兰的绝缘性 能和绝缘电阻的测试方法，结合实际让大 家能够对外加电流阴极保护系统有个更清 晰的认识，使大家在施工中更加心里有底。
展示结束
油建公司第十五工程处
2外加电流阴极保护工艺
2.3外加电流阴极保护参数测试 1）保护电位测试 地表参比法 。
图5 测试用硫酸铜参比电极
图6 地表参比法测试接线示意图
2外加电流阴极保护工艺
2.3外加电流阴极保护参数测试 1）保护电位测试 地表参比法
图7 安放参比硫酸铜电极来自外加电流阴极保护工艺2.3外加电流阴极保护参数测试 2）管内电流测试 电压降法
0前言
在工程施工时遇到生产单位要求检测 的事情，为了更好的配合检测和投产， 文章对外加电流阴极保护的原理、系 统组成和测试进行了探讨。
钢管阴极保护管理制度及作业指导书
阴极保护系统管理制度1 目的为了加强公司埋地钢质管道阴极保护系统的运行监控管理，确保管道阴极保护的有效性，制定本制度。
2 范围本制度适用于公司管辖范围内的埋地钢质管道阴极保护系统的运行监控与管理。
3 术语和定义3.1 阴极保护系统本规定所称阴极保护系统是指为管道提供保护电流,保证管道不被其它介质腐蚀的设备或装置。
根据电流源不同，一般分为强制电流保护系统和牺牲阳极保护系统.3.2 站内阴保系统本规定所称站内阴保系统是指为站内管道提供强制电流区域阴极保护的系统。
主要由多路恒电位仪、柔性阳极地床、参比电极、馈流点和测试点、分流箱、连接电缆箱等构成。
3.3 电位传送本规定所称电位传送是指可以将埋地金属管道的管地电位信号隔离变换成标准工业信号(4-20mA)输出，用于站控系统进行数据采集和处理。
4 职责4.1 输配中心4.1.1是公司埋地钢质管道阴极保护系统运行监控的归口管理部门;4.1.2负责对公司范围内所辖管道的阴极保护系统的运行状况进行监管，并提供技术支持;4.1.3负责审查上报更新改造或专项调查技术方案及计划;4.1.4负责不定期抽查系统运行数据，必要时组织阴极保护系统异常调查、原因分析以及故障处理等.4.2 巡检调压抢险班4.2.1负贵阴极保护系统的日常管理与维护，读取、测试系统参数，监测数据整理、分析上报，简单的系统异常和故障处理;4.2.2负贵对本辖区内阴保系统长效参必电极的定期维护;4.2.3负责对所辖线路阴保电位进行检测、复测;4.2.4负责收集本辖区内阴保系统施工、埋设的基础资料;4.2.5负责站内阴保设备的巡查巡检，并将设备运行数据按要求进行记录。
5 管理内容5.1 强制电流保护系统运行与维护5.1.1 管道阴极保护系统不得任意中断，因故停运12h 以上，应由上级主管部门批准。
利用管道调整、检修电源设备时，每次停运时间不应超过2h，全年不应超过10次，每年测试管道自然电位的时间除外。
阴极保护系统运行、维护管理规定
xx有限公司阴极保护系统运行、维护管理规定1 总则1.1 为规范燃气管道阴极保护系统的运营管理，降低燃气管道腐蚀失效，制定本规定。
1.2 本规定适用于xx有限公司各部室、管理主体燃气管道阴极保护系统的验收、运行、维护的管理。
1.3 燃气管道的阴极保护工程应做到技术可靠、经济合理、保护环境，并应满足腐蚀控制要求。
1.4 各单位燃气管道的阴极保护工程除应符合本规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语2.1 腐蚀控制人为改变金属的腐蚀体系要素，以降低金属的腐蚀速率和对环境介质的影响，保障管道的服役功能。
2.2 自腐蚀电位在开路条件下，处于电介质中的腐蚀金属表面相对于参比电极的电位，即在没有净电流从金属表面流入或流出时的电极电位，也称为静止电位、开路电位或自然腐蚀电位。
2.3 电绝缘管道与相邻的其他金属物或环境物质之间，或在管道的不同管段之间呈电气隔离的状态。
2.4 阴极保护通过降低腐蚀电位，使管道腐蚀速率显著减小而实现电化学保护的一种方法。
2.5 牺牲阳极与被保护管道偶接而形成电化学电池，并在其中呈低电位的阳极，通过阳极溶解释放电子以对管道实现阴极保护的金属组元。
2.6 牺牲阳极阴极保护通过与作为牺牲阳极的金属组元偶接而对管道提供电子以实现阴极保护的一种电化学保护方法。
2.7 强制电流阴极保护通过外部电源对管道提供电子以实现阴极保护的一种电化学保护方法，也称为外加电流阴极保护。
2.8 辅助阳极在强制电流阴极保护系统中，与外部电源正极相连并在阴极保护电回路中起导电作用构成完整电流回路的电极。
2.9 参比电极具有稳定可再现电位的电极，在测量管道电位或其他电极电位值时用于组成测量电池的电化学半电池，作业电极电位测量的参考基准。
2.10 汇流点阴极电缆与被保护金属管道的连接点，保护电流通过此点流回电源。
2.11 测试装置布设在埋地管道沿线，用于监测与测试管道阴极保护参数的设施。
2.12 极化由于金属和电解质之间有净电流流动而导致的电极电位偏离初始电位现象，可表征电极界面上电极过程的阻力作用。
阴极保护工程施工记录
阴极保护工程施工记录阴极保护工程是一项重要的防腐蚀工程，旨在保护金属结构免受腐蚀侵害，延长其使用寿命。
本文将详细介绍阴极保护工程施工的过程和注意事项。
一、工程背景本工程为某石油公司的一段输油管道阴极保护工程，管道全长约为50公里，采用直流电源阴极保护系统。
工程主要包括电源设备安装、绝缘法兰安装、汇流点及辅助阳极安装、测试桩安装、牺牲阳极安装等施工内容。
二、施工准备1. 人员组织：根据工程规模，组织专业技术人员、施工人员及安全人员共计20人，进行施工前的培训和技能提升。
2. 施工材料：提前准备好所需的材料，包括阴极保护电源设备、绝缘法兰、辅助阳极、测试桩、牺牲阳极等，并对材料进行验收和检验，确保质量合格。
3. 施工工具：准备足够的施工工具，包括电钻、扳手、螺丝刀、焊接设备等，并确保工具的正常使用。
4. 施工方案：根据工程特点，制定详细的施工方案，包括施工流程、施工步骤、安全措施等，并进行技术交底。
5. 施工现场：对施工现场进行勘查，了解地形地貌、管道走向、周围环境等，为施工提供依据。
三、施工过程1. 电源设备安装：按照设计要求，安装阴极保护电源设备，包括控制器、电源箱、电缆等，并确保设备正常运行。
2. 绝缘法兰安装：对管道上的绝缘法兰进行安装，要求法兰与管道的连接紧密，无泄漏。
3. 汇流点及辅助阳极安装：按照设计图纸，安装汇流点和辅助阳极，确保阳极与管道良好接触，阳极材料符合要求。
4. 测试桩安装：在管道沿线安装测试桩，用于监测管道的阴极保护效果，确保测试桩的安装位置准确，与管道平行。
5. 牺牲阳极安装：在管道沿线安装牺牲阳极，以补充阴极保护系统的不足，确保牺牲阳极的安装位置合理，与管道良好接触。
6. 调试：对阴极保护系统进行调试，检查各部件是否正常运行，调整参数，确保阴极保护效果达到设计要求。
四、施工质量控制1. 施工过程中，严格按照施工方案和施工图纸进行，确保施工质量。
2. 对施工过程中的关键环节进行验收，如绝缘法兰连接、阳极安装、测试桩安装等，确保合格。
阴极保护技术在PCCP管道供水工程中的应用
阴极保护技术在PCCP管道供水工程中的应用发表时间：2020-05-29T17:08:23.233Z 来源：《工程管理前沿》2020年2月6期作者：张超魁[导读] 阴极保护技术即利用电化学的方法，将需要保护的管道结构极化【摘要】阴极保护技术即利用电化学的方法，将需要保护的管道结构极化，使之电位向负向移动，以达到在环境介质中处于阴极，使管道处于被保护的状态。
本文介绍阴极保护技术在PCCP管道工程中的工作原理及安装方法。
【关键词】PCCP管道引水工程阴极保护1 前言为了延长和保证PCCP管道的使用寿命，阴极保护技术目前已广泛应用到各种供水、引水、污水处理等管线项目中。
该技术是一种用于防止金属在电介质（海水、淡水及土壤等介质）中腐蚀的电化学保护技术，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制，避免或减弱腐蚀的发生。
本文则以某供水工程为例，介绍阴极保护技术在PCCP管道工程中的工作原理及安装方法。
2 工程概况某供水工程合同主体工程为管道和溢流池的建安工程，主管道为4根DN3200的PCCP管或钢管。
线路全长为18.469km，其中PCCP管段线路长18.032km，钢管段线路长0.277 km，溢流池段长0.16km。
标段沿线地下水较丰富，地质条件复杂，土壤环境有较强的腐蚀性。
PCCP是目前使用非常广泛的优质复合管材，它是由钢筒、高强预应力钢丝、高强混凝土、高强砂浆和橡胶密封圈等原材料制作而成，不仅具有抗渗性、耐久性、使用寿命长、抗震能力强、施工维护方便等优点，还能适用于高工压、厚覆土等工程环境。
3 PCCP管道腐蚀原因分析PCCP管道是带有钢筒的高强度混凝土管芯缠绕预应力钢丝，喷以水泥砂浆保护层，采用钢制承插口，同钢筒焊在一起，承插口有凹槽和胶圈形成了滑动式胶圈的柔性接头，是钢板、混凝土、高强钢丝和水泥砂浆几种材料组成的复合结构，它充分而又综合地发挥了钢材的抗拉、易密封和混凝土的抗压、耐腐蚀，具有高密封性、高强度和高抗渗的特性。
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管道工程阴极保护系统技术服务手册2015 年08 月目录第一章前言 (3)第二章阴极保护的简介 (4)第三章阴极保护相关技术规范与标准 (7)第四章阴极保护类型的选择及其经济性的分析 (8)第五章区域性阴极保护系统运行与数据记录 (20)第六章区域阴极保护系统的维护 (24)第七章区域阴极保护系统运行维护安全注意事项 (28)第一章前言对管道而言，腐蚀是影响油气站场管道安全的主要因素之一，其严重后果是造成站场内的管道穿孔泄漏。
为了使管道免于腐蚀威胁，目前国内普遍采用的大多为防腐涂层的方法。
防腐层的防腐机理是通过隔绝管道金属体与外部的土壤腐蚀环境来实现的，土壤中的水分、氧气和无机盐等物质由于防腐层的阻隔作用而不能到达管体表面，从而抑制了腐蚀的发生。
但是由于防腐层在涂覆和管道安装过程中往往不可避免的会存在一些诸如局部破损等缺陷，如果没有其他的补充有效腐蚀防护手段，在这些涂层缺陷处就会发生腐蚀。
因此，对管道而言，单纯的防腐涂层并非完善的腐蚀防护技术体系，在这种情况下，阴极保护保护作为一种有效的电化学腐蚀防护手段，可以有效的对防腐涂层破损处进行腐蚀防护。
阴极保护是利用金属的极化原理，通过施加一定的直流电流到金属保护对象，实现对电解质（如站场的土壤）中金属构筑物（如管道）电化学腐蚀防护的方法。
阴极保护系统包括电源设备、被保护结构物、测试系统和阳极床系统四大部分，需要有效的运行维护才能保证其发挥腐蚀防护的功能。
本手册编制的目的即在于为管道阴极保护运行维护管理人员提供有效的学习培训、运行维护作业指导，保证管道阴极保护系统的高效稳定运行。
第二章阴极保护的简介现在，人们已经普通认识到了管道外防腐绝缘层与阴极保护的联合使用是最经济、最合理的防腐措施，这是因为防腐层在生产、运输与施工中无法保护不受到任何损坏，因此不可能完全将管道与腐蚀环境及介质完全隔离。
而且用于防腐层的各种材料都有不同程度的吸水和透气性，因此埋地后，在土壤中电解质溶液的作用下会逐步吸水老化。
要维持有效的防腐，就必须同时采取阴极保护进行联合保护。
阴极保护的使用已经产生了巨大的经济效益，通常采用阴极保护的管道寿命可以延长一倍以上，而阴极保护的投资不及总投资的 3%，此其经济效益与社会效益是显而易见的。
国标 GB 50393-2008《钢质石油管道防腐蚀工程技术规范》对管道提出了必须采用阴极保护的要求。
下面介绍阴极保护的原理及其方法。
2.1 阴极保护的原理及类型对于管道而言，阴极保护是目前最有效减小腐蚀的手段之一。
阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，因而金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。
有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。
2.1.1牺牲阳极阴极保护牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的、相同的电位。
该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，埋设后很少需要专业人员来维护，广泛应用于保护小型（电流一般小于 1 安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于 100欧姆•米）的金属结构，如城市管网、小型管道等。
根据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，如牺牲阳极的使用寿命一般不会超过 3年，最多 5年。
牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳（氧化产物与周围介质的混合物），限制了阳极的电流输出，甚至造成阳极窒息。
设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。
2.1.2外加电流阴极保护外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极， 迫使电流从阳极流向被保护金属，使被保护金属结构电位低于周围环境。
该方式主要用于保护大型或 处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管道，大型罐群等。
但是外 加强制电流阴极保护的需要建设阴极保护站， 阴极保护站的恒电位仪等电器设备 一般需要专业人员的定期维护。
2.2牺牲阳极与强制电流阴极保护的区别对于具体的保护对象，是采用牺牲阳极阴极保护还是采用强制电流阴极保 护，应具体情况具体分析。
以杂散电流干扰不大、土壤电阻率较低、保护电流较 低的条件为例，管道采用牺牲阳极阴极保护的方法是既经济又合理的。
衣1柄牲阳极法和强制电流探护法对比阴极保护技术在国外己有一百多年历史，四十年代开始应用于石油、化工设 备的防腐之后又发展用在地下油、气、水的输送管道防腐方面。
阴极保护不仅可 以防止一般腐蚀，还可以防止金属的小孔腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀裂开、冲击腐蚀 和黄铜脱锌等。
我国在六十年代初开始研究阴极保护方法，六十年代末期在主要 在船舶，闸门等钢铁构筑物上得到应用。
我国埋地油气管道的阴极保护始于 1958 年，六十年代在新疆、大庆、四川等油用号 牺牲阳极法I 野费用与骨道长盛成正比;均匀的电位 分伤叫保护谴细的保护电位调配 2 不需要外部电源 3 对外部管逍仪地卜'金属构筑物「扰小 4 可埋在管沟里或靠近管沟附近 5 在保护电流撈度低时才经沽 6 杂散屯流干扰大时爪能便用 7 电流输出稳定 8 上壤电阴率窩时盂阳械数绘多 9 输岀电流与上壤电率成反比 10 土壤电阻率测试点苓 H 调试工柞毘大.投产调试费时间 12 阳极为消耗件阳极、需定期更换 13 建应厉维护骨理柞业很少 2.3国内外阴极保护使用的现状强制电流悚护法 对盂娈皎小电流的场合•无法减少堆低限度的独辽 费用;降低通电点的电位，方可达到远距寓的防护必须冇外部电源辅助阳様点附近会对外部管道声生円尤辅助阳极耍远离管道保护电流轿度不盟杂散电流「扰大时也可任意调节电流、电位可按电辭压理调节电流、电压可通过为数不多的点达到保护可通过电压调节保护电流土壤电阳率测试戊少只石测量樂流利为数不勒的电拉管闽阳极不盂耍更换建成厉盂固足岗位管理细护气管道上推广应用，目前全国主要油气管道已全部安装了阴极保护系统并且收到明显的效果。
由于这项技术可以为国家节约大量资金和节省日益匮乏的金属能源，延长钢质管道和管道的使用寿命，因此我国在钢质管道的保护上，也普遍采用了阴极保护技术。
但目前我国的阴极保护在施工方面和管理方面都还不是很规范，我们对阴极保护管理的水平与国外的阴极保护管理水平还有相当大的差距，例如，在德国 PLE 工程公司阴极保护部只有不到一百人却担负则德国近万公里的 760座阴极保护站， 4.5万个绝缘接头， 1 万多个测试点。
而我国的阴极保护管理工作主要是管道或管道所有权的公司进行，所以缺乏统一的管理标准。
阴极保护的管理工作应该从头抓起，注重每个环节的工作，这样才能提高阴极保护的管理水平。
首先就要了解有关阴极保护的相关的技术规范和标准。
第三章阴极保护相关技术规范与标准只有了解阴极保护的相关的技术规范与标准，才能从根本上抓住阴极保护的管理中的要点，否则无从谈起提高阴极保护的管理水平。
现在有关这方面的标准很多，下面就列出以下国内外的主要标准。
3.1国外有关阴极保护的标准1.DIN EN 13636-2004 Cathodic protection of buried metallic tanks and related piping2.ISO 15589-1-2003 Petroleum and natural gas in dustries-Cathodic protection of pipeline transportation systems-Part1: On-land pipelines3.DIN EN 13509-2003 Cathodic protection measurement techniques4.BS EN 13509-2003 Cathodic protection measurement techniques5.ASTM B843-1993(2003) Standard Specification for Magnesium AlloyAnodes for Cathodic Protection6.NACE TM 0497-2002 Measurement Techniques Related to Criteria for Underground or Submerged Metallic Piping Systems Item3.2国内有关阴极保护的标准1、GB 50393-2008 《钢质石油管道防腐蚀工程技术规范》2、SY/T 0087.3-2010 《钢制管道及管道腐蚀评价标准钢质管道直接评价》3、SY/T 0088-2006 《钢质管道罐底外壁阴极保护技术标准》4、SY/T 0047-1999 《原油处理容器内部阴极保护系统技术规范》5、Q-SH 0086-2007 《钢制管道罐底外壁阴极保护网状阳极系统技术要求》第四章阴极保护类型的选择及其经济性的分析阴极保护与涂层的联合保护可取得巨大的经济效益与社会效益，日益被人们所公认并逐渐被人们所接受，并在管道、贮罐的建设中做到了与主体工程同时勘察、设计、施工和投产。
实施任何一个工程时都要考察其经济性，阴极保护工程也不例外，下面就介绍一下影响阴极保护工程经济性的因素。
4.1影响强制电流阴极保护的经济性的因素按我国石油行业标准SYJ 36-89《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》对辅助阳极接地电阻没有明确规定，只是提出应与所用的仪器设备相匹配。
接地电阻是阴极保护电能消耗的主要部位，约占60〜80%,有人曾做过电能消耗的分配实验见表2。
农2阳极电能的消耗主要是用在克服接地电阻上，接地电阻越小，贝U消耗越小。
从这点出发，为了达到这一目的，阳极装置必然过于庞大，或要做必要的处理，则经济上是不可取的。
究竟取多大为宜，苏联规定该值应小于0.5莒事实证明，当阳极埋设处的土壤电阻率小于 10Q m时，一般阳极结构可以达到这一标准。
如电阻率高，则阳极结构要十分庞大，甚至无法达到这一标准。
现在多使用难溶高硅铸铁阳极，要求阳极工作电流密度应控制在 5〜80A/m 2范围内，接地电阻可以不受此限制。
目前我国生产的阴极保护专用仪器，恒电位仪的规格有限，选用时要注意与阴极保护系统的电阻相匹配。
从表2可知，三部分中以阳极接地电阻占主要部分，又是可变部分，如何使它们之间相匹配，主要是看经济的合理性。
4.2影响牺牲阳极阴极保护的经济性的因素目前牺牲阳极多以成组布置，一组 4〜5支或更多不等，阳极间距2〜3m，从现场测试结果表明，4支一组阳极发出的电流之和远小于单支发生电流的 4倍, 其原因也是由于阳极电场的相互影响，多支汇流一点与管道相连必然造成电场的屏蔽，影响阳极电流的输出。