防雷接地网阴极保护技术方案

云南钢铁集团公司

燃气-蒸汽联合循环发电完善项目工程

技

术

文

件

北京防雷有限公司

二OO五年三月十八日

产品介绍

一、镁合金牺牲阳板

本公司生产的镁合金牺牲阳极其化学成份完全符合SY/T0019-97《埋地钢质管道牺牲阳极阴板保护设计规范》的要求。本公司生产工艺先进，其主要成份采用高纯的蒸馏镁（铁杂质含量远小于0.001%），铸模采用钢质模具，因此，生产出的镁合金牺牲阳极，性能优良。其电化学性能如下：

1、密度：1.77g/cm3

2、开路电位：-1.48V（SCE）

3、理论发生电量：2.21A·h/g

4、对铁的驱动电位：-0.70V

5、电流效率：≥60%

6、实际发生电量：1.33 A·h/g

7、消耗率：≤7.00kg/A·h

本公司有完善的质量保证体系，检测设备齐全，检测手段完善，产品各工艺严格国家标准规定进行检验，做到不合格的产品不出厂，产品在同行业中属优等产品。

二、测试桩

测试桩是检验阴极保护效果的重要装置。它可起到检测阴极保护电位、电流、电绝缘性能、故障断路，设置是否合理，对投运后系统的管理起很重要的作用。按标准SY/T0036-2000的要求，测试桩可以用钢质的，也可以用混凝土的或玻璃钢的，考虑到的本次使用于电厂的内部，我公司提供的测试桩为外喷塑钢质的，其结构合理，标志醒目，测试方便，同时也美观大方，与厂区建设协调。

三、参比电极

参比电极的基本要求是极化小、稳定好、寿命长。土壤中所用的硫酸铜参比电极稳定性要求是不大于±10mv，工作电流密度不大于5μA/m2。本公司提供的参比电极为长寿命硫酸铜参比电极，它是一种特殊结构的硫酸钢参比电极。外壳使用的是一种半透膜材料。内部介质很难渗透出来，其使用寿命可达10年，在国内属领先水平。符合本次工程需要。

四、其他

本公司提供的镀锌扁钢、角钢、圆钢以及阳极填包料均为外购产品。所提供的产品全部按国家标准及相应的标准执行。不合格的产品绝不交到业主。

五、质量检测

我公司严格按照原材料检验标准的及采购规范，对原材料的机械物理性能、化学成份、电化学性能以及外观质量等各项性能指标进行检测；我公司配备有先进的检测设备，如TG328A分析天平、ZHD恒电位仪、数字记录仪、万能材料试验机、数字万用表、接地电阻测试仪、X—衍射仪等。

产品生产时，设立专检人员进行24小时监控，加强职工的自检力度，制定了工人质量职责，真正使“自检”、“互检”、“专检”工作落到实处。

人才是企业最宝贵的财富，近几年，我公司先后多次派专业技术人员到大专院校和科研院所进行参观学习，提高了职工的素质，这对保证产品的先进性和质量起到了积极的作用。

一、接地网阴极保护系统

1 综合说明

济南钢铁集团总公司燃气-蒸汽联合循环发电完善项目工程，分为主厂房区（汽机房、煤压机房、燃气发电机组、余热锅炉、升压站）及厂区（能源中心、其他辅助车间）。本工程地下接地网均采用镀锌钢材料，根据《济南钢铁集团总公司燃气-蒸汽联合循环发电完善项目接地网阴极保护系统等施工招标文件》及其提供的《阴极保护技术规范书》，对本工程的地下接地网进行阴极保护设计与施工。

2 工作及供货范围

本工程地下接地网的阴极保护系统，包括保护方案的提出、系统设计、设备材料的提供、保护系统的安装、测试，提供地下接地网阴极保护的平面布置图和阳极安装图，提供维护说明等等。

3 环境条件

3.1 极端最高温度：+42.5℃

3.2极端最低温度：－１9.7o C

3.3 冻结土深度：0.44m

3.4 最大积雪深度：19cm

3.5 平均年总降雨量：671mm

3.6 一天最大降雨量：298.4mm

3.7 地震烈度：7度

3.8 污秽等级：IV级

3.9 土壤电阻率：40Ω·m (济南济钢设计院在设备采用通知单中提供的)。

4 标准及规范

《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019-97

《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》SY/T0023-97

《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》SY/T0036-2000 《埋地钢质检查片腐蚀速率测试方法》SY/T0029-98

《镁合金牺牲阳极标准》SY/T19-86

5 阴极保护方案的确定

本工程所有接地网的埋地部分均采用镀锌扁钢或圆钢。根据济南济钢设计院在设备采用通知单中提供的地质资料，所处地域的土壤电阻率为40Ω·m。属中等腐蚀性，其自然平均腐蚀速率为0.01mm/a~0.04 mm/a,腐蚀穿孔年限为5~10年，为保证本工程接地网的安全运行，对接地网的埋地部分、垂直接地体和避雷针的接地体实施阴极保护是十分必要的。由于接地网为镀锌钢，外无防腐绝缘材料，如果实施强制电流阴极保护，必然要造成大量的电流流失，不仅在经济上是可行的，而且还会干扰厂区内的设施。实施牺牲阳极阴极保护，受阳极系统本身输出电流的限制，既不会造成干扰，同时也能对接地网系统进行有效保护，还能降低接地网系统的接地电阻，保证接地网安全正常运行，最大限度地提高本项目的投资回报。

对埋地钢结构实施牺牲阳极保护，最常用的有镁合金阳极和锌合金阳极。由于本工程接地网为镀锌材料，锌阳极不能提供能够使接地网极化的输出电流。所以选用镁阳极是可行的。本工程阳极系统的设计寿命不低于30年。选用《SY/T0019-97》中梯形-4镁阳极，其单只重量11.34Kg,最大长度680mm,最大宽度110mm。土壤电阻率按40Ω·m计算，单只阳极的输出电流约300mA，根据资料和实践经验，对埋地镀锌钢材，实施阴极保护的最小电流密度为10~100mA/m2,本次按77 mA/m2计算，全厂近6000m接地网，需保护电流约77A.根据计算，本工程整个阴极系统共需埋设镁合金牺牲阳极621 块，平均8~9m安装一块，每块单重11.34kg。按照全厂主接地网的要求，全厂共设计阳极656支。为有效实施监测，本工程共安装测试桩10套，埋地型长寿命参比电极10只（10年），保护及腐蚀试片各5组。详细见设计图纸。

主要技术参数如下：

①镁阳极开路电位：-1.56V（SCE）

②镁阳极电流效率（土壤中，0.03mA/cm2）：≥40%

③发生电量（土壤中，0.03mA/ cm2）：0.08A·h/g

④消耗率（土壤中，0.03mA/ cm2）：10kg/A·a

⑤测试桩使用寿命（土壤中，0.03mA/ cm2）30年

⑥参比电极使用寿命（土壤中，0.03mA/ cm2）：10年

6 施工要求

6.1 牺牲阳极的安装及埋设