燃气管道牺牲阳极保护
埋地天然气管道牺牲阳极外加电流阴极保护优缺点及材料所具备的条件
埋地天然气管道牺牲阳极外加电流阴极保
牺
牲
阳
极
保
护
优
缺
点
及
材
料
所
具
备
的
条
件
河南汇龙合金材料有限公司
牺牲阳极阴极保护的原理是利用不同金属的电位差异，为受保护的金属提供电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，金属表面各点电位降低到同一负电位，使金属表面各点之间不再有电位差，不再有电子的流动，金属原子不再失去电子而变成离子溶入溶液。
最终达到减缓腐蚀的目的。
下面我们就来说一下牺牲阳极阴极保护的优点和缺点。
优点：
不需要外部电源；
不需要经常去维护；
小的电流输出导致小的或无杂散电流干扰；
方便简单，易于安装；
大多数的情况下易于增加阳极；
有效提供均匀的电流分配；
费用较低，节约成本。
缺点：
具有较低的驱动电压/电流；
对于劣质涂层的结构物需要较多的阳极；
在高电阻率的土壤环境下可能是无效的；
由于较低的电流效率（自腐蚀消耗），其每安培电流的费用高于外加电流阴极保护；
替换用废的阳极是比较困难的，而且费用也比较昂贵。
这样比较起来还是优点多一点
下面就再和大家说一下牺牲阳极材料所应具备的条件(＞﹏＜)
电位要足够负，但又不能太负，以免阴极区产生析氢反应；（我和大家扯几句题外话，说一下析氢反应。
它会造成涂层与管道脱离，即阴极剥离，不仅会使防腐层失效，而且电能大量消耗，还会导致金属材料产生氢脆断裂）
阳极的极化率要小，电位极电流输出要稳定；
阳极材料的电容量要大；
必须有较高的电流效率；
溶解均匀，容易脱落；
材料价格低廉，来源也要充分。
18公里天然气管道牺牲阳极阴极保护设计方案
目次1概述 (3)2设计原则 (3)3设计遵循的标准规范 (3)4设计基本参数 (4)5保护对象和保护方法 (4)6阴极保护方案设计内容 (4)7施工技术要求 (8)8阴极保护准则 (8)9系统的管理和维护 (8)10卫生、安全和环境 (9)11材料表 (10)1.概述天然气管道18公里管道未安装阴极保护措施，现根据公司线路阴极保护要求，需要对该线路上的阴极保护新增。
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下。
该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，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。
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，认为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，限制了阳极的电流输出。
产生该问题的主要原因是阳极成份达不到规范要求，其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。
因此，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.设计原则2.1 严格遵守埋地钢质管道阴极保护有关的设计规范、技术标准和技术规定；2.2 采用成熟技术、材料，做到安全可靠、经济合理；3.设计遵循的标准规范《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T0413-2002《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准》SY/T0087.2-2012《辐射交联聚乙烯热收缩带（套）》SY/T4054-2003《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-2003《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2008《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2008《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》SY-T-0032-2000《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》GB/T21246-2007《陆上管道阴极保护标准》ISO15589-1-20033.12 《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》（中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 0019-97）。
埋地燃气管道牺牲阳极阴极保护法的改进
重庆 科技 学 院学报 （ 自然科 学版 ）
２１ 年 １ ０１ ０月
埋地燃气 管道 牺牲 阳极 阴极保 护法 的改进
张 继超 宋秭 昕 陈 扬 。 苗 文 高
（ ． 力市嘉 华燃 气有 限公 司，伊春 １２ ０ ； ． 南石 油 大 学，成 都 ６ ０ ０ ； １ 铁 ５ ５ ０ ２西 １ ５ ０ ３四川德 阳天然 气有 限责任 公 司 ， 阳 ６ ８ ０ ； ． ． 德 １ １０ ４漯河 中裕 燃 气有 限公 司 ．漯河 ４ ２ ０ ） ６ ０ ０
２ 牺 牲 阳极 阴 极 保 护 法 的 改进
依据 相 关 城 镇 燃 气 规 范 和 技 术 要 求 ， 结 合
作者简介 ： 张继 超 （９ ２ ）男 ， 南 驻 马 店 人 ， 理 工 程 师 ， １８ 一 ， 河 助 研究 方 向 为城 市 燃 气 输 配 与 应 用 。
・
５ ・ ６
土 壤腐 蚀绝 大 多数情 况下 都是 由于埋在 地 下 的
金 属管 线 与土壤 这种 十分 特殊 的电解质 进行 电化 学
表面将 出现 阳极 区和 阴极 区 ，并 在 阳极 区发生 局 部 腐 蚀 被 保 护金 属 表面都 成 为 阴极 ， 以达 到抑制 腐蚀 的 目的。 阴极 保 护 的 主要 原 理 是 把 整 个 金 属 表 面 转 化 成 阴 极 ， 是将 足够 的外 加 电流通 向被 保护 的设 备 ， 就 这样
行。 因为这 时缺乏 使 金属 成为 水化 离子 必要 的水 分 ， 而 氧 的渗透 和流 动 比较容 易 ， 阴极反 应容 易进 行 ， 即 整 个腐 蚀过 程受 阳极 控制 ； 在潮 湿 的黏性 土壤 中 ， 而 氧 的渗 透 和流动 速度 均较 小 ， 但水 分充 足 ， 以腐蚀 所 过 程 主要受 阴极 过程 控制 。 于城镇 埋 地燃 气管 道 ， 对 经 过 透气 性 不 同 的土 壤 而形 成 氧 浓差 腐 蚀 电池 时 ， 土 壤 的电 阻成 为主要 的腐 蚀控 制 因素 。
城镇燃气管道长输石油管线牺牲阳极阴极保护测试方法研究
城镇燃气管道长输石油管线牺牲阳极阴极保护方法河南汇龙合金材料有限公司1概述城镇燃气管道多为埋地敷设，由于土壤中含有水分、空气、酸、碱、水溶性矿物盐以及微生物，这些因素都会使金属管道发生腐蚀。
金属腐蚀直接和间接造成了巨大的经济损失，因此，必须采取有效的防腐措施，实践证明控制管道腐蚀的主要方法是采用防腐层和阴极保护。
对金属管道的阴极保护进行测试和评价，可以及时发现管道腐蚀和安全隐患，最大程度降低经济损失。
采用牺牲阳极和3PE防腐层联合保护的次高压燃气管道，通常采用通电电位测试法和断电电位测试法进行阴极保护测试。
2牺牲阳极阴极保护测试方法分析①通电电位测试法该方法适用于施加阴极保护电流后的管道电位测量，测得的电位除含有管道极化电位外，还包括回路中的所有电压降。
即通电电位包含阴极保护电位和土壤IR降，在管道存在杂散电流干扰的情况下，土壤IR降又包括了阴极保护电流产生的IR降和杂散电流产生的IR降。
采用通电电位测试法，管道杂散电流干扰强，管道的通电电位波动较大，测试数据不正常(出现了通电电位大于0的情况)，无法判断管道的阴极保护效果是否满足标准要求。
因此通电电位测试法测试的数据不能准确有效地评估管道真实的阴极保护效果，已不能满足GB/T 21448毛008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》中阴极保护判定准则的要求。
②极化探头断电电位测试法极化探头心的极化试片在充分极化后，断掉阴极保护电流，极化试片上的土壤IR降(阴极保护电流产生的IR降和杂散电流产生的IR降)瞬间等于零，在0.5 s内读取的数据为管道的断电电位。
这样不仅能消除阴极保护电流产生的IR降，还能消除杂散电流产生的IR降，能得到管道真实的阴极保护电位。
本方法适用于受杂散电流干扰或无法同步中断阴极保护电流的管道，尤其适用于牺牲阳极阴极保护的城镇燃气管道的测试。
测试数据真实地反映了测试桩附近管道的阴极保护效果，测得的管道断电电位符合一0.85～一1.2 V的要求，但是，测试桩以外的管道是否达到阴极保护标准要求，尤其是定向钻穿越管段的中间部位阴极保护效果是否满足标准要求，都需要进一步验证。
方案--天然气管道牺牲阳极法阴极保护方案
石武客专XXX特大桥跨天然气管安全保护及排流方案中铁X局石武客专河南段项目部2008年11月一、工程概况石武客专XX大桥130-131#墩，。
与天然气管道形成“十”字交叉口。
根据调查，位于大XX大桥130-131#墩天然气管，管径377mm，天然气管埋深1.3m左右（管顶至地面）。
二、总体保护方案根据设计要求，开挖至燃气管下0.9m。
在天然气管两侧各实施一道钢筋砼支撑墙，支撑墙厚0.3～0.4m，支撑墙距天然气管外壁 1.01m。
两道支撑墙之间全部回填中粗砂。
在管顶以上0.38m高处放置盖板，盖板搁置于支撑墙上，盖板厚0.35m。
由此，盖板与支撑墙形成桥梁体系，路面受力传递至盖板，力再由盖板通过支撑墙及其基础，传递至天然气管下的土体中。
整个受力系统不经过天然气管，最大限度的保证了天然气管的安全。
保护天然气管的桥梁系统深度2.47m，宽度4.8m，总长12m。
基坑采用人工开挖。
人工开挖的操作人员之间，必须保持足够的安全距离。
由于基坑开挖的深度大于天然气管的埋深，故基坑开挖后，必然存在天然气管腾空的现象。
天然气管因底部覆盖物掏空后，管道会产生较大的挠度，从而引发安全问题。
为应对该安全问题，拟在10m范围内，在人工开挖暴露出天然气管后，在管道两侧打入3对4m的钢板桩，每对间隔3m左右。
在每对钢板桩上应连接一道钢管，燃气管采用钢丝绳吊起后，钢丝绳支撑于钢管。
在保证天然气管安全的基础上，并根据支撑墙基础尺寸，钢板桩距天然气管边0.25m。
钢板桩顶低于盖板底，支撑墙施工完毕，黄砂回填至天然气管后，撤掉钢丝绳，切割掉钢管，钢板桩则保留在基坑中。
基坑开挖后，若遇水，则需将水排干后，方可施工。
为保证回填质量，回填砂采用中粗砂。
排流采用固态去耦合器排流，具有降低感应电压效果好、维护方便、适用性强的优点。
防腐蚀采用牺牲阳极装置。
绝缘防护处理采用环氧树脂玻璃钢防腐。
三、施工工期本次工程预计工期为60天，盖板需提前制作完成。
燃气管道牺牲阳极的阴极保护原理
燃气管道牺牲阳极的阴极保护原理1. 引言：我们身边的“隐形保护”嘿，朋友们，今天咱们聊聊一个可能不太“引人注目”的话题——燃气管道的保护问题。
你知道吗，咱们每天都在享受天然气带来的便利，可是这些燃气管道可不是铁打的，时间一长，它们就容易生锈、腐蚀。
为了让这些管道在地下安安稳稳地呆着，不受腐蚀的困扰，科学家们想出了一个妙招，叫做“阴极保护”。
而其中，牺牲阳极可是个大英雄哦！是不是听着就觉得神秘又有趣？1.1 牺牲阳极的角色那么，牺牲阳极到底是什么鬼呢？想象一下，你的朋友被一群调皮捣蛋的小孩围住了，而你为了保护他，毅然决然地站出来，成为“替罪羊”。
牺牲阳极就是这么一个“牺牲”的角色。
它通常由一些像锌、镁这些金属制成，安静地“牺牲”自己，去吸引腐蚀，而不是让管道本身受损。
简而言之，牺牲阳极就像个勇敢的骑士，甘愿为保护公主（也就是我们的燃气管道）而献身，真是太感人了！1.2 腐蚀的“幕后黑手”在讲牺牲阳极之前，咱们得先了解腐蚀这位“幕后黑手”。
腐蚀就像个无形的敌人，趁着管道老迈之际，悄无声息地侵袭。
当水分、氧气和土壤中的离子聚集在一起时，哗啦啦，腐蚀就来了。
就像一场突如其来的暴风雨，把本来平静的生活搅得天翻地覆。
为了抵御这场“暴风雨”，我们需要一种有效的防护手段，而阴极保护就是应运而生的。
2. 阴极保护的工作原理2.1 阴极与阳极的较量阴极保护的原理其实很简单。
咱们的管道就像是一场“战争”，管道本身是阴极，而牺牲阳极则是阳极。
当两个金属放在电解液中时，阳极会失去电子，而阴极则会接受这些电子。
这样一来，牺牲阳极的金属就会“咔嚓咔嚓”地逐渐溶解，变得越来越小，而管道则安然无恙。
简而言之，阳极牺牲自己，让阴极获得“保护”，真是义无反顾，令人感动。
2.2 持续的“奉献精神”不过，朋友们，牺牲阳极的“奉献精神”可不是一劳永逸的。
随着时间的推移，牺牲阳极会逐渐被消耗掉。
就像人们常说的“好事多磨”，这种保护也需要定期检查和更换。
燃气管道牺牲阳极保护
燃气管道牺牲阳极保护牺牲阳极法是最早应用的电化学保护法。
它简单易行，又不干扰邻近的设施。
牺牲阳极还是抗干扰腐蚀的一种手段，可用来排流、防雷及防静电接地。
与强制电流保护法相比，牺牲阳极法具有独特的优点和功能，因而同样受到人们的重视。
近年来，牺牲阳极技术在我国得到了推广和发展。
在生产上也向标准化、系列化方向发展。
并在油、气管道、海船及海上结构物的防护上得到了成功的应用。
一、牺牲阳极保护原理依据电化学原理，把不同电极电位的两种金属置于电解质体系内，当有导线连接时就有电流流动，这时，电极电位较负的金属为阳极、利用两金属的电极电位差作阴极保护的电流源。
这就是牺牲阳极法的基本原理。
见图10-54。
二、牺牲阳极材料由于牺牲阳极法是通过阳极自身的消耗，给被保护金属体提供保护电流。
因此，对牺牲阳极材料就产生了性能要求。
图10-54 牺牲阳极装配示意图1．要有足够负的电位，在长期放电过程中很少极化。
2．腐蚀产物应不粘附于阳极表面，疏松易脱落，不可形成高电阻硬壳，且无污染。
3．自腐蚀小，电流效率高。
4．单位重量发生的电流量大，且输出电流均匀。
5．有较好的力学性能，价格便宜，来源广。
常用的牺牲阳极有镁及镁合金、锌及锌合金以及铝合金三大类。
它们的电化学性能见表10-59。
牺牲阳极的电化学性能取决于材料的成分和杂质含量。
在牺牲阳极的标准规范中都有规定。
表10-59 牺牲阳极的电化学性能··a17.2510.07.924.68三、牺牲阳极种类及规格型号(一)镁合金牺牲阳极镁是比较活泼的金属，表面不易极化，电极电位比较负，所以是理想的牺牲了极材料。
但是，钝镁的电流效率不高，造价太高，所以一般都使用镁合金做牺牲阳极材料。
目前世界上流行的镁阳极成分很多，但归纳起来只有三个系列：高纯镁系、镁锰系和镁铝锌锰系。
其典型的代表成分见表10-60。
这三个系列中，Mg-6 Al-3 Zn-0.15Mn 是使用最广泛的，也是国内定型生产的商品化镁阳极，用于土壤和淡水中性能最正确。
燃气管道的防腐阴极保护法介绍及工艺要求
燃气管道的防腐阴极保护法介绍及工艺要求一、牺牲阳极保护牺牲阳极系统适用于敷设在电阻率较低的土壤里、水中、沼泽或湿地环境中的小口径管道或距离较短并带有优质防腐层的大口径管道。
选用牺牲阳极时，应考虑的使用因素包括无可利用电源的地方；电气设备不便实施维护保养的地方；临时性保护；强制电流系统保护的补充；永久冻土层内管道周围土壤融化带；保温管道的保温层下方等。
（一）牺牲阳极的应用条件牺牲阳极的应用条件包括土壤电阻率或阳极填包料电阻率足够低,所选阳极类型和规格应能连续提供最大电流需要量，阳极材料的总质量能够满足阳极提供所需电流的设计寿命。
牺牲阳极上应标记材料类型（如商标）、阳极质量（不包括阳极填料）、炉号等。
（二）牺牲阳极施工基本要求根据现场施工条件，牺牲阳极施工应选择经济合理的施工方式。
立式阳极宜采用钻孔法施工；卧式宜采用开挖沟槽施工。
按设计要求在埋设点挖好阳极坑和电缆沟，检查袋装阳极电缆接头的导电性能，合格后袋装阳极就位，放入阳极坑内。
阳极连接电缆，埋设深度不应小于O.7m,四周垫有5〜IOCrn 的细砂，砂的上部应覆盖水泥护板或红砖。
确认各焊点、连接点绝缘防腐合格后，回填土壤。
在回填土将阳极布袋埋住后，向阳极坑内灌水，使阳极填料饱和吸满水后，将回填土夯实，恢复地貌。
牺牲阳极保护参数投产测试必须是在阳极埋入地下、填包料浇水IOd后进行。
为便于测量，在相邻两组阳极的管段中间，根据需要适当设置电位测试桩。
电位测试桩桩间距以不大于500m为宜。
牺牲阳极投入运行后，应定期进行监测，至少每个月测试一次保护参数，牺牲阳极阴极保护系统检测每年不少于两次。
至少每半年测量一次管道保护电位和阳极输出电流，并根据测量结果进行保护电流的调节（一般以每年调节一次为宜）。
对镁阳极保护系统，每年至少应维护一次。
（三）牺牲阳极布置牺牲阳极常见的有棒状阳极和带状阳极，具体布置如下。
1.棒状阳极棒状牺牲阳极可采取单支或多支成组两种方式，同组阳极宜选用同一炉号或开路电位相近的阳极。
天然气管网牺牲阳极阴极保护
天然气管网牺牲阳极阴极保护阴极保护设计公司：河南汇龙合金材料有限公司技术部：代银随着城镇燃气地下管网的迅速发展，地下燃气管网错综复杂，且与消防管道、供水管道、供热管道、供电线路等地下金属构筑物纵横交错，甚至还有可能发生电连接，位于城市道路地下的燃气管网还要受到车辆行驶时造成的盈利冲击腐蚀，钢质管道的腐蚀与防护问题也日益突出。
为了延长埋地钢质管道的使用寿命，确保城镇燃气供应安全、可靠，通常采用阴极保护方法保护埋地钢质管道。
1 阴极保护设计1.1阴极保护类型的确定阴极保护属于电化学保护，是利用外部电流使金属腐蚀电位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术。
埋地钢质管道阴极保护分为强制电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护两种。
强制电流阴极保护主要适用于郊区等地下管网单一地区的燃气主管道或城镇燃气环网。
其优点是输出电流大而且可调，不受土壤电阻率限制，保护半径较大;系统运行寿命长，保护效果好;保护系统输出电流的变化可反映出管道涂层的性能改变。
其缺点是需设专人维护管理，要求有外部电源长期供电，易产生屏蔽和干扰，特别是地下金属构筑物较复杂的地方。
牺牲阳极阴极保护主要适用于人口稠密地区和城镇内各种压力级制燃气管道。
其优点是不需外加电源，施工方便，不需进行经常性专门管理，不会生屏蔽，对其他构筑物也不会产生干扰，保护电流分布均匀、利用率高。
其缺点是输出电流小，保护范围有限;需定期更换，不能实时监测输出电流分的变化，也不能反映管道涂层的状况。
根据以往的经验和我们的实践得知，城镇燃埋地钢质管道宜采用牺牲阳极阴极保护来减缓土壤对管道的电化学腐蚀。
1.2阴极保护电流的确定要使埋设的燃气管道得到充分的保护，就要证有足够的电流使管道不受到腐蚀。
钢质管道廖的最小保护电流是阴极保护设计最重要的参数之一，其计算公式如下：I=AIP(1)式中I——管道所需最小保护电流，mAA——管道总表面积，m2IP——最小保护电流密度，mA/m2最小保护电流密度Ip是根据管道的防腐层种类、好坏来确定的，新建沥青玻璃布防腐管道所需的Ip约0.1mA/m2，新建三层PE管道所需的Ip约0.001mA/m2，旧管道的Ip取0.3mA/m2。
埋地燃气管道牺牲阳极阴极保护法的改进
埋地燃气管道牺牲阳极阴极保护法的改进张继超;宋祎昕;陈扬;苗文高【摘要】This paper introduced the urban buried gas pipeline corrosion theory and anode and cathode sacrificial protection used in the urban gas pipeline antisepsis. The improvements on the structure improvement of test pile, the adjustment of anode and the layout of test piles are mainly discussed in the paper. It＇s hoped that cathode protection can be better used in buried pipeline of the cities and towns. It＇s found that cathode protection has certain value in gas pipeline corrosion protection engineering.%分析我国城镇埋地燃气管道的腐蚀原理，介绍阴极保护在城镇燃气管道防腐中的应用，从测试桩结构的改进、阳极布局原则的调整和测试桩布局原则的调整三个方面阐述了对牺牲阳极阴极保护法的改进。
对埋地燃气管道的腐蚀防护有一定的借鉴作用。
【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(013)005【总页数】3页(P56-58)【关键词】埋地燃气管道;牺牲阳极阴极保护法;腐蚀【作者】张继超;宋祎昕;陈扬;苗文高【作者单位】铁力市嘉华燃气有限公司,伊春152500;西南石油大学,成都610500;四川德阳天然气有限责任公司,德阳618100;漯河中裕燃气有限公司,漯河462000【正文语种】中文【中图分类】TE832土壤腐蚀绝大多数情况下都是由于埋在地下的金属管线与土壤这种十分特殊的电解质进行电化学过程引起的。
阴极保护牺牲阳极在埋地燃气管道的应用
阴极保护牺牲阳极在埋地燃气管道的应用河南汇龙合金材料有限公司2018年8月技术部刘珍在现代化城市中，城市燃气和电力、自来水一样，是不可缺少的基本能源供应。
它对改善城市环境、方便生活、繁荣经济等诸多方面起着重要的作用。
燃气管网一旦漏气，就可能导致爆炸、火灾、中毒等恶性事故。
因此，""不漏气""是对燃气管网基本的。
目前，广州市使用多的埋地管线是钢管，如没有好的防腐措施，大约2—3年有可能腐蚀穿孔、发生漏气。
因此，埋地钢管的防腐是城市燃气管网建设施工中的一个重要部分。
市油制气工程，自1987年建设以来到今己有十几年。
钢管一般埋地在十年左右，进入事故多发期。
目前，由防腐层的破损和老化引发的泄漏事故隐患日益增加，几千公里的市内燃气管网的防腐，是市燃气管网安全运行工作中急需解决的技术问题。
从施工的埋地煤气钢管到现在，市燃气输配管网工程中应用过的防腐涂层有：石油沥青玻璃布，厚浆型环氧煤沥青玻璃布，聚乙烯粘胶带，stic重型防腐涂料等，目前广什沛煤气钢管大部分都辅助有阴极保护措施。
2城市埋地煤气管道的阴极保护方法埋在土壤中的金属管道由于各种原因管道表面将出现阳极区和阴极区，并在阳极区发生局部腐蚀。
阴极保护就是利用外加手段迫使电解质中被保护金属表面都成为阴极，以达到抑制腐蚀的目的。
使用阴极保护时，被保护的金属管道应有良好的防腐绝缘层，以降低阴极保护的费用。
阴极保护技术根据保护电流的供给方式，可分为牺牲阳极法和强制电流法两种保护方法。
采用牺牲阳极法的主要优点有：无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其他建构筑物、保护电流利用率高等，因此特别适合于城市范围内的埋地钢管腐蚀。
而我公司输配管网绝大部分均埋设在市区范围，因此我公司予以推荐。
另方面，强制电流法则有：保护范围大、适合范围广、激励电势及输出电流高、综合费用低等优点，故适合用于长输管线或市郊管线的防腐。
如应用于市区范围内时，则由于其会产生干扰电流而影响其他管线及建筑物，且还需要征地或占用建筑物，因此在实施时会带来较大的困难。
管道牺牲阳极保护的是什么
管道牺牲阳极保护的是什么
牺牲阳极是一种阴极保护技术，通过将被保护金属（如管道）与一种电位更负的金属或合金（即牺牲阳极）相连接，利用牺牲阳极的优先腐蚀来保护被保护金属免受腐蚀。
在这种保护系统中，牺牲阳极作为电子供体，会自发的发生腐蚀反应，从而消耗自身，以此来保护被保护的管道金属。
这种保护技术通常应用于土壤、海水等潮湿、腐蚀性环境中，以防止管道金属因电化学腐蚀而损坏。
牺牲阳极材料的选择主要依据环境条件和管道金属的材质，常用的牺牲阳极材料包括镁、锌、铝等。
值得注意的是，管道牺牲阳极保护系统需要定期检查和维护，以确保其有效运行。
此外，为了充分发挥牺牲阳极的保护效果，还需要合理设计阳极的数量和位置，以及优化阳极与管道的连接方式。
牺牲阳极是一种经济、有效的防腐措施，能够延长管道的使用寿命，确保管道的安全运行。
镁合金牺牲阳极的使用寿命会受到多种因素的影响，因此很难给出一个确切的数值。
其寿命主要取决于镁合金的腐蚀情况，以及所处环境的温度、湿度、溶液的pH值、溶液的性质、合金的成分等因素。
在一些恶劣的环境下，阳极的消耗会加速，因此需要及时更换或添加阳极保护剂。
而为了提高镁阳极材料的使用寿命，可以选择提高镁阳极的耐腐蚀性能，例如通过优化合金元素、杂质元素、相组成和微结构等方法来实现。
同时，镁阳极表面处理技术的研究也为提升镁阳极的耐腐蚀性提供了一定的帮助。
另外，需要注意的是，虽然镁合金牺牲阳极本身有一定的寿命，但在使用它进行阴极保护时，整个保护系统的使用寿命可能会受到其他因素的影响，如阳极的安装位置、数量、与被保护物体的连接方式等。
因此，为了确保保护效果和系
统稳定性，需要定期检查和维护阴极保护系统。
长输石油管道输气管道燃气管道牺牲阳极阴极保护工程施工方案
长输石油管道输气管道燃气管道牺牲阳极阴极保护工程施工方案河南汇龙合金材料有限公司随着城市现代化建设步伐的加快和能源结构的改变，地下输油、输气、输水、热力管道纵横交错，随着地下管网投运时间的延长，涂层已趋于老化，再加上运输和安装过程中的涂层破损，因此地下管网的水、气腐蚀泄漏问题已经成为各生产企业安全生产的重大隐患之一。
在生产过程中泄露事故时有发生，导致管道设备非计划检修、更换，甚至影响到企业的生产运行，造成巨大的直接、间接损失。
特别天然气洁净能源的推广使城市天然气管网的长度与日俱增，由于燃气的易燃易爆性，输送燃气的钢质管道均埋设在地下，近年来人们逐渐认识到阴极保护在燃气管道上应用的重要性，所以近期建设的城市燃气管网项目均采用管道阴极保护。
城市管网需要阴极保护的部分包括：从长输管道分支设立的分输站到储备站或调压站的高压管道和城市街道下埋设的中、低压管道以及庭院钢质埋地部分管道。
由于城市地下管网情况复杂，多数情况下与自来水、热力、排污、电力电缆等管道设施同沟，为减小对其它地下钢结构的影响，城市管网多采用牺牲阳极进行阴极保护。
超深井阳极强制电流保护也是发展方向之一。
城市管网阴极保护特别需要注意的是电力系统杂散电流对管道的影响，如何有效的排除杂散电流的影响是城市管网阴极保护的技术关键之一。
1工作原理在土壤等电解质环境中，牺牲阳极因其电极电位比被保护体的电位更负，当与被保护体连接后将优先腐蚀溶解，释放出的电子在被保护体表面发生阴极还原反应，抑制了被保护体的阳极溶解过程，从而对被保护体提供了有效的阴极保护。
2牺牲阳极的主要特点(1)适用范围广，尤其适用于中短距离和复杂的管网。
(2)阳极输出电流小，发生阴极剥离的可能性小。
(3)随管道安装一起施工时，工程量较小。
运行期问，维护工作简单。
(4)阳极输出电流不能调节，可控性较小。
(5)无需外部电源，对外界干扰少，安装维护费用低，无需征地或占用其他建(构)筑物，保护电流利用率高。
牺牲阳极保护法
牺牲阳极技术在钢制煤气管道工程中的应用摘要：介绍了电化学腐蚀及牺牲阳极的原理。
牺牲阳极保护技术的使用情况，牺牲阳权保护的设计、计算、施工及投资测算与经济分析。
1 电化学腐蚀及牺牲阳极的原理地下燃气管道在使用过程中，存在不同性质的腐蚀。
其中电化学腐蚀对于埋地煤气钢管威胁最大。
因为电化学腐蚀集中一点，而且速度较快，腐蚀一旦发生、其速度不会减慢也会不停止、往往造成局部穿孔。
产生电化学腐蚀原因如下：由十土壤各处物理化学性质个问，管道本身各部分的金相组织结构个同，如品格的缺陷及含有杂质、金属受冷热加工而变形产生内部应力、特别是钢管表面粗糙度不同等原因，使一部分金属容易电离，带正电的金属离子离开金属、而转移到土壤里，在这部分管段上电子越来越过剩，电位越来越负；而另一部分金属不容易电离，相对来说电位较正。
因此电子沿管道由容易电离的部分向不容易电离的部分流动、在这两部分金属之间的电子有得有失，发生氧化一还原反应。
失去电子的金属管段成为阳极区，得到电子的金属管段成为阴极区。
腐蚀电流从阴极流向阳极、然后从阳极流离管段，经土壤又回到阴极，形成回路。
在作为电解质溶液的土壤中发生了离子迁移、带正电的阳离子(如H )趋向阴极、带负电的阴离子(如OH-)趋向阳极。
在阳极区带正电的金属离子与带负电的阴离子发生电化学作用、使阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀，使钢管表面出现凹穴，以致穿孔；而阴极则保持完好、如图1所示。
基于以上原理，采用牺牲阳极保护技术可保护埋地钠管不受电化学腐蚀。
具体原则如图2所示。
采用比钢管电位较负的金属材料和钢管相连，电极电位较负的金属与电极电位较正的。
图2 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。
燃气管道牺牲阳极保护
燃气管道牺牲阳极保护前言随着经济的发展和能源需求的增加，燃气管道的建设和维护越来越受到关注。
在燃气管道的使用中，由于环境条件的不同，会出现不同程度的腐蚀现象。
为了延长燃气管道的使用寿命，提高其安全性能，采取一定的防腐措施是必要的。
在其中，采用牺牲阳极保护技术是一种常见的防腐措施，本次文档将对该技术进行介绍。
牺牲阳极保护技术的原理牺牲阳极保护是一种基于电生化学反应原理的防腐技术。
该技术的原理是利用电化学反应的规律，将一种活性金属作为阳极，使其引起腐蚀，从而防止管道中的金属腐蚀，达到保护管道的目的。
因为活性金属的电位比被保护金属更负，所以会引起被保护金属表面产生氢气，从而防止其他物质腐蚀管道。
牺牲阳极保护技术的应用牺牲阳极保护技术是一种经济、有效、实用的管道防腐方法，适用于燃气管道、输油管道、水管道等各种管道设施的防腐方式。
但是，在实际应用中，需要考虑以下几个方面的因素。
材料选择在牺牲阳极保护技术中，选用什么样的钢铁材料作为阳极身，需要参照以下几个要点：•阳极材料比被保护管道金属活泼度更大。
•阳极金属越纯越好。
•阳极金属的成本要优于被保护金属的成本。
常用的阳极金属有铅、锌、铝、镁、锡、铅-锡合金等。
在选用阳极金属时还要考虑环境因素，比如海水中一般采用锌和铝为阳极金属。
安装位置和数量在使用牺牲阳极保护技术时，需要确定阳极的安装位置和数量。
阳极的安装位置一般放在管道的两端和最高点和最低点处。
同时还需要考虑管道的长度、径幅、流速等因素，以此来确定阳极的数量和间距。
寿命和更换阳极的寿命是根据其已腐蚀的磨耗程度来决定的。
一旦阳极的寿命结束，需要及时更换，否则会导致管道进一步受腐蚀而失去保护效果。
牺牲阳极保护技术的优缺点优点•利用电化学原理进行管道防腐，能够保证管道的表面无损伤，保证管道的外观和性能。
•牺牲阳极保护技术投资成本低，可大大降低管道维护费用，是一种经济、实用的防腐技术。
•可广泛应用于各种管道领域。
缺点•阳极的材料选择和更换需要考虑许多因素，需要一定的技术和经验。
牺牲阳极保护法在天然气管道防腐中的应用探讨
牺牲阳极保护法在天然气管道防腐中的应用探讨（版权归属：云批改网站，更多论文服务请咨询QQ747961182）摘要：随着对天然气管道防腐工作的重视，而越来越多的防腐方法被探索出来，在天然气管道防腐措施中牺牲阳极保护法就是运用最广的方法之一，因此，本文就牺牲阳极保护法在天然气管道防腐的应用进行分析，为相关的防腐措施提供参考意见。
关键词：天然气管道；防腐措施；牺牲阳极保护法；应用引言天然气属于一类干净资源，可以跟随如今社会的进步，在日常生活以及工厂中运用的较多。
它在中国的人们对其的需要越来越多，然而，因为国家国土广阔，它在运输期间，很容易出现其管道腐朽的情况。
1天然气管道防腐的必要性分析在现阶段的技术条件下，有关的天然气输送管道防腐技术非常低下，不过，也能够通过长期的对比、实验，寻求到一整套针对它的较为可靠的处理办法，同时与原有的方法相结合，就地取材，选择适度的应用范围及使用条件，为确保安全输送和管道最佳效益作出应有的贡献。
燃气能源已经是现代化的城市首选的清洁能源，燃气管网是保证城市良好运行的基础之一，而气管网敷设的质量，是保证城镇燃气系统安全稳定运行的根本。
因为随着时代不断的变化和发展，对于天然气的使用也是突飞猛进，在时代的倡导下，我们需要在建设管道的时候就有很好的设计和布局，使其能够充分适应不断变化的发展需求。
钢制埋地管道的防腐一直是施工难点，除了传统的防腐带、3PE防腐等，牺牲阳极阴极保护法也被广泛使用。
2牺牲阳极保护发的防腐原理腐蚀是说由于工程材料和它四周物质产生化学变化因而造成解体腐烂的现象。
广泛使用此术语来说明金属物体以及氧化物例如氧气等形成电化学性质的氧化型反应。
如果出现电化学腐蚀想象，表明它组成了电流回路和离子的途径。
所以，如果两种不一样的金属一起相连在电解液里溶解的时候，就会出现电化学腐蚀的状况。
像这样的情况被叫做是原电池，两个导体之间最活泼的就是正极，使它的腐蚀速度加速，另一个导体就是负极，受到正极的保护。
天燃气管道的防腐和牺牲阳极阴极保护的应用
燃气管道的防腐和牺牲阳极阴极保护的应用河南汇龙合金材料有限公司技术部刘珍2020年8月埋地钢管的阴极保护是指通过电化学方式使管道阴极极化，使埋地钢管免遭土壤、水分的腐蚀。
即用埋地钢管与外加的辅助阳极电性连接，用牺牲阳极材料的腐蚀来代替被保护管道的腐蚀，从而延长管道的使用寿命。
西安市东郊某路段天然气管道，于 1998 年建设，管道在建设施工时未安装阴极保护系统。
2007 年 2 月，该管线发现腐蚀穿孔泄漏，修补后加装了两组牺牲阳极体对管道实施了一定的阴极保护。
但是，在后期运行中发现阴极保护电位不能达到要求，管道防腐层已出现了破损且管壁也有腐蚀现象。
为了消除安全隐患，防止出现腐蚀泄漏，对此种情况进行深入分析，追加牺牲阳极对其进行阴极保护。
一、管道腐蚀的类型管道腐蚀是个世界性的难题，存在化学和电化学的原因，在城市管道防腐设计中容易出现内壁腐蚀问题和外壁腐蚀问题。
(一)、内壁腐蚀。
内壁腐蚀问题的主要原因是输送管道在输送天然气过程中，因为天然气中含有水分，会形成一层亲水膜，容易产生电化学腐蚀情况;燃气中有硫化氢、氧、二氧化碳等一些化学物质，对燃气管道的内壁产生腐蚀作用。
其与管道金属接触后会发生化学反应形成化学原电池，进而腐蚀管道内壁。
再加上天然气本身含有腐蚀性化学物质，会加剧管道内壁腐蚀速度。
(二)、外壁腐蚀。
外壁腐蚀一般发生在管道架空或者埋地，而埋地管道地下环境复杂，容易产生化学腐蚀和电化学腐蚀。
当钢管埋入地下后，其会发生化学腐蚀，管壁均匀变薄，这对燃气管道的穿孔影响并不大，然而电化学腐蚀产生的局部腐蚀造成管道表面凹凸不平以致穿孔带，来严重的危害。
二、燃气管道的防腐措施就燃气管道防腐措施方面，经过多年的经验研究，总结出了一些方法，目前国内外主要采取了以下几种方法：绝缘层防腐法、排流保护法、保护性涂层、电极保护法、新材料的应用等。
(一)、绝缘层防腐法。
绝缘层防腐方法就是通过在管道上涂抹绝缘性隔离层，比如使用沥青、玻璃布等一些物质，把管道外壁包裹起来，与土壤形成隔绝的状态，从而避免管道与土壤的直接接触，能够有效的减少管道外壁的腐蚀。
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余量
<0.005
<0.005
0.006
MIL-A-18001H
An-Al
0.3～0.6
-
余量
<0.005
<0.005
<0.006
<0.125
SYJ20-1986
锌阳极的开路电位应为-1．1V(相对Cu/CuSO4)，在海水中电流效率为95%、土壤中为50％～60％，理论发生电量为820A·h/kg，消耗率为11kg/A·a左右。
表10-60镁合金牺牲阳极的典型成分
系列
成分(质量分数%)
备注Biblioteka AlZnMnMg
Si
Cu
Ni
Fe
纯镁
<0.01
<0.03
<0.01
>99.95
<0.01
<0.001
<0.001
<0.002
JISH6125
镁锰
<0.01
-
0.5～1.3
余量
-
<0.02
<0.001
<0.03
Galvomag
镁铝
锌锰
5.3～6.7
0.15～0.6
余量
0.005
0.003
0.02
0.1
表10-62镁阳极电化学性能
项目
单位
指标
测试方法
开路电位
V
≤-1.50
(Cu/CuSO4)SYJ23-1986
理论电容量
A·h/kg
2210
按化学成分计算
电流效率
%
≥55
GB/T4948-1985附录C
注：GB/T 4948—1985附录C的介质为海水·本标准应用时试验介质应改用当地土壤，并用当地地下水饱和，在被检阳极四周应有5～10mm厚的填包料。
表10-68牺牲阳极化学填料推荐配方
阳极类型
填料成分(重量)(%)
备注
石膏粉
硫酸钠
硫酸镁
生石灰
氯化纳
膨润土
适用环境ρ(Ω·m)
镁阳极
50
50
≤20
SYJ16-1986
25
25
50
≤20
75
5
20
>20
15
15
20
50
>20
15
35
50
>20
锌阳极
50
5
45
潮湿土壤
SYJ20-1985
75
5
20
饱水土壤
表10-63锌阳极的成分
阳极系列
化学成分(%)
备注
Al
Cd
Zn
Fe
Cu
Pb
Si
ASTMⅡ型
<0.005
<0.003
余量
<0.0014
ASTM418-1973
Zn-Al-Cd
0.3～0.6
0.05～0.12
余量
<0.005
<0.005
<0.006
<0.125
GB/T4950-1985
Zn-Al-Cd
0.1～0.5
铝合金牺牲阳极开路电位是-1．18～-1．10V(相对饱和甘汞电极)，工作电位为-1.12～-1．05V(相对饱和甘汞电极)，实际发生电量大于2400A·h/kg，海水中电流效率大于80%，消耗率约3.8kg/A·a。
铝是产量最多的有色金属，资源广，价格便宜；其单位重量产生的电量大，是锌的3．6倍，是镁的1．35倍，作为牺牲阳极有着广阔的前途。其不足之处是电流效率和溶解性能随阳极成分、制造工艺的不同而异。在土壤中常由于胶体AI(OH)3的聚集而使阳极过早报废，因此铝阳极在土壤中的应用还有待于探索。
燃气管道牺牲阳极保护
牺牲阳极法是最早应用的电化学保护法。它简单易行，又不干扰邻近的设施。牺牲阳极还是抗干扰腐蚀的一种手段，可用来排流、防雷及防静电接地。与强制电流保护法相比，牺牲阳极法具有独特的优点和功能，因而同样受到人们的重视。
近年来，牺牲阳极技术在我国得到了推广和发展。在生产上也向标准化、系列化方向发展。并在油、气管道、海船及海上结构物的防护上得到了成功的应用。
17.25
10.0
7.92
4.68
三、牺牲阳极种类及规格型号
(一)镁合金牺牲阳极
镁是比较活泼的金属，表面不易极化，电极电位比较负，所以是理想的牺牲了极材料。但是，钝镁的电流效率不高，造价太高，所以一般都使用镁合金做牺牲阳极材料。目前世界上流行的镁阳极成分很多，但归纳起来只有三个系列：高纯镁系、镁锰系和镁铝锌锰系。其典型的代表成分见表10-60。这三个系列中，Mg-6 Al-3 Zn-0.15Mn是使用最广泛的，也是国内定型生产的商品化镁阳极，用于土壤和淡水中性能最佳。
图10-54牺牲阳极装配示意图
1．要有足够负的电位，在长期放电过程中很少极化。
2．腐蚀产物应不粘附于阳极表面，疏松易脱落，不可形成高电阻硬壳，且无污染。
3．自腐蚀小，电流效率高。
4．单位重量发生的电流量大，且输出电流均匀。
5．有较好的力学性能，价格便宜，来源广。
常用的牺牲阳极有镁及镁合金、锌及锌合金以及铝合金三大类。它们的电化学性能见表10-59。牺牲阳极的电化学性能取决于材料的成分和杂质含量。在牺牲阳极的标准规范中都有规定。
镁阳极规格按净重分为2kg、4kg、8kg、11kg、14kg和22k6种。其形式均为梯形断面。2kg阳极参考长度为206mm，4kg阳极参考长度为360mm，其余均为700mm。
用作导电的钢芯，采用直径不小于6mm的钢筋制成。钢芯表面应镀锌，外露长度为100mm。阳极基体和钢芯必须结合好，接触电阻应小于0．001Ω。
表10-67土壤中牺牲阳极使用的选择
土壤电阻率/(Ω·m)
推荐使用的牺牲阳极
>100
不宜采用牺牲阳极
60～100
高电位的纯镁系或镁锰系镁阳极
15～60
镁铝锌锰系镁阳极
<15
镁铝锌锰系镁阳极或锌合金阳极
<10(含Cl-)
锌合金或铝锌系合金阳极
(二)牺牲阳极地床
为了防止土壤对阳极的钝化作用，一般在阳极四周都要填有一定的化学填料，填料的作用为：
表10-59牺牲阳极的电化学性能
性能
单位
Zn、Zn合金
Mg、Mg-Mn
Mg-6Al-3Zn
Al-Zn-In
相对密度
g/cm3
7.1
1.74
1.77
2.83
阳极开路单位(SCE)
V
-1.03
-1.56
-1.48
-1.08
相对铁的保护的电位差
V
-0.20
-0.75
-0.65
-0.25
理论发生电量
Ah/g
1．防止阳极钢芯与电缆引出头焊接处的折断。
2．阳极所有裸露的表面均需除净油污等杂物。
3．擦洗净的阳极表面，严禁用手直接拿放，并应及时装入填包袋中，以防污染。
4．袋装阳极引出电缆与袋口绑扎要结实，防止散口。
(三)阳极布置与埋设
牺牲阳极的分布可采用单支或集中成组两种方式。阳极埋设分立式、水平式两种。埋设方向分轴向和径向。阳极埋设位置一般距管道外壁3～5m，最小不宜小于0.3m。埋设深度以阳极顶部距地面不小于1m为宜。成组布置时，阳极间距以2～3m为宜。见图10-55。
铝阳极
20
30
60
40
20
30
填包料宜采用棉布袋或麻袋预包装。不可采用人造纤维织物布袋。可以在现场包封。填包料厚度不应小于50mm。应保证阳极四周的填包料厚度一致、密实。填包料应调拌均匀，不能混入石块、泥土和杂草等。
在将装设好阳极电缆的阳极块放入填包料之前。应先将阳极表面用砂布打磨干净。除去氧化皮并去除油污。对铝合金阳极也可用10％NaOH溶液浸泡数分钟，以除去阳极表面的氧化膜，然后用清水冲洗干净。在装填袋装阳极时应注意：
1.改良阳极周围环境，确保稳定、良好的电流效率。
2.降低阳极接地电阻，增加阳极输出电流。
3.溶解电极腐蚀产物，防止阳极极化。
4.吸收周围土壤中水分，维持阳极四周长久湿润，提高阳极的工作电位。
化学填料的推荐配方列于表10-68中。
不同的阳极、不同的适用环境需采用不同的填包料。
表10-68中的膨润土系一种特殊的硅酸盐土壤，具有强的吸水性，并能形成半透膜，阻止土壤中阴离子(在填包料中)的流失。因此，膨润土不可用粘土来代替。
镁阳极的优点：对钢铁阴极保护(-0．85V)的激励电压力-0.7V左右，适应的土壤电阻率范围广，阳极表面不极化，腐蚀产物易脱落。不宜用于易燃液体环境中。
(二)锌牺牲阳极
锌是阴极保护中应用最早的牺牲阳极材料。锌的电极电位比铁负，表面不易极化，是理想的牺牲阳极材料。锌不仅可以用于低电阻率土壤中，还可广泛用于海洋中。目前，锌牺牲阳极成分均已标准化。如ASTMB418、GB4950等。从阳极成分来分，锌阳极可分为两个系列：高纯锌系和锌铝镉系。它们的成分见表10-63中。
8.1
2.1
75×(61+75)×2000
27.4
7.2
注：①括号内为梯形截面的上底和下底长度。
牺牲阳极种类的选择主要是根据土壤电阻率、土壤含盐类及被保护管道的覆盖层状态来选取阳极。表10-67列出了土壤中选择牺牲阳极种类的推荐意见。一般说，镁阳极适用于各种土壤环境，锌阳极适用于土壤电阻率低的潮湿环境，而铝阳极还没有统一认识，国外一直不主张用于土壤环境中，国内已有不少实践，推荐用于低电阻率、潮湿和氯化物的环境中。
Al-Zn-In-Ca