一 : 阴极保护介绍
阴极保护 阴极保护介绍
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二 : 阴极保护设计规范跟参数
广东阴极保护 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
阴极保护材料
三 : 阴极保护介绍
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金属腐蚀的灾难事件！！！
1992年墨西哥污水爆炸事件：由于污水管道漏水 造成位于其下方的汽油的腐蚀，汽油泄漏进入污 水管而引发爆炸。 ? 美国空军F16战斗机失事：石墨润滑脂的使用， 导致异种金属间的电偶腐蚀，控制油路关闭阀的 电子连接器的镀金和镀锡钢针腐蚀失控，导致飞 机发动机失去燃料供应。 ? Aloha空难：腐蚀疲劳开裂，波音737飞机发生结 构失效，致使机身表面分离。 ? MV KIRKI号货轮失事：压载箱无涂层保护和阴极 保护，发生严重腐蚀，疲劳载荷设计也不合理， 导致船头与船体的分离失效事故。
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那怎样才能防止金属的腐蚀 呢？？？
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腐蚀
自然界中，大多数金属是以化合物状态存 在的。通过炼制，被赋予能量才从离子状态 转变成原子状态。
然而，回归自然状态是金属固有的本性。 我们把金属与周围的电解质发生反应、从原 子变成离子的过程称为腐蚀。
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防止金属腐蚀的两种方法
? 在金属表面覆盖保护层
? 电化学保护法
a.牺牲阳极阴极保护法 b.外加电流阴极保护法
在这里我们重点介绍电化学保护法。
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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 与被保护的金属连接，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 流小于1安培）或处于低土壤电阻率的环境下 （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。
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在一完整的牺牲阳极阴极保护中，应包括： 1、牺牲阳极（接下来介绍） 2、参比电极 3、测试桩 4、导线 5、辅材（绝缘接头、接地电池、铝热焊、补伤 片、热熔胶等）
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牺牲阳极
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1.镁合金牺牲阳极：
主要性能： 极高的电化学性能、阳极消耗均匀、寿命 长、单位质量发电量大，是理想的牺牲阳 极材料，适用于土壤、淡水介质中金属构 筑物的阴极保护。 使用范围： 牺牲阳极阴极保护方法中，镁阳极可用于 电阻率在20欧.米到100欧.米的土壤或淡 水环境。 详细介绍： 我公司生产的高电位镁阳极使用高质镁材 料生产，产品符合ASTM97-98标准，采 用特定的生产工艺。阳极具有极佳的电化 学性能，在阴极保护过程中，阳极消耗均 匀，因此使用寿命更长。 我公司的镁
合金牺牲阳极按国际 GB/T17731-2004《镁合金牺牲阳极》生 产，用于管道的阳极。
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牺牲阳极
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2.铝合金牺牲阳极： 主要性能： 极高的电化学性能、单位重量的阳极 材料发电量大，约为锌阳极的3倍， 镁阳极的2倍。在海水及含氯离子的 其它介质中，性能良好，发出电流的 自调节能力强。 使用范围： 铝合金牺牲阳极适用于海水介质中的 船舶、机械设备、海洋工程和海港设 施以及海泥中管道、电缆等设施金属 防腐蚀的阴极保护。 详细介绍： 最常用的铝合金阳极有Al－Zn－In系 和Al－Zn－Hg系阳极，铝合金阳极 生产执行GB4948－2002《铝－锌－ 铟系合金牺牲阳极》标准。
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牺牲阳极
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3.锌带牺牲阳极:
主要性能： 柔韧性好、安装简便、灵活，电流分布均 匀，电流效率高。 使用范围： 主要用于高电阻率环境，套管内管道的保 护，管道临时阴极保护、储罐及管网的保 护、防强电干扰的接地栅。 详细介绍： 菱形的锌带阳极符合ASTM-B418标准， 具有很好的机械性能。安装简便，容易做 成各种阳极长度和形状，均匀的电流分布， 电流效率高；不需要外部电源，带状有连 续导电芯，电连接少；可穿越狭窄局部场 合及困难环境，应用更灵活；锌带阳极可 用于淡水、海水环境中，也能够用于埋地 结构。
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牺牲阳极
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4.镁带牺牲阳极:
主要性能： 镁带阳极的形状扁平，长度可以调节， 容易弯曲，防腐性能好、不需外加直流电 源、安装后自动运行、不需维护、占地面 积少、工程费用低、与外界环境不发生任 何干扰。 使用范围： 用于高电阻率环境、套管内管道的保护、 管道临时阴极保护、储罐及管网的保护、 防强电干扰的接地栅等。 详细介绍： 带状阳极的形状扁平，长度可以调节， 容易弯曲。这些特性可以使其在阴极保护 工程中有独特的应用，特别是在长输管道、 穿越管道、大型管道穿越管段、大型储藏 罐底、防雷击用的接地网以及复合阳极中 的短期阳极等。镁带主要适用于被保护体 盘绕，施工空间狭窄的表面，和高电阻率 土壤，淡水等介质中。
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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。
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在一完整的外加电流阴极保护中，应包括：
1、恒电位仪（接下来介绍） 2、阳极地床 3、参比电极 4、测试桩 5、导线 6、辅材（绝缘接头、接地电池、铝热焊、补伤 片、热熔胶等）
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恒电位仪
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1.高频开关恒电位仪 本设备具有重量轻、体积小、形式多 样（立式、台式、壁挂等可选）、安 装维护方便、操作简单、高效节能、 高控制精度、高抗干扰能力、电网适 应能力强等特点。 详细介绍：此恒电位防腐仪采用开关 电源电路，体积小，重量轻，效率高， 开关电源控制芯片用进口军级IC，功 率逆变管采用进口快速ICBT，其余 元件采用进口工业级器件，电路优化 合理，生产工艺严格完善，保证机器 的可靠性、稳定性。输出电压宽，具 有输入过压、过流，欠压保护；短路、 过流、过压保护；整机过热保护，智 能温控风扇散热。可定做多合一型 （2台恒电位仪+1台控制台）使用更 方便。
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恒电位仪
2.防爆型恒电位仪 ? AK-1-FB系列恒电位仪 是一种防爆型强制电流 阴极保护电源整流设备， 具有组件化程度高、性 能稳定等优良特性的晶 闸管恒电位仪。适用于 成品油罐区等爆炸性环 境。 ? 规格型号：AK-1-FB
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阳极地床
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1.高硅铸铁阳极 主要性能： 耐酸腐蚀性极强，是外加电流阴极 保护系统中广泛应用的辅助阳极材料。 使用范围： 应用于海上钻井平台、地下钢制管 道、采油联合站、地下电缆、地下储 罐等设施的外加电流阴极保护。 详细介绍： 高硅铸铁是用于各种耐蚀维护保养 的铁合金。它的耐酸腐蚀机理是在表 面上形成含有大面积水化SiO2保护 膜，这一性能在含Si14.5%的合金中 最为充分。在合金成分中添加了Cr 或Cr和Mo的高硅铸铁还可以在强氯 化物环境中应用，是外加电流阴极保 护系统中广泛应用的辅助阳极材料。 生产执行 GB8491-87 《高硅耐蚀铸 铁件》标准。
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阳极地床
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2.预包装高硅铸铁辅助阳极
主要性能： 消耗率低、接地电阻小、输出电流电压稳定、 施工方便。因此，该阳极体在阴极保护施工中， 得到了广泛的应用。适用范围：外加电流阴极 保护系统的辅助阳极。 使用范围： 应用于海上钻井平台、地下钢制管道、采油联 合站、地下电缆、地下储罐等设施的外加电流 阴极保护。 详细介绍： 预包装高硅铸铁阳极体主要由阳极、焦炭填料、 导气管和钢套管等组成，阳极采用高硅铸铁阳 极，先用支架将高硅铸铁阳极固定在钢套管的 中心，装上导气管后在其四周填充焦炭填料。 尤其对于土壤电阻率高的地区，如新疆等西
北 地区地处我国内陆，降水稀少，地表干旱，严 重缺水；阳极深入地下几十米的潮湿土壤中， 有效降低阳极的接地电阻，大大提高阴极保护 系统的覆盖范围，延长管道等地下构筑物的寿 命，节约阴极保护系统的运行和维护成本，是 高土壤电阻率理想的阴极保护材料。 东营奥科防腐 http://www.61k.com20
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阳极地床
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3.贵金属氧化物管状阳极 贵金属氧化物管状阳极适用于多 种环境，如土壤、淡水、盐渍水 和海水中。是目前阴极保护中替 代高硅铸铁阳极最有前途的产品， 而且其重量轻，使用寿命长，性 价比高。涂层类型、厚度和阳极 规格尺寸可以根据用户定制，这 取决于要求的电流密度、使用的 介质环境和设计寿命。表中所列 排流量为管状阳极在土壤中使用 时的数值，若是海水中使用的阳 极，其涂层成份和排流量都将发 生变化。
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阳极地床
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4.贵金属氧化物带状阳极 带状贵金属氧化物阳极目前已经作为 网状阳极阴极保护系统的辅助阳极在 国内外广泛应用新建储罐底板的阴极 保护。 我公司生产的MMO钛阳极涂层在阴 极保护的各种环境中损耗率都很低， 约为２mg/A.a，寿命可达到45年以 上。具有很高的化学稳定性，即使在 低PH值和含有氯离子环境中也有良 好的化学稳定性；尺寸稳定；低而均 匀的涂层损耗率: 1-6 mg/A. a；可在 高电流密度下工作；具有优异的导电 性能等特点。 常用的规格型号如下: 规格：宽6.35mm 厚0.635mm 长 度：76.2米／卷或152.4米/卷
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阳极地床
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5.贵金属氧化物网状阳极 贵金属氧化物网状阳极主要用于 混凝土的阴极保护，通过低压直 流电流向被保护的钢筋结构提供 保护电流，从而抑制钢筋腐蚀。 网状阳极可对已建成的钢筋混凝 土结构中途实施阴极保护，也可 对新建钢筋混凝土结构从一开始 就实施阴极保护。适用于不同环 境（如海水、淡水、土壤等）、 电流分布均匀、产生的杂散电流 少、安装简单（不需回填料）、 质量容易保证（大量工作已经在 工厂内完成）、寿命长。
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阳极地床
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6.柔性阳极 柔性阳极亦称缆形阳极，早期主要解 决覆盖层老化的老龄管道的阴极保护 问题，目前广泛应用于新建和已建管 道及储罐的阴极保护中，使用寿命达 40年。 产品以外层材料分为四个系列；每个 系列有多个规格可选（以输出电流的 不同分为：50毫安/米、80毫安/米、 160毫安/米、320毫安/米和800毫安/ 米）。 柔性阳极中辅助阳极材料主要有导电 塑料、MMO（混合金属氧化物）和 铂铌合金三
种。其中，采用导电塑料 为辅助阳极的柔性阳极具有安装方便， 配套技术完善，价格合理的特点，使 用最为广泛。
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阳极地床
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7.预包装贵金属氧化物深井阳极 本阳极体由贵金属氧化物管状阳极串、导 气管、焦炭填料和钢制套管等组成，本贵 金属氧化物阳极串（由3-4支贵金属氧化 物管状阳极组成）固定在钢套管的中心， 装上导气管后阳极串四周填充焦炭填料。 对于土壤电阻率高的地区，如新疆等西北 地区地处我国内陆，降水稀少，地表干旱， 严重缺水；当土壤环境为沙石、戈壁等时， 土壤电阻率极大，从而导致阴极保护系统 无法正常运行，加速管道的腐蚀速率。此 阳极体是专门针对此类环境研发的。 阳极深入地下几十米的潮湿土壤中，有效 降低阳极的接地电阻，大大提高阴极保护 系统的覆盖范围，延长管道等地下构筑物 的寿命。节约阴极保护系统的运行和维护 成本。是高土壤电阻率地区理想的阴极保 护材料。 此阳极体是阴极保护行业推广使用的理想 外加电流辅助阳极。
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参比电极
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1.埋地长效硫酸铜参比电极 埋地长效硫酸铜参比电极的耐用性、 耐久性、耐损坏程度一直是工程施工 中比较关注的重要部件之一。在大型 储油罐及大型化学容器底板阴极保护 施工过程中基础施工时往往辅助大型 动力机械及重型设备，因而在基础施 工以前阴极保护系统早已埋设好的埋 地长效硫酸铜参比电极（常规陶瓷罐 内芯型）最容易被压碎或损坏。 针对这种情况我公司自主研发了，采 用PVC、PPR材料制成的抗压型埋 地长效硫酸铜参比电极，该参比电极 性能、使用寿命跟陶瓷参比电极一致， 突出的优点为抗积压、碰撞、摔打， 因此在不同领域得到了更为广泛的应 用。
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参比电极
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2.长效高纯锌参比电极 长效高纯锌参比电极主要应 用在海水和氯化物含量比较 高的土壤当中。因材质为金 属所以具有抗压的特点因此 可用在压力比较大的金属构 筑物底部。 常用尺寸为：25x180mm； 50x230mm；75x200mm。
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参比电极
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3.便携式硫酸铜参比电极 主要用于测定地下金属管道的自然电位及 阴极保护电位，测定土壤中的杂散电流， 也可用于测定电缆金属护套及混凝土中钢 筋的电位。该电极在土质较粘的地方，可 作外加电流阴极保护体系中的控制电位用 参比电极。可在各类土壤及淡水中应用。 结构性能 1、电极体积小，携带方便，便于在现场 使用。腔体由透明有机玻璃或ABS管构成， 便
于观察内部硫酸铜溶液的饱和度。 2、电极电位稳定，电极不易极化。 3、电极寿命长，电极帽与电极腔体用螺 口连接，灌装溶液方便，一次灌液可使用 一年以上。 4、电极结构牢固，接头耐腐蚀，微孔膜 渗漏速度合宜，无可见液流，可置于衣袋 中。
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测试桩
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测试桩的分类 按材质分为：钢质测试桩、水泥测试桩、塑料测试桩。钢质测试桩又分 为碳钢测试桩和不锈钢测试桩。 我公司根据市场需要自主研发生产的第二代防雨型测试桩，继承了前代 的优秀设计理念，门轴采用不锈钢制作。测试桩检测口有防雨檐，防止 雨水侵入；测试桩检测门设有专门的开启钥匙，防止非正常开启。同时 还兼具防盗、坚固、耐用、美观等优点。适用于大范围野外的天然气、 液化石油气、石油、成品油、人工煤气、化工、水利及自来水等不同行 业的埋地金属管道的阴极保护。对城市内地下结构（如埋地金属管网、 油田管网及长输金属埋地管线）的阴极保护同样适用。 水泥测试桩主要根据客户需要而定做，一般适合用于易盗场所，因为有 些地区的钢管测试桩常常被盗，而水泥测试桩由于其本身利用价值不高， 所以一般不太容易遭破坏。 规格型号：AK-HNT-CS-150x120x长度（特殊规格可定制）。
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测试桩
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辅材
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1.绝缘接头 绝缘接头主要应用于石油、天然 气、碳氢化合物、水、蒸汽和腐 蚀性液体等介质的输送管道防腐 的阴极保护。可以根据用户要求 采用不同的管子材料 产品特点 绝缘性能好；寿命长；强度高； 埋地安装；自动消雷保护；使用 温度：-50℃—90℃； 适用介质 油、气、水、化工原料、煤浆等。
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辅材
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2.接地电池
主要性能： 不影响构筑物本身的阴极保护；建筑 物阴极保护不会因为接地而引起电偶 腐蚀。 适用范围： 在交流干扰影响范围内及雷电多发区 里，防止强电冲击引起的破坏，不损 坏被保护构筑物。 优点： ①不影响构筑物本身的阴极保护；② 若建筑物阴极保护不会因为接地而引 起电偶腐蚀。 注意事项：在土壤中使用时，应用填 充料，其配比为：石膏75%、膨润土 20%、硫酸钠5%。
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辅材
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3.放热焊
主要性能： 具有发热值适中、熔合牢固、熔敷金属塑性高、 抗裂纹及剥离能力强、焊前焊后无需预热和缓 冷等特点。 使用范围： 主要适用于铜芯电缆与钢结构或铜芯电缆之间 对接的焊接。目前除广泛用于煤气、石油、天
然气化工钢管的阴极保护、地铁焊接、钢轨电 缆连接及电力电缆的焊接。 详细说明: 1. 将电缆线穿入焊模内平行放置于管道上； 2. 钢片放置于焊模内孔顶部（盖住内孔）； 3. 然后依次将铝热焊剂、点火剂放置于铜片上 部； 4. 用点火枪直接点燃； 5. 点燃后迅速盖住焊模顶盖，待燃烧完成即可； 6. 焊接前，管路表面要除锈、除油。
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4.补伤片 补伤片是一种专门为埋地或架空 钢质管道焊口防腐补伤及保温管 道耐保温补伤而设计的辐射交联 聚乙烯防腐包覆材料。 它由辐射交联聚烯烃基材和特种 密封热熔胶涂层复合而成。本产 品在施工时加热熔化胶层，粘贴 破损管道表面，与原管道防腐层 形成连续、紧密的防腐体系，可 以抵抗土壤应力，抗静水压力， 抗阴极剥离，抗化学腐镞蚀和霉 菌侵蚀等多种腐蚀行为。 执行标准：SY/T4054-2003.
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5.热熔胶 执行标准：SY/T4054-2003 性能：本热熔胶粘接力强，适应 温度范围宽，具有良好的耐热、 耐寒性、耐酸碱盐介质腐蚀和热 稳定性，固定性好，抗滑移，粘 接强度高，耐温性能优异等特点。 适用范围：油气管道、热力管道 施工中热收缩带补口搭接时的固 定。
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