牺牲阳极阴极保护方案 项目号： 文件号：BXSSD20180930-3 CAD号： 设计阶段：方案设计 邦信 天然气管道牺牲阳极设计方案 日期：2018.9.30 设计人 王晶 天然气管道牺牲阳极设计方案 （文件号：BXSSD20180930-3） 河南邦信防腐材料有限公司 版 次 1 说 明 设计解释归河南邦信所有 编 制 王晶 校 对 李欣涛 审 核 刘晶 审 定 杨帅 日 期 2018.09.30 邦信 阴极保护方案 天然气管道阴极保护解决方案 文件号：BXSSD20180801-3 技术服务： 版次： 1版
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
邦信 阴极保护方案 天然气管道阴极保护解决方案 文件号：BXSSD20180801-3 技术服务： 版次： 1版 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）。
邦信 阴极保护方案 天然气管道阴极保护解决方案 文件号：BXSSD20180801-3 技术服务： 版次： 1版 业主方提供的其他资料、图纸。
4 .设计基本参数
满足《埋地钢质管道阴极保护技术规范》要求。
5.保护对象和保护方法
5.1保护对象
18公里天然气管道。 5.2保护方法
5.2.1 管道每400米一组镁合金牺牲阳极，每组3只。 5.2.2 每1000米一套测试桩及参比电极； 5.2.3 安装配件。
6阴极保护方案设计内容
6.1 镁合金牺牲阳极 简介：
邦信 阴极保护方案 天然气管道阴极保护解决方案 文件号：BXSSD20180801-3 技术服务： 版次： 1版 镁阳极的电流效率约50%，受环境影响还可能更低。当土壤或水中含盐量较低时，电流输出小，因而，其自身腐蚀相对较大。当土壤电阻率高时，阳极输出电流小，阳极表面容易发生钝化，进一步加大接地电阻，使阳极输出电流进一步减小。此时，阳极的开路电位或在通电点处测量管道电位，可能没有明显变化。温度升高时，自身腐蚀加剧，效率降低，所以，在咸水或盐水中，使用温度不宜超过32℃；在淡水中，不宜超过45℃，在海水中，其寿命很短，不宜采用。
化学成分
元素 Al Zn Mn Fe Ni Cu Si Mg 标准型 5.3~6.7 2.5~3.5 0.15~0.60 ≤0.005 ≤0.003 ≤0.020 ≤0.10 余量 镁锰型 ≤0.010 — 0.50~1.30 ≤0.03 ≤0.001 ≤0.020 — 余量 化学性能
性能 密度g/cm3 开路电位 V 标准型 镁锰型 备注 1.77 1.74 -1.55 -1.70 相对CSE 理论电容量 A.h/kg 2210 2200 理论电流效率 % 实际电流效率 % 55 50 在海水中，3mA/cm2条件下 在土壤中，0.03mA/cm2条件下 ≥50 40 实际电容量 A.h/kg 1110 880 使用范围
镁合金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。
镁牺牲阳极一般可以在电阻率20欧姆/米~50欧姆/米的土壤或者淡水环境中，电阻率小于10欧姆/米的环境中一般不会使用镁牺牲阳极。100℃的是镁牺牲阳极使用时可以达到的温度，镁牺牲阳极的使用率为百分之八十五，所以当阳极的重量剩到百分之十五的时候，就可以认定该阳极已经失效。镁牺牲阳极的电阻率正常情况下是50%，但是受到各种情况的约束可能会更低一些。
在咸水或者盐水的影响下，使用镁牺牲阳极时，温度最好不要超过30摄氏度，在淡水环境中，温度也不应该超过45摄氏度来使用镁牺牲阳极，所以镁牺牲阳极不适宜在海水中使用，在海水中其腐蚀速度太快，寿命很短。
阳极要求
1、电位足够负，但不宜太负，以免阴极区产生析氢反应； 2、阳极的极化率要小，电位极电流输出要稳定； 3、阳极材料的电容量要大； 4、必须有高的电流效率； 5、溶解均匀。容易脱落； 6、材料价格低廉，来源充分。
18公里天然气管道牺牲阳极阴极保护设计方案 - 图文
