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牺牲阳极原理及施工监理
钢质燃气管道阴极保护工程中牺牲阳极
基本概念和施工监理要点
本课题从介绍金属腐蚀和控制腐蚀的机理入手,侧重介绍钢质燃气管道阴极保护工程中常接触到的牺牲阳极的基本概念和施工中要点。
一、基本概念
(一)、腐蚀
1、腐蚀的定义金属与环境间的物理-化学的相互作用,造成金属性能的改变,导致金属、环境或由其构成的一部分技术体系功能的损坏。
(国标GB/T10123-2001和原石油部标准SYJ30-87等效采用ISO标准)
2、腐蚀的分类
⑴按腐蚀的形貌分全面腐蚀和局部腐蚀
全面腐蚀也称均匀腐蚀或整体腐蚀,指与环境相接触的材料表面均因腐蚀而受到损耗。
一般用单位时间内单位面积上的腐蚀量(称为腐蚀率)或单位时间内侵入的深度(称为侵蚀率)两种方法来表达其平均腐蚀速率。
局部腐蚀指腐蚀发生局限在结构的特定区域或部位上。
又可分:
①缝隙腐蚀发生在同种或异种金属相接触,或金属与非金属材料相接触而形成的缝隙处或邻近缝隙的区域。
通常是由于缝隙中氧的缺乏、酸度的变化及某种离子的累积而造成的。
是一种很普遍的腐蚀现象,几乎所有的金属材料都可能发生缝隙腐蚀。
法兰联接面、螺母紧压面、搭接面、焊缝气孔、锈层下以及沉积在金属表面的淤泥、积垢、杂质都会形成缝隙而引发缝隙腐蚀。
②点(坑)蚀发生在金属表面极为局部的区域内,造成洞穴或坑点并向内部扩展,甚至造成穿孔。
③另外还有浓差腐蚀电池、电偶腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀和氢腐蚀等。
由于局部腐蚀类型众多,所以对局部腐蚀程度的评定较为复杂,没有统一的定量标准。
⑵按腐蚀反应的机理分化学腐蚀和电化学腐蚀
化学腐蚀是指金属和非电解质直接发生纯化学作用引起的金属损耗,如金属的高温氧化。
电化学腐蚀是指金属和电解质直接发生电化学作用引起的金属损耗,在电化学腐蚀过程中,同时存在着两个相对独立的反应过程—阳极反应和阴极反应,并有电流产生。
如钢铁在水溶液(包括土壤)中的腐蚀:
阳极反应:
Fe——Fe2++2e-
阴极反应:
在中性介质中0.5O2+H2O+2e-——2OH-
而在酸性介质中为2H++0.5O2+2e-——H2O或2H++2e-——H2
阳极反应和阴极反应的产物Fe2+和2OH-结合成Fe(OH)2即Fe2++2OH-——Fe(OH)2再继续反应生成不溶性铁锈2Fe(OH)2+0.5O2——2FeOOH+H2O。
电化学腐蚀是最普遍的腐蚀现象。
⑶按腐蚀的环境分大气腐蚀,海水腐蚀,土壤腐蚀和化学介质腐蚀。
值得注意的是在天然水体和土壤腐蚀中的生物腐蚀:
微生物的代谢活动会直接或间接地影响腐蚀过程,使金属受到破坏。
与腐蚀有关的微生物分为嗜氧性和厌氧性两类,分别在含氧和缺氧环境中易于繁殖生长,在其繁殖生长的同时与环境中一些物质进行复杂的化学过程,产生的化合物与钢铁接触时,铁被腐蚀转化,最终使管道破坏。
3、腐蚀的危害和防护意义腐蚀不仅仅是浪费了金属资源,还使生产停顿、物料流失、降低产品质量、污染环境、延误新技术的发展,甚至引起火灾、爆炸、塌毁等灾难性事故。
因此,重视腐蚀问题,防止和减轻腐蚀,不仅有明显的经济效益,而且还有巨大的社会效益,同时对促进新技术、新工艺的发展也是必不可少的。
事实上,科学技术的发展已经为解决腐蚀问题提供了一定的理论基础和许多行之有效的方法。
其中阴极保护工程就是一种控制腐蚀的有效手段。
4、控制腐蚀的方法
⑴控制腐蚀的关键环节
①设计是控制腐蚀的第一个环节,包括正确选用防腐蚀技术、合理选用耐腐蚀材料以及合理设计设备结构。
②施工是关系到各种防腐蚀措施能否达到预期防腐蚀效果的重要环节。
必须严格按施工规程进行施工;和按质量标准进行检查验收。
③管理包括施工管理(包括制定施工计划、工艺规程和施工方案以及施工中的质量检查和验收记录)、运行管理(包括建立防腐蚀技术档案和定期进行维护检修等)。
⑵腐蚀的控制技术
①合理的设计包括整体设计和细节设计,都应当尽量考虑消除或减少腐蚀条件的出现。
②正确选用金属材料是要最经济地同时满足工艺要求和防腐要求。
所选材料的防腐蚀性能一般是通过依据在相同工艺条件中经过实际验证的腐蚀数据、或通过中间实验装置中取得的数据、或在实验室摸拟条件下得到的数据来评价考虑,既要考虑全面腐蚀,也要考虑是否可能出现局部腐蚀。
③改变腐蚀环境主要是降低环境介质中的腐蚀性,去除介质中的有害杂质。
④采用耐腐蚀的覆盖层采用耐腐蚀性能的金属或非金属材料覆盖面基体金属表面,使环境中介质与基体金属隔离。
这是一种应用广泛的防腐蚀方法。
覆盖层分金属覆盖层和非金属覆盖层两大类。
金属覆盖层的方法有电镀、喷镀、化学镀、热浸镀、热扩散渗镀等,也包括复合钢板管和金属衬里。
非金属覆盖层的方法是采用耐蚀的非金属材料涂覆或粘贴在基体金属表面上,其防腐作用主要是靠隔离效应。
其中涂料的应用最为广泛,另外还用衬里,即用橡胶、塑料、玻璃钢、耐蚀陶瓷、铸石等有良好防腐效果的板料衬砌在金属表面。
⑤用耐腐蚀的非金属材料代替金属材料耐腐蚀的非金属材料有:
有机材料(主要是高分子材料—塑料)、无机材料(主要是硅酸盐材料)和复合材料(主要是玻璃纤维增强塑料—玻璃钢)。
⑥电化学保护在绝大多数情况下,金属的腐蚀是由于腐蚀电池的作用,即电化学腐蚀。
在一定条件下,极化作用可以降低金属的腐蚀速率。
通过强制电流或采用牺牲阳极两种途径对金属进行阴极化以减小或防止金属腐蚀的方法称为阴极保护法。
从原理上讲,一切金属都可进行阴极保护。
⑶管道的防腐蚀技术
就埋地钢质管道而言,目前公认的防腐蚀技术是防腐层和阴极保护相结合的防腐措施。
①管道防腐层的发展史
在国外,早在19世纪中叶(1865年)就开始应用钢质管道,由于频繁的渗漏使得人们不得不考虑对埋地钢质管道采用防腐层技术。
20世纪70年代以前最先应用煤焦油沥青及改性的煤焦油瓷漆。
这种材料在运行温度高的条件下会发生氧化反应挥发一种部分馏份,导致脆变和剥离,使阴极保护电话流增大。
20世纪40年代至70年代石蜡、石油沥青、胶带、聚乙烯(PE)夹克陆续被开发出来。
其中胶带曾一度占据优势,60年代的双层挤塑聚乙烯(PE)结构也得到了发展,但都因易发生损坏,经常发生剥离,对阴极保护电流产生屏蔽,导致应力腐蚀开裂(SCC)。
20世纪70年代熔结环氧粉末(FBE)具有优良的力学性能和防腐蚀性能、极强的附着力,以及与阴极保护相容性等特点,不足的是机制强度不太理想。
最新发展的双层熔结环氧粉末(FBE)系统(DPS)在机制强度上有较好的改进,所以也称耐磨外防腐层(ARO)。
20世纪90年代熔结环氧粉末(FBE)和由聚乙烯(PE)发展而来的三层聚乙烯(3LPE)渐渐地取代了煤焦油瓷漆,成了管道防腐层的主要材料。
我国的防腐层运用和国外一样,也是从沥青类开始(上世纪中)。
到上世纪70年代后期到80年代在国外防腐层新技术的影响下,胶带、夹克、环氧粉末相继在国内亮相,在80年代到90年代中期是国内各种防腐层发展竞争的混战时期,直到90年代后期,熔结环氧粉末(FBE)和三层聚乙烯(3LPE)两种防腐层逐渐形成主流。
而世界最新防腐材料DPS也开始有少量应用。
关于管道通过特殊地点时应特别注意防腐的要求:
a为避免管道在通过两种不同介质时(如管道穿墙、出土和入土等部位)形成透气性差异电池而产生腐蚀,在两种介质交接点钢管应做好加强防腐绝缘处理。
B管道穿越污水沟或在酸性较强的土壤等有可能形成宏电池场合,穿越如浴室等水分较多的地面下时,均应有加强防腐绝缘的措施。
②阴极保护的发展史
应用阴极保护技术来防止金属腐蚀要比采用防腐层早。
早在1824年英国化学家在实验室长期试验的基础上,用铁作为阳极,给用铜皮包覆的海军木船进行保护,使总面积为铁阳极面积八十倍的铜皮取得良好的保护效果。
继而用锌作阳极,发现面积只有铜的百分之一,有保护效果更好。
时隔几年,科学家通过继续研究后,首次明确地定义了“电解质”、“电极”、“阳极”、“阴极”、“阳离子”、“阴离子”等概念,为电化学奠定了科学的基础,同时也阐明了阴极保护的原理。
强制电流的阴极保护试验始于1890年,由于当时没有合适的外加电源和阳极材料而未获成功。
到1902年采用了直流电机首次实现了强制电流阴极保护的实际应用。
同时,与之有关的理论被确立,锌-硫酸锌参比电极和铜-硫酸铜参比电极测量电位相继被采用。
1929年又确立了管道的阴极保护电位为-0.85V(相对铜-硫酸铜参比电极)。
近30年,国外的阴极保护的进展主要体现在技术应用上,阴极保护所需的设备、材料、附配装置等日趋完善,检测和监控也更加先进,应用范围也不断扩大。
同时,还制定了一系列的规范和标准,使阴极保护技术日渐标准化。
我国对阴极保护技术的研究和开发应用始于1958年,从70年代起,我国的长输管道开始推广应用阴极保护技术。
20世纪末,我国也开展了阴极保护系统优化设计方法的研究,同时有关部门还制定了一系列有关阴极保护技术的规范和标准,加快了标准化进程。
(二)、阴极保护原理
1、金属腐蚀的电化学原理
金属在水域,土壤、化工生产介质中的腐蚀是一种溶液中的电化学反应。
其原理概括地讲是:
在反应过程中,金属失去电子至较高价态,而存在于溶液中的其他反应物得到电子被还原至较低价态。
2、阴极保护的原理
金属阴极保护是一种电化学保护,其原理简单地讲,就是在金属腐蚀体系中连接上第三个电极,向被腐蚀的金属施加阴极电流(即提供电子),使金属的电位向负偏移,进入免蚀区,得到保护而不再腐蚀,称阴极保护。
施加阴极电流保护的方法常有强制电流和牺牲阳极两种。
其中“强制电流”保护方法是通过外加直流电源和辅助阳极接地向被保护的金属施加阴极电流。
这种方法具有:
输出电流连续可调、保护范围大、不受环境电阻率限制、工程越大越经济和保护装置寿命长等优点。
但也存在需要外部电源、对邻近金属构筑物干扰大及维护管理工作量大等缺点;而“牺牲阳极”保护方法是把比被保护金属电位更负的金属(即阳极)和被保护金属用导线连接起来,靠着阳极金属自身腐蚀,向被保护金属提供阴极保护电流。
这种方法具有:
不需要外部电源、对邻近金属构筑物无干扰或很小、投产调试后可不需管理、工程越小越经济和保护电流易分布均匀、利用率高等优点。
存在高电阻率环境不宜使用、保护电流不可调、覆盖层质量必须好、投产调试复杂和消耗有色金属等缺点。
3、阴极保护参数
(1)、保护电位是指阴极保护时使金属腐蚀停止(或可以忽略)时的电位值。
此项参数需要借助参比极来测量的,是阴极保护最基本的参数。
参比极不同,所测数值也不同。
一般常用的参比极是饱和硫酸铜电极(CSE),用这种参比极测钢铁的保护电位常取-0.85V(CSE)。
如采用锌参比极测则为+0.25V(Zn)。
(2)、保护电位准则保护电位有一个范围。
取决于腐蚀环境(电解质),也取决于金属的种类。
①管道的阴极保护电位(管/地界面极化电位,下同)应为-0.85V(CSE)或更负;
②阴极保护状态下管道的极限保护电位不能比-1.2V(CSE)更负(否则会由于析氢而产生氢脆和使防腐层松脱);
③对高强度钢(最小屈服强度大于550MPa)其极限保护电位则要根据实际析氢电位来确定。
其保护电位应比-0.85V(CSE)稍正一点;
④在厌氧菌或硫酸盐还原菌及其他有害菌土壤中,管道的阴极保护电位应为-0.95V(CSE)或更负;
⑤在土壤电阻率ρ100~1000Ω·m环境中的管道,阴极保护电位应负于-0.75V(CSE);在土壤电阻率ρ大于1000Ω·m环境中的管道,阴极保护电位宜负于-0.65V(CSE)。
在上述情况难于达到时,可采用阴极极化值大于0.1V判据(可在极化的形成或衰减过程中测量)。
但在高温条件下、有硫酸盐还原菌的土壤中、存在杂散电流干扰及异种金属材料偶合的管道中不能采用0.1V极化准则。
(3)、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,是阴极保护设计中必不可少的又一重要参数。
能影响保护电流密度参数的因素很多,主要有被保护构筑物的表面状况(有无覆盖层及类型、或覆盖层质量)、环境条件(如温度、介质的流动、pH、含盐量及种类、通气程度、微生物的活动等)和被保护金属的种类。
如埋地钢管表面有塑料层覆盖时的保护电流密度为0.001~0.01mA/㎡,如果无覆盖层时保护电流密度需要10~100mA/㎡。
(4)、最佳保护状态在实践中追求完全保护,不一定是适宜的。
即既要考虑保护程度(P),也要考虑保护效率(Z)。
一般把P的值选择在能保证阻止金属的溃疡腐蚀,如允许钢的均匀腐蚀率在≤0.1mm/a的范围内。
4、阴极保护应用条件阴极保护应用条件有:
⑴腐蚀介质必须是能导电的,以便能建立起连续的电路。
如通常的土壤、海水、淡水及酸碱盐溶液等介质中都可进行阴极保护。
而气体介质、大气以及其他不导电的介质,则不能应用阴极保护。
⑵被保护的金属材料在所处的介质中要容易进行阴极极化,否则耗电量大,不宜于进行阴极保护。
常用的钢铁、铜、铝、铅都可采用阴极保护。
⑶对于复杂的金属设备或构筑物,要考虑其几何上的“屏蔽作用”,防止保护电流的不均匀性。
例如对于大型储罐的罐底保护,采用周边浅埋阳极时,就会产生罐底边缘电位过负,而罐中心位置上达不到最小保护电位。
⑷电绝缘已成了阴极保护必不可少的条件,为了降低保护电流密度要采用覆盖层绝缘;为防止电流的流失要将保护构筑物与非保护构筑物进行电绝缘。
⑸和电绝缘相对应,被保护构筑物系统间的电连续性是阴极保护的又一条件。
如凡是法兰连接的管道必须通过电缆将其跨接,确保电流的畅通。
⑹一些不安全因素可能会限制阴极保护在特定领域中的应用。
如罐内阴极保护,当析出的氢气逸放不出去时会有爆炸的危险;因镁碰撞会发生火花,所以当有可燃气体时禁用镁牺牲阳极。
(三)、牺牲阳极
任何金属或合金放在电解质溶液中都有一个电极电位。
如果把它们从负到正排列起来,则排在负性向前面的金属均可作为牺牲阳极保护排在其后的金属。
如在海水中镁、镁合金、锌、铝合金、铝的电位序(-1.45~-0.53)在铁、钢(-0.50~-0.40)之前,它们可以作为牺牲阳极来保护钢铁,同样钢铁可以作为牺牲阳极来保护铜(-0.08)。
⒈牺牲阳极的基本要求
①要有足够的负电位,且很稳定;②工作中阳极化要小,溶解均匀,产物易脱落;③阳极必须有高的电流效率,即实际电容量与理论电容量的百分比数要大;④电化学当量高,即单位重量的电容量要大;⑤腐蚀产物无毒,不污染环境;⑥材料来源广,加工容易;⑦价格便宜。
⒉工程中常用的阳极材料
⑴镁及镁合金
①高纯镁Mg(含镁大于99.99%)镁中的杂质,特别是铁的含量由于电位较正,引起腐蚀使镁的阳极效率降低。
高纯镁具有电位负,机械加工性能好的优点,但制造成本较高。
适用电阻率较高的土壤或淡水中。
用高纯镁加工的带状阳极,可把应用范围扩大到1170Ω·m以上的环境中。
②Mg-Mn合金锰可以使铁在溶铸过程中沉淀出来,并把留在合金中的铁包围起来,使铁不产生阴极性杂质的有害作用。
Mg-Mn合金也属高电位阳极材料,适合于铸造和挤压两种方式加工。
主要用于高电阻率环境中。
③Mg-Al-Zn-Mn合金有Mg-6Al-3Zn-Mn等几种。
而Mg-6Al-3Zn-Mn合金是电化学性最好的,电流效率可达58.7%,表面溶解均匀,对杂质的限制也很严。
⑵锌及锌合金
①高纯锌Zn(含锌大于99.995%)锌中的有害杂质,其中铁是最有害的元素,它对锌的电位和电流效率都影响很大。
锌是电负性金属,标准电位为-0.76V(EH)。
高纯锌在海水中稳定电位是往负向偏移,达-0.82V(EH)。
高纯锌通常用来制造挤压的带状阳极或作固体参比电极用,工作时在表面上形成疏松的腐蚀产物。
②Zn-Al合金合金中含有一定量(0.4%)的铝(Al)可使合金的电位更负,电流效率增加。
③Zn-Al-Cd合金添加元素Al和Cd可使晶粒细化,并消除杂质的不利影响。
该合金具有溶解性能好,电流效率高,保护效果可靠,制造容易,价格低廉等特点,所以得到广泛的应用。
⑶铝合金由于铝的原料来源广,制造工艺简单,价格低廉等特点,是牺牲阳极品种中的后起之秀。
但铝是自纯化金属,无论铝还是铝合金,表面都极易钝化。
要开发铝作牺牲阳极材料,必须通过合金化限制和阻止表面形成连续性氧化膜,促使表面活化,使合金具有较负的电位和较高的电流效率。
其中锌是主要添加元素,一般含量在5%左右,可使合金具有成分均匀,使铝的电位负向偏移0.1~0.3V,易活化和产物易脱落的特点。
①Al-Zn-Hg系合金添加汞元素,可极大地增加铝的表面活化。
由于汞会污染环境,熔炼时汞蒸气对人体有害,生产工艺也极难,所以逐渐被淘汰。
②Al-Zn-In系合金有铝-锌-铟-镉、铝-锌-铟-锡、铝-锌-铟-硅、铝-锌-铟-锡-镁等合金。
Al-Zn-In系合金是目前公认的有前途的铝阳极系列,基础成分Al-2.5Zn-0.02In,它的电位在-1.10V(CSE),电流效率在85%左右。
⒊牺牲阳极规格
根据不同的用途,牺牲阳极有各种各样的形状和尺寸。
为增加阳极表面积,阳极通常要做成梯形截面和D形截面;为增加单位重量阳极的输出,适应高电阻率环境,阳极又可制造成线形(带状)。
在GB4948-85、GB4950-85和SY/T0019-97三部标准中对镁、铝锌三类牺牲阳极的尺寸有具体规定。
其中D形镁阳极主要应用到土壤环境中;带状镁和锌阳极主要应用于高电阻率土壤、淡水中和空间狭窄局部场合,如套管内;镯式阳极主要应用于水下或海底管道上,有口径较大的是用数块略带弧形的配状阳极焊接在环状的钢支架上,然后作为一个整体再装在管道上,有小口径的是做成两个半环形。
镯式阳极多以锌合金为材料,兼顾配重和延长寿命;半球形阳极主要用于低电阻率的水中,以悬吊式状态工作。
⒋阳极种类的选择通常是根据环境(土壤或水)的电阻率来选择阳极的种类,再根据保护电流的大小来选择阳极的规格。
一般在水中:
电阻率<150Ω·cm时可选铝阳极,电阻率<500Ω·cm时可选锌阳极,电阻率>500Ω·cm时可选镁阳极;在土壤中:
电阻率>100Ω·m时可选带状镁阳极,电阻率在100~40Ω·m时可选镁阳极,电阻率在<15Ω·m时可选镁或锌阳极,电阻率在<5Ω·m并含Cl-时可选锌或铝-锌-铟-硅阳极。
对阳极的形状的选择应依保护对象、环境而定。
土壤中多用棒形阳极(梯形或D形);阳极长度决定接地电阻,也就决定了阳极的输出功率;其截面大小决定了阳极的寿命。
带状阳极主要应用于高电阻率土壤中,有时也用于某些特定场合,如临时性保护,套管水管道的保护,高压干扰的防护用均压接地垫等。
镯形阳极只用于水下或海底管道的保护。
块(板)状阳极多用于船体、水下构筑物、容器内保护。
而大型水下构筑物,用半球形阳极比较合适。
⒌牺牲阳极的特殊应用
牺牲阳极除了防蚀功能外,还可以有以下功能:
⑴作接地极用用牺牲阳极来代替过去惯用的铜或钢接地极,有两个好处:
不影响构筑物本身的阴极保护;若无阴极保护,不会因接地而引起构筑物的电偶腐蚀。
锌接地极结构可查SY/T0019-97《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》。
目前已商品化,可根据实际需要单支,二支或三支串连使用,施工也方便,只要地质条件允许,可采用夯入法。
⑵作参比极用设计中对于一些无法接近的构筑物的某些部分(如底板外壁中心点,船壳水下)的监测,需要设置一支参比极,锌及锌合金有时是理想的材料。
作为参比极的锌必须是高纯金属(纯度在99.995%以上)用于土壤中的参比极必须使用化学填包料,被保护体相对Cu/饱和CuSO4电极为-0.85V的电位,相对锌参比极的电位为+0.25V,
⑶作接地电池用在交流干扰影响范围内及雷电多发区,为了防止强电冲击引起的破坏,需要在绝缘装置两侧或电力接地体与管道之间装设由牺牲阳极构成的接地电池。
(在SY/T0086-2003《阴极保护管道的电绝缘标准》中有规定)它是由两支或四支牺牲阳极(多为锌阳极)用塑料垫块隔开并成双地绑在一起,装在填满导电性填包料的袋子里。
由被隔开的牺牲阳极各引出一根导线接至绝缘装置相邻的两侧,一旦有强电冲击,强大的电涌将通过填料的低电阻从一侧传到另一侧,而不损坏被保护构筑物。
⑷防交流干扰当强电线路与输油、气管道平行接近时,管道上必然会感应产生危及管道和人身安全的次生电压。
为减轻消除这一干扰的危险,通常可采用接地排流。
当采用牺牲阳极接地排流时,可产生排流和保护双重功能
二、牺牲阳极的施工和监理要点
牺牲阳极的施工和监理包括掌握设计和相关标准要求,埋设前阳极的检查、组装、填充,埋设和参数检测,以及绝缘处理。
对牺牲阳极的施工和监理时需要注意要点。
(一)、掌握设计和相关标准要求
1、掌握设计要求
(1)工程中采用的牺牲阳极的型号及规格,连接用电缆规格、长度;
(2)阳极包填料配方及填充要求;
(3)参比极的要求;
(4)牺牲阳极的埋设要求:
在管线的分布位置、每组的阳极包数量、连接方式和测试桩的安装等。
2、掌握相关标准要求
(1)SY/T0019-1997《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》;
(2)SYJ4006-1990《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》;
(3)SY/T0086-2003《阴极保护管道的电绝缘标准》;
(4)SY/T0023-1997《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》等。
3、审查设计有否不完善
(1)因土壤电阻率大于100Ω·m时,不宜采用牺牲阳极。
所以必要时应抽测工程管线经过地段土壤的电阻率,如有不适宜地段,应与设计联系处理。
(2)审查与被保护的管道需要电绝缘的绝缘装置是否设计到位。
(二)、牺牲阳极的检验与组装前的准备
1、检验首先检查牺牲阳极是否是设计要求的材料,并在使用前必须对其质量进行认真检查:
(1)、检查厂方提供的质保资料:
①合格证。
②质量保证书。
保证书上至少应标明:
厂名、阳极型号及规格、化学成分分析结果、批号、制造日期。
其中型号及规格是否符合设计要求,化学成分是否符合设计或SY/T0019标准中相应要求。
(2)、实物抽查:
抽查率为3%。
①外观形状和重量是否符合设计要求;
②钢芯与阳极之间的铸连是否牢固;
③钢芯与阳极之间的接触电阻是否过大。
2、阳极电缆引出头的焊接与绝缘
(1)、阳极电缆引出头的焊接
①连接电缆长度应满足埋设要求。
通常使用铜芯电缆,推荐型号:
VV-1Kv×10mm2
②将牺牲阳极钢芯打磨干净后,可采用钢焊或锡焊与电缆引出头焊接,也可以采用铝热焊剂焊接。
双边焊缝长度不得小于50mm,阳极与引出电缆的的接触电阻应少于0.01Ω;
③连接电缆和阳极钢芯焊接时,电缆绝缘外皮至少要保留50mm和钢芯采用尼龙线绳或其它线绳捆扎,以防电缆在搬运中折断;
(2)、在焊接处和阳极端面必须打磨,并用酒精刷洗干净后用热缩套将接头绝缘密封,再用环氧树脂或相同功效的涂料和玻璃布作加强防腐绝缘,其厚度不应小于3mm。
不得有任何金属裸露。
(牺牲阳极接头可参见SYJ4006-1990《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》图7.0.2)
3、阳极填包料
(1)、填包料应符合下列要求
由于牺牲阳极是靠自身的消耗来提供保护体阴极电流,为了保证牺牲阳极溶解均匀以保持稳定的电流输出,需在阳极周围填加由不同的易溶无机盐与膨润土组成的化学填包料。
填包料的配置应按《镁合金牺牲阳极应用技术标准(试行)》(SYJ19-1986)和《锌合金牺牲阳极应用技术标准》(SYJ20-1986)的有关规定执行。
(2)、填包料应具备的作用:
①降低阳极周围介质的电阻率,增大阳极的输出电流;
②活化阳极表面,防止阳极泉腐蚀产物结痂;
③吸收周围土壤中的水分,维持阳极周围的长久
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