style="width:2.08671in;height:0.5533in" /> ( 2) 本文是学习GB-T 16166-2013 滨海电厂海水冷却水系统牺牲阳极阴极保护. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了滨海电厂海水冷却水系统在海水和土壤环境中牺牲阳极阴极保护的设计准则、安装、
验收、保护效果检测及更换等。
本标准适用于滨海电厂海水冷却水系统牺牲阳极阴极保护。对滨海其他化工厂、河口电厂和高电
导率地下水地区的内陆电厂冷却水系统牺牲阳极阴极保护亦可参照使用。
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件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4948 铝-锌-铟系合金牺牲阳极
GB/T 4950 锌-铝-镉合金牺牲阳极
GB/T 17731 镁合金牺牲阳极
DL/T 5394 电力工程地下金属构筑物防腐技术导则
SY/T 0029 埋地钢质检查片腐蚀速率测试方法
3.1
碳钢、不锈钢、铸铁、铜合金等组成的设备、部件和管道，保护电位范围应达到-0.85
V～-1.10 V
(相对于铜/饱和硫酸铜参比电极，下同)。
3.2 钛与钢、铸铁、铜合金等组成的设备，钛表面保护电位不应负于-0.80 V。
3.3 不锈钢制成的设备、部件和管道，保护电位范围应达到-0.35 V～— 1.10
V。
3.4 铜及铜合金制成的设备、部件和管道，保护电位范围应达到一0.50
V～—0.65 V。
4.1.1 阳 极 应 选 用 符 合 GB/T 4948 、GB/T 4950 、GB/T 17731
等有关规定的材料，或电化学性能优于 上述标准规定并通过鉴定的材料。
4.1.2 电阻率为小于100 Ω ·cm
的海水和淡海水介质中，应采用铝合金牺牲阳极。
4.1.3 电阻率为100Ω ·cm～200Ω ·cm
的淡海水介质中，应采用锌合金牺牲阳极或适宜的铝合金牺 牲阳极。
4.1.4 电阻率大于200 Ω ·cm
的冷却水中，应采用镁合金牺牲阳极或适宜的铝合金牺牲阳极。
4.1.5 海水冷凝设备的保护应选用适合高温介质中使用的铝合金牺牲阳极。
4.1.6
在海水中单独使用的不锈钢、钛合金、铜合金及其混合结构物，宜采用铁阳极。
GB/T 16166—2013
阳极的规格应根据设备、部件、管道的结构、检修间隔的时间、需要保护的年限来确定。推荐的铁阳
极、铝合金牺牲阳极规格见表1。
表 1 不同设备的阳极选型和布置原则
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阳极发生电流量按公式(1)计算：
I= △E/R ………………………… (1)
式中：
I₁— 每支阳极发生的电流的数值，单位为安培(A);
△E—— 阳极驱动电位的数值，单位为伏特(V); 锌合金阳极取△E=0.20
V,铝合金阳极取△E=
0.25V, 镁合金阳极取△E=0.65V, 铁阳极取△E=0.25 V;
GB/T 16166—2013
R —
阳极接水电阻的数值，单位为欧姆(Ω)。阳极接水电阻根据阳极安装方式，平贴阳极按公
式(2)计算，支架阳极按公式(3)计算：
style="width:2.08671in;height:0.5533in" /> ( 2)
style="width:2.53999in;height:0.69322in" /> (3)
式中：
p—— 海水介质电阻率的数值，单位为欧姆厘米(Q ·cm);
L—— 阳极长度的数值，单位为厘米(cm);
B—— 阳极宽度的数值，单位为厘米(cm);
H—— 阳极高度的数值，单位为厘米(cm);
r ——阳极截面当量半径的数值，单位为厘米(cm); 按公式(4)计算：
r=C/2π (4)
式中：
C— 阳极截面周长的数值，单位为厘米(cm)。
牺牲阳极的使用寿命应符合表1的要求。阳极使用寿命应能达到设备检修间隔时间的整数倍，可
按公式(5)计算：
style="width:2.23995in;height:0.62678in" /> ………………………… (5)
式中：
Y 阳极设计寿命的数值，单位为年(a);
Q — 阳极实际电容量的数值，单位为安培小时每千克(A ·h/kg); 锌合金阳极取
Q=780 A ·
h/kg, 铝合金阳极取 Q≥2400 A ·h/kg,镁合金阳极取 Q=1100 A ·h/kg,铁阳极取 Q
≥900 A ·h/kg;
G — 每支阳极净重的数值，单位为千克(kg);
Im — 每支阳极平均发生电流的数值，单位为安培(A); 按公式(6)计算：
Im=(0.6～0.8)I (6)
1/K— 阳极利用系数，取值0.85。
4.5.1
根据几何尺寸分别计算不同材质、不同表面状态的被保护设备、部件、管道的浸水面积。
4.5.2 凝汽器等管束式冷却设备的管束保护内表面积按公式(7)计算。
S=12nπD² ………………………… (7)
式中：
S—— 管束保护内表面积的数值，单位为平方米(m²);
n — 每个水室中管束的根数；
D—— 冷凝管的内径数值，单位为米(m)。
保护电流密度按表2选取。
GB/T 16166—2013
表 2 不同设备、部件、管道的保护电流密度 单位为毫安每平方米
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被保护设备、部件、管道所需要的保护电流按公式(8)计算：
style="width:1.57333in;height:0.60676in" /> (8)
式 中 ：
I ——保护电流的数值，单位为安培(A);
in——
被保护设备、部件、管道内各种材质及不同表面状态下的保护电流密度的数值，单位为毫安
每平方米(mA/m²);
S,——
被保护设备、部件、管道内各种材质及不同表面状态浸水面积的数值，单位为平方米(m²)。
被保护设备、部件、管道所需用的阳极数量按公式(9)计算：
N=I/I ………………………… (9)
式 中 ：
N 阳极数量。
4.9.1 阳极采用均匀、对称布置，阳极安装位置应考虑到电流屏蔽作用。
4.9.2 有关设备、部件、管道用阳极布置见表1。
5 埋地管网外壁的牺牲阳极阴极保护设计
埋地管网外壁的牺牲阳极阴极保护设计按附录 A 规 定 。
阳极质量应按有关标准、订货合同要求验收。
GB/T 16166—2013
阳极应存放在库房内，防潮，防水，不应接触酸、碱和盐，工作表面不应沾有油污和油漆。
6.3.1
按阳极布置图安装阳极，焊接应牢固，螺栓应拧紧，确保电性连接良好。安装方式见图1、图2和图3。
6.3.2
对于平贴安装的阳极，安装前阳极的背面应涂刷涂料，漆膜厚度不小于100μm。
6.3.3
采用螺栓固定的阳极，需要用涂料对连接处进行防腐处理，同时应保证良好的电性连接，连接电
阻不应高于0.01 Ω。
6.3.4 安装前，阳极工作面不应涂装或污染油污。
说明：
2——铁芯；
3——支架；
说明：
style="width:4.01342in;height:2.55236in" />
style="width:3.71322in;height:1.85328in" />
4——钢板；
5——焊缝。
图 1 支架阳极安装示意图
style="width:3.95331in;height:2.68664in" />
style="width:3.46007in;height:1.9932in" />
3——焊缝；
4——钢板。
图 2 平贴阳极安装示意图
GB/T 16166—2013
style="width:4.24674in;height:2.55992in" />
style="width:3.77993in;height:1.51338in" />
说明：
1—— 阳极； 3——螺栓；
2——铁芯； 4——钢板。
图 3 平贴式阳极螺栓安装图
7.1.1
粗格栅、旋转滤网、细格栅等敞开式结构可使用便携式铜/饱和硫酸铜参比电极定期测量水下结
构的保护电位，电位应符合3.3的规定。
7.1.2
管道、凝汽器等设备使用固定式锌参比电极或银/氯化银参比电极，保护电位应符合3
. 1和3 .2 规定 。
7.1.3
钢、不锈钢、钛、铜及铜合金相对于三种参比电极的保护电位范围见表3。
表 3 相对于三种参比电极的保护电位范围
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安装两组与被保护体材质相同的检测试片，两组试片的尺寸和表面状态一致，
一组与被保护体电性
连接，另一组电性绝缘。检测试片的制作与处理可参照 SY/T0029
埋地钢质检查片腐蚀速率测试方
法。定期测量两组试片的腐蚀失重，称量精度为0.001 g 。
按公式(10)计算保护度，保护度应大于90%。
style="width:2.62668in;height:0.64658in" /> (10)
GB/T 16166—2013
式中：
η — 保护度，%;
Qc— 绝缘试片的腐蚀失重的数值，单位为克(g);
Qp—— 电性连接试片的腐蚀失重的数值，单位为克(g)。
检查设备、部件、管道的腐蚀程度，彻底清除阳极表面的腐蚀产物，观察阳极的溶解情况和剩余量。
通常在保护期满后全面更换牺牲阳极，如果在使用期间出现以下情况之一时，应及时更换：
a) 阳极剩余量已不足保护下次检修间隔期所需用量时；
b) 阳极使用期间内，表面不溶解且被保护结构电位达不到最小保护电位时；
c) 阳极铁芯明显外露，短期内将会造成阳极体脱落时；
d) 阳极的消耗量超过初始量的70%时。
GB/T 16166—2013
(规范性附录)
滨海电厂埋地管网阴极保护
A.1 保护范围
电厂埋地金属结构复杂，保护范围包括埋地管道、接地网、铠装动力电缆、钢质桩基和金属储罐罐底
等，其中以保护埋地管道及接地网为主。
阴极保护分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。当被保护结构面积较小、土壤电阻率较低
且分布均匀时，埋地管网及接地网宜采用牺牲阳极阴极保护；当被保护结构面积较大、土壤电阻率较高
且分布不均匀时，埋地管网、接地网宜采用外加电流阴极保护。外加电流阴极保护相关实施细则可参照
DL/T 5394。
A.2 保护电位准则
对管网外壁或接地网在实施阴极保护时，保护电位(相对铜/饱和硫酸铜参比电极，简称
CSE 参 比
电极),应达到下列指标之一：
a) 施加阴极保护后，测得的保护电位至少应达到-0.85 V
或更负，测量电位时应考虑IR 降的影响；
b) 采用断电法测得的极化电位应达到一0.85 V 或更负；
c) 施加阴极保护后，通常管道或接地网的保护电位不应负于— 1.2 V;
d)
在阴极保护极化形成或衰减时，被保护管道或接地网的阴极极化值不小于100
mV;
e) 存在微生物腐蚀时，保护电位值应达到一0.95 V
或更负，测量电位时，应考虑 IR 降的影响；
f)
在沙漠地区或土壤环境干燥的情况下，土壤电阻率比较高，当土壤电阻率为100
Ω ·m~ 1000Ω ·m 时，阴极保护电位宜达到-0.75 V
或更负；当土壤电阻率大于1000Ω ·m 时，阴 极保护电位宜达到-0.65 V
或更负，测量电位时应考虑 IR 降的影响。
A.3 牺牲阳极
A.3.1 阳极材料的选择
土壤电阻率不大于10Ω ·m 时，采用锌合金牺牲阳极；土壤电阻率大于10Ω ·m
时，采用镁合金
牺牲阳极。
A.3.2 牺牲阳极填充料
锌合金、镁合金阳极的填充料配方见表 A.1。
表 A.1 锌合金、镁合金阳极填充料配方
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GB/T 16166—2013
A.3.3 牺牲阳极的组装
组装后的阳极见图 A.1。
style="width:8.28659in;height:3.21992in" />
说明：
1——接线片； 5—— 阳极；
2—— 阳极电缆； 6——填充料；
3——密封接头； 7——布袋。
4——铁芯；
图 A.1 埋地阳极组装示意图
A.3.4 牺牲阳极选型
根据土壤电阻率和使用年限选择阳极规格型号。常用阳极规格见表 A.2。
表 A.2 常用埋地阳极的规格型号
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A.3.5 牺牲阳极发生电流
每支阳极的发生电流按公式(A.1) 计算：
I= △E/R …… … … … … … … …(A. 1)
式中：
I — 每支阳极的发生电流的数值，单位为安培(A);
△E—— 阳极驱动电位的数值，单位为伏特(V); 锌阳极取△E=0.25V,
镁阳极取△E=0.65V;
R — 阳极接地电阻的数值，单位为欧姆(Ω);按公式(A.2) 计算：
GB/T 16166—2013
style="width:4.96009in;height:1.43352in" />
………
…… (A.2)
式中：
L 阳极长度的数值，单位为米(m);
L₁— 填料包长度的数值，单位为米(m);
D — 阳极当量直径的数值，单位为米(m);
D₁—— 填料包直径的数值，单位为米(m);
p — 土壤电阻率的数值，单位为欧姆米(Ω ·m);
D1 填充料的电阻率的数值，单位为欧姆米(Ω ·m);
t ——从地面至阳极中心的埋深的数值，单位为米(m)。
A.3.6 牺牲阳极使用寿命
阳极使用寿命按公式(A.3) 计算：
style="width:2.24672in;height:0.63338in" /> … … … … … … … … … …(A.3)
式中：
Y 阳极使用寿命的数值，单位为年(a);
Q —— 阳极实际电容量的数值，单位为安培小时每千克(A ·h/kg);
G —- 每支阳极质量的数值，单位为千克(kg);
1/K—— 阳极利用系数，取0.85;
Im— 每支阳极平均发生电流的数值，单位为安培(A); 按公式(A.4) 计算：
Im=(0.6～0.8)I … … … … … … … … … …(A.4)
A.3.7 保护电流密度及阳极数量计算
A.3.7. 1 加强级涂层保护的新建钢质管道保护电流密度取(2～3)mA/m²。
A.3.7.2 对于碳钢及镀锌碳钢接地网，保护电流密度选择如下：
a) 土壤电阻率在20Ω ·m 及以下时，电流密度大于20 mA/m²;
b) 土壤电阻率在(20～50)Ω ·m 时，电流密度取(10～20)mA/m²;
c) 土壤电阻率在50Ω ·m 以上时，电流密度取10 mA/m²。
A.3.7.3 当土壤的氧化还原电位在一200 mV
以下的厌氧条件下，易受到硫酸盐还原菌的作用而加速
腐蚀，应结合情况增加电流密度。
A.3.7.4 当 pH
值小于4.5时，土壤的腐蚀性增强，应结合情况增加保护电流密度。
A.3.7.5 在技术经济合理时可采用铜材作为接地体，可以不采用阴极保护。
A.3.7.6 保护面积、保护电流、阳极数量的计算方法同4.5、4.7和4.8。
A.3.8 牺牲阳极的布置、安装
A.3.8. 1
阳极一般成对均匀布置，也可在土壤电阻率低的位置相对集中地成组安装。
阳极安装方法见图 A.2。
GB/T 16166—2013
style="width:5.01343in;height:6.4933in" />
说明：
1——管道； 4—— 阳极；
2—— 阳极电缆； 5—-接线片。
3——土壤；
图 A.2 阳极布置安装示意图
A.3.8.2 阳极安装注意事项
阳极安装时应注意的事项：
a) 阳极搬动和埋设时，不准提拉阳极电缆，以免密封接头断裂；
b)
阳极焊接片应焊接牢固，焊接处应补做防腐层，且防腐等级不低于原防腐层；
c) 阳极填充料浇水浸透；
d) 阳极填料包周围应回填粘土，不能混有砂、砂石和杂物。
A.4 测试桩和参比电极
A.4.1
为了检测阴极保护参数，应在全厂有代表性的区域设置测试桩和参比电极，测试桩的标志应
醒目。
A.4.2
测试桩的埋设要牢固稳定。测试桩可用不锈钢、玻璃钢、混凝土等制作。
A.4.3
采用埋地型参比电极。在牺牲阳极保护系统中，参比电极可检测管道或接地网的保护电位、牺
牲阳极的开路电位、工作电位。
style="width:4.16666in;height:1.85988in" />
中 华 人 民 共 和 国
国 家 标 准
滨海电厂海水冷却水系统牺牲阳极
阴极保护
GB/T 16166—2013
关
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010-68522006
2014年4月第一版
关
书号：155066 ·1-48256
版权专有 侵权必究
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