中华人民共和国石油天然气行业标准 埋地钢质管道 牺牲阳极阴极保护设计规范 SY/T 0019--1997 代替：SYJ19-1986 批准部门：中国石油天然气总公司 SYJ 20--1986 批准日期：1997-07-17 实施日期：1998-01-01 1总则 1.0.1为了有效地实施牺性阳极阴极保护技术，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定 本规范。 1.0.2本规范适用于埋地及水中钢质管道牲阳极阴极保护系统的设计。 本规范不适用于海洋环境中栖牲阳极阴极保护。 1.0.3在栖牲阳极阴极保护系统的设计中，除执行本规范外，未涉及部分应按有关标准（规范）的要求 执行。 1.0.4引用标准： GB/T4948一1985铝-锌-铟系合金牺性阳极 SYJ23--1986埋地钢质管道阴极保护参数测试方法 2术语 2.0.1阴极保护cathodicprotection 通过降低腐蚀电位而达到的电化学保护。 2.0.2栖牲阳极sacrificialanode 靠着自身腐蚀速度的增加而提供阴极保护电流的金属或合金。 栖牲阳极通常有镁、锌、铝三类。 2.0.3临时性阴极保护temporarycathodicprotection 在管道埋入地下后，正式阴极保护尚未投运之前对强腐蚀地区的管段采取的腐蚀控制手段。 2.0.4接地电池electrolyticgroundingcell 采用一对或几对栖牲阳极，互相用绝缘垫隔开，再用填料填充并包扎，通过填料的电阻耦合起来，以 消除强电电涌冲击。 2.0.5接地垫 groundmat 安装在地面或地下的棵露的导体。彼此排列相连，以提供一个跨步距离范围内的等电位。 为了不影响管道的阴极保护，通常可采用镁带或锌带。 2.0.6.填包料backfill 为改善埋地阳极工作条件而填塞在阳极四周的导电性材料。 2.0.7冷隔 金属浇铸冷却过程中形成的阶梯面。 2.0.8长效参比电极permanentreferencecell 寿命大于1年的土壤或水中的参比电极。 689 SY/T 0019-~1997 3一般规定 3.0.1牺牲阳极系统的设计应确保阳极在设计寿命内阴极保护的有效性和可靠性。 3.0.2牺性阳极的设计寿命应与管道使用年限相匹配，般为10～15年。 3.0.3临时性阴极保护牺牲阳极的设计寿命应满足用户要求，一般为2年。 3.0.4 被保护的管道应具有质量良好的覆盖层。新建管道的覆盖层电阻不得小于10000Q·m，否 则不宜采用牺牲阳极。对于旧管道，应根据具体需要决定。 3.0.5 当土壤电阻率大于100Q·m时，不宜采用牺牲阳极。 3.0.6 所有被保护的埋地钢质管道应根据需要设置绝缘接头或绝缘法兰。 3.0.7 保护准则： 相对于饱和铜/硫酸铜参比电极的管道阴极极化电位至少为850mV。 1 2管道表面与接触电解质的稳定饱和铜/硫酸铜参比电极之间的阴极极化电位差值殿小 为100mV。这一参数可以是极化的建立或衰减过程中的数据。 4技术条件 4.1镁合金阳极 4.1.1镁合金阳极（以下简称镁阳极）的化学成分应符合表4.1.1的规定。 表4.1.1镁阳极的化学成分 化学威分（%） 相极型号 Zn Mn Mg Fe Ni n IS Al >99, 95 <.0.002 <0.001 <0.001 <0.030 <0.010 离纯Mg <0.010 <0.010 0. 50~1. 30 余量 <0.001 <0.020 Mg-Mn 010'0> <0.03 0.003 <0.020 2.5~3,50.15~0.60 余量 <0.005 <0.1 Mg-^AI-Zn-Mn 5.3~~6.7 镁阳极的电化学性能必须符合表4.1.2中的指标。 4.1.2 表4.1.2 镁阳极的电化学性能 单位 Mg,Mg-Mn Mg-Al-Zn-Mn 性 能 g/cml 1. 74 1. 77 密度 - V(SCE) 1.56 1. 48 开路电位 2. 20 2. 21 理论发生电量 A-h/g 50 55 电流效率 % 海水中 A- h/g 1. 10 1. 22 发生电 (3 mA/cm) kg/(A·a) 8. 0 7. 2 消耗率 % 40 ≥50 电流效率 土壤中 0.88 1, 11 发生电墅 A · h/g (0. 03 mA/cm) 10.0 ≤7.92 消耗率 kg/(A·a) 注：以土壤介质试验时应采用填包料，厚度为5～10mm。 4.1.3镁阳极按截面划分有梯形和D形两种，其规格见表4.1.3-1和表4.1.3-2。当在水中应用时，阳 极可做成半球形或镯式，其重量应能满足阳极工作寿命的要求。 690 SY/T0019—1997 表4.1.3-1 梯形截面镁阳极形状及尺寸 100 ml 3/4D 镁重 D E 镁重 A B C D E B C 规格号 规格号 (kg) (mm) (mm) (mm) (uw) (kg) (mm) (ww) (wu) (uu) (mm) (mm) 90 2. 2 75 95 200 206 11, 34 110 88 680 700 75 75 95 75 350 360 100 120 101 680 700 -2 4. 0 5 14.5 7. 7 75 95 75 680 700 -6 22.68 130 150 125 680 700 表4.1.3-2 D形截面镁阳极形状及尺寸 镁重 A C D 镁重 A B C 规格号 规格号 (mm) (kg) (uu) (mm) (ww) (uw) (kg) (wu) (uu) (mm) 126 10. 0 122 122 559 362 -1 2.3 89 92 205 301 14.5 152 139 603 362 2 4. 1 89 92 440 5 114 527 330 23.4 159 165 620 362 3 7. 7 114 -6 4. 1. 4 带状镁阳极可用高纯镁或Mg-Mn合金制造，其形状及性能列在表4.1.4中。 表4.1.4带状镁阳极形状及性能 截面(AXB) 9.5mm×19mm 钢芯直径 3.2mm 单重 0.37 kg/m 海水 2.4 A/m 电 土壤 10 mA/m 流 (5000Q·cm) 输 淡水 出 3 mA/m (15000Q+cm) 4.1.5铸造镁阳极不应翘曲，其表面无飞刺、裂纹、气孔、夹杂物和附着物，缩孔、冷隔深度应小于镁阳 极厚度的10%。 4.1.6挤压制造的带状镁阳极，其表面应光滑，无裂纹、夹杂物和附着物。 691 SY/T0019—1997 4.1.7镁阳极钢芯表面应镀锌，阳极体与钢芯的接触电阻应小于0.001Q。 4.2锌合金阳极 4.2.1锌合金阳极（以下简称锌阳极)的化学成分应符合表4.2.1的规定。 表4.2.1锌阳极的化学成分 化学成分（%) 阳极型号 A1 PO Zn Fe Cu Pb Si 高纯Zn <0.005 <0.003 >99.995 <0.001 4 <0.002 <0.003 Zn-Al 0.3~0.6 余量 <0.005 <0.005 <0.006 <0.125 Zn-Al-Cd 0.3~0.5 0.05~0.12 余量 000> <0.005 900'0> <0.125 4.2.2 锌阳极的电化学性能应符合表4.2.2中的规定。 表4.2.2锌阳极的电化学性能 单位 Zn、Zn合金 性 能 密 度 g/cm* 7. 14 开路电位 V(SCE) 1. 03 A·h/g 0. 82 理论发生电量 电流效率 % 95 海水中 发生电量 A· h/g 0. 78 (3 mA/cm) 消耗率 kg/(A·a) 11. 88 电流效率 % ≥65 土壤中 发生电量 A h/g 0. 53 (0.03mA/cm) 消耗率 kg/(A · a) ≤17.25 注；在以土壤介质作阳极性能试验时，阳极周围应有填包料。 4.2.3锌阳极为梯形截面，其规格按净重分为6.3，9，12.5，18，25，35.5和50kg七种，长度有600、 800和1000mm三种。 4.2.4作参比电极用的锌阳极的规格为直径50mm、长度300mm。 4.2.5作接地极用的锌阳极的结构见图4.2.5。 4.2.6用于锌阳极的钢芯表面应镀锌，阳极体和钢芯之间的接触电阻应小于0.001α。 4.2.7铸造锌阳极不应翘曲，其表面无氧化渣、毛刺、飞边、裂纹，缩孔深度应小于阳极厚度的10%。 4.3镁、锌复合式阳极 4.3.1复合式牺性阳极由镁和锌两部分组成，锌在芯部，镁在外部。镁部和锌部的成分应分别符合表 4.1.1和表4.2.1中的规定。 4.3.2复合阳极锌芯的规格应符合4.2.3的规定，镁包覆层的厚度应以可制造工艺的低厚度为准。 4.3.3复合阳极表面为铸造表面，其表面应清洁、平滑，无明显夹杂物等铸造缺陷，表面允许机械加工。 镁包覆层允许稍有裂纹及包覆不全缺陷。 4.4阳极质量保证 4.4.1所有埋入地下的牺性阳极必须具有厂方提供的质量保证书，每批产品均应附有质量保证书，该 保证书应归入技术档案。质量保证书上应注明： 1 供方名称； 2产品名称； 牌号、规格、批号； 692 SY/T 0019-1997 重量或支数； 5 化学分析报告； 技术监督部门的印记； 7 执行的标准号； 8制造日期及出厂时间。 接地板 40 1 500 蹦部金具 连接金具 头部金具2-10 打入金具 ~80-* 6060 100- 组装图 单根使用 80- 1 500 2根组合 1500- 1 500 - 图4.2.5