表10-68 牺牲阳极化学填料推荐配方
阳极类型 | 填料成分(重量)(%) | 备注 | ||||||
石膏粉 | 硫酸钠 | 硫酸镁 | 生石灰 | 氯化纳 | 膨润土 | 适用环境ρ(Ω·m) | ||
镁阳极 | 50 | 50 | ≤20 | SYJ16-1986 | ||||
25 | 25 | 50 | ≤20 | |||||
75 | 5 | 20 | >20 | |||||
15 | 15 | 20 | 50 | >20 | ||||
15 | 35 | 50 | >20 | |||||
锌阳极 | 50 | 5 | 45 | 潮湿土壤 | SYJ20-1985 | |||
75 | 5 | 20 | 饱水土壤 | |||||
铝阳极 | 20 30 | 60 40 | 20 30 |
填包料宜采用棉布袋或麻袋预包装。不可采用人造纤维织物布袋。可以在现场包封。填包料厚度不应小于50mm。应保证阳极四周的填包料厚度一致、密实。填包料应调拌均匀,不能混入石块、泥土和杂草等。
在将装设好阳极电缆的阳极块放入填包料之前。应先将阳极表面用砂布打磨干净。除去氧化皮并去除油污。对铝合金阳极也可用10%NaOH溶液浸泡数分钟,以除去阳极表面的氧化膜,然后用清水冲洗干净。在装填袋装阳极时应注意:
1.防止阳极钢芯与电缆引出头焊接处的折断。
2.阳极所有裸露的表面均需除净油污等杂物。
3.擦洗净的阳极表面,严禁用手直接拿放,并应及时装入填包袋中,以防污染。
4.袋装阳极引出电缆与袋口绑扎要结实,防止散口。
(三)阳极布置与埋设
牺牲阳极的分布可采用单支或集中成组两种方式。阳极埋设分立式、水平式两种。埋设方向分轴向和径向。阳极埋设位置一般距管道外壁3~5m,最小不宜小于0.3m。埋设深度以阳极顶部距地面不小于1m为宜。成组布置时,阳极间距以2~3m为宜。见图10-55。
图10-55 牺牲阳极埋设示意图
1—管道 2—测试桩 3—连接电缆 4—牺牲阳极
牺牲阳极必须埋在冻土层以下。在地下水位低于3m的干燥地带,牺牲阳极应适用加深埋设。在河流、湖泊地带,牺牲阳极应尽量埋设在河床(湖底)的安全部位,以防洪水冲刷和挖泥清淤时损坏。
在城市和管网区使用牺牲阳极时,要注意阳极与管道之间不应有其他金属构筑物。例如电缆、水、气管道等。
1.牺牲阳极施工 根据施工条件,选择经济合理的阳极施工方式。立式阳极宜采用钻孔法施工;卧式宜采用开挖沟槽施工。按设计要求在埋设点挖好阳极坑和电缆沟,检查袋装阳极电缆接头的导电性能,合格后袋装阳极就位,放入阳极坑内。
阳极连接电缆,埋设深度不应小于0.7m,四周垫有5~10cm的细砂,砂的上部应覆盖水泥护板或红砖。
阳极电缆与管道应用加强板(材质与管材一致)上焊铜鼻子的方法连接。在焊加强板的管道表面上防腐层应剥除干净。放上加强板,加强板与管道应采用四周角焊,焊缝长度不少于100mm。电缆与管道加强板通过铜鼻子锡焊或铜焊连接。焊后,必须将连接处重新进行防腐绝缘处理,其材料和等极应和原有防腐层一致。
阳极连接电缆和阳极钢芯采用铜焊或锡焊连接,双边焊缝长度不得小于50mm。电缆与阳极钢芯焊接后,应采取必要的保护措施,以防接头损坏。电缆在敷设时,要有一定的裕量,以防止土壤下沉变形而造成接头处受力。
电缆与电缆接头及露出阳极端面的钢芯均要防腐绝缘。绝缘材料应用环氧树脂或相同功效的其他涂料。
镁阳极连接电缆应满足地下敷设条件的要求,耐压500V,并带有绝缘护套。通常使用铜芯电缆。推荐型号为:VV29~500/1×10和XV29-500/1×10。
确认各焊点、连接点、绝缘防腐合格后,回填土壤。在回填土将阳极布袋埋住后,向阳极坑内灌水。使阳极填料饱和吸满水后,将回填土夯实,恢复地貌。
2.牺牲阳极的运行管理 牺牲阳极投入运行后的测量项目有:
(1)电位 包括:
1)阳极开路电位;
2)阳极闭路电位;
3)管道开路电位(投运前为自然电位);
4)管道保护电位。
(2)电流 包括:
1)单支阳极输出电流;
2)组合阳极联合输出电流。
(3)电阻 包括:
1)单支阳极接地电阻;
2)组合阳极联合接地电阻。
(4)埋设点土壤电阻率 所有参数的测量应符合《埋地钢质管道阴极保护电参数测试方法》(SYJ23—1986)的规定。
牺牲阳极保护参数投产测试,必须是在阳极埋入地下、填包料浇水10d后进行。
为便于测量,在相邻两组阳极的管段中间,根据需要适当设置电位测试桩。桩间距以不大于500m为宜。
镁阳极投入运行后,相邻两组阳极之间的管道保护电位,应为-0.85V或更负。
牺牲阳极投入运行后,应定期进行监测,至少每半年测量一次管道保护电位和阳极输出电流,并根据测量结果进行保护电流的调节(一般以每年调节一次为宜)。
对镁阳极保护系统,每年至少应维护一次。
测试桩可用混凝土或钢管制作。测试盒放在桩的内部。要注意桩的布置整齐,安全,设置在路旁或人行道上时,不宜高出地面,以免影响交通。油漆标色醒目,标有号码,对盖板要做防锈处理,测试盒要防水必封。测试盒内连接要便于测量,其接线柱应注明管道及阳极的编号。牺牲阳极保护档案资料。应包括:牺牲阳极质量保证书,竣工图纸,施工说明书,阳极位置及电缆走向的说明,投产时保护参数测量结果,历年维护更新,检查测试的资料。
(四)牺牲阳极的其他用途
1.作接地极用 牺牲阳极具有电气接地和防腐双功能。邮电部门把它作为防静电、防雷和防蚀的措施。牺牲阳极是安全接地、静电接地和防雷接地的理想接地极材料。当然。以接地为主要功能的阳极形状和安装方式不同于防蚀用阳极。图10-56是目前常使用的锌阳极接地极。
图10-56 锌接地极
钢质贮罐、变压器、输电铁塔、超高压输电线路等大型的构筑物,都有防雷、避雷用的接地设施,这些接地极都可使用锌或镁的接地极。
2.作参比电极用 液体参比电极,如饱和硫酸铜参比电极,由于其密封性能差,溶液经常渗漏,因此使用寿命短。它不适于长期埋地使用。但对于一些无法接近的构筑物的某些部位的监测及恒电位仪基准讯号、无人遥控装置,都要求有一个能长期埋地的稳定电位的参比电极。在国
外,土壤中常用锌或镁阳极作参比电极,它们极化小,电位稳定。图10-57