1、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Sacrificial anode cathodic protection for seawater C回lingsys胆mIn coastal power station 1 主题内容与适用范围GB/T 16166-1996 本标准规定了滨海电厂海水冷却水系统牺牲阳极阴极保护的设计准则、计算方法、保护效果检测等。本标准适用于滨海电厂海水冷却水系统的牺牲阳极阴极保护。对滨海其官工厂企业、河口电厂和高含盐量地下水地区的内陆电厂冷却水系统牺牲阳极阴极保护亦应参照使用。2 引用标准GB 4948 铝悴-锢系合金牺牲阳极GB 4950铮铝-铺
2、合金牺牲阳极SY 119 筷合金牺牲阳极应用技术标准3 设计准则3. 1 钢、铸铁、铜合金、不锈钢等组成的设备、部件和管道，保护电位范围应达到O. 85-1. 05 V(相对于铜/饱和硫酸铜参比电极，下同)囚3.2 铁与钢、铸铁、铜含金等组成的设备，铁表面保护电位不得负于-0.80V.4 牺牲阳极阴极保护设计4.1 牺牲阳极材料的选择4. 1. 1 阳极应选用符合GB4948、GB4950、SY19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100fl 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100200 fl cm的
3、淡海水介质中，应采用铸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200fl cm的冷却水中，应采用续含金牺牲阳极或适宜的铝合金牺牲阳极。4.1.5 季节性间歇使用的冷却器的保护，应采用铮合金牺牲阳极。4.2 牺牲阳极规格的确定阳极的规格应根据设备、部仲、管道的结构、检修间隔的时间、需要保护的年限来确定。推荐的铝合金、辛辛合金牺牲阳极尺寸见表1.国家技术监督局1996-01-25批准1996-10-01实施GB/T 16166-1996 表l各设备的阳极选型和布置原则设备名称阳极尺寸.mm阳极布置原则阳极使用寿命a (200十280)X150X8001520 取水头及引水钢管栅
4、条支撑梁后架(200十280)X 150 X 1 200 2530 (115+ 135) X 130X 1 000 低潮位以下的导轨两侧各块，1012 拦1言栅其余布置在拦巧栅上80X 100X 1 000 68 清污机CI15+135)XI30XI000 导轨和栅板的背面1012 80X100X1日0068 旋转滤网80XI00X1000 平均低潮位以下的导轨和框架68 400X 120X 50 二次滤网500X80X 100 设备复杂、电流屏蔽很大，注意各个屏蔽区都要安装阳极36 世120X 100、180X50 200X100X40 水室均匀分布，铁含金管的凝汽360X 40 器底、侧、
5、顶板上的阳极安装在凝汽器距管板大于600mm处，铜合金45 400 X 120 X 50 管的凝汽器底、侧、顶板上阳极安装在距管板小于400mm处要装在不影响栅网启、闭的筒体收球网400X 120X 50 上，维修时更换阳极也可装在紧45 接设备两端母臂上120X 100 下水室冷却器O. 51. 0 400X 100X 35 上水雯(115十135)X 130X 1 000 1012 (115+ 135) X 130X 500 管内均匀布置，阀门处加装-管道块，人孔处加装块80X 100X 1 000 67 80X100X500 注1)介质电阻率在2535n . cm范围内的阳极使用寿命。4
6、.3牺牲阳极发生电流量计算阳极发生电流量按公式(1)计算s1，二t:ill/R( 1 ) 式中:1, 单支阳极发生的电流量，A;t:ill一一阳极驱动电位.V，铮合金阳极取c:.E O. 25V.铝合金阳极取t:illo.30 V.镇合金阳极取t:illo. 65 V , R 阳极接水电阻.00GB/T 16166-1996 阳极接水电阻根据阳极安装方式，按公式(2)和公式(3)计算。p 平贴阳极gRzz万丰2H. . . .( 2 ) 支架阳极z式中:R一-1lE极接水电阻，向 海水电阻率，0.Cffi; L 阳极长度，crn;B 阳极宽度，Cffi;H 阳极厚度，cm，R _PJln丝11
7、2LII r 阳极截面当量半径，cm，按公式(4)计算:式中:C一一阳极截面周长，cmo4.4 牺牲阳极使用寿命核算推荐阳极的使用寿命见表10r C/2 阳极使用寿命应能达到设备检傍间隔时间的整数倍，按公式(5)计算:式中:t 阳极使用寿命，a;G 每块阳极重量，kg;t=G-Q.1 8 760 X 1m K . ( 3 ) ( 4 ) . ( 5 ) Q 阳极实际电容量，A h/kg，辞合金阳极取Q780 A h/峙，铝合金阳极取Q?2400A. h/峙，筷合金阳极取Q1100A.h/kg。l/K 阳极利用系数，取值0.85，1m一一每块阳极平均发生电流，A;:按公式(6)计算z1m (0.
8、6- 0.8)1, 式中:1, 每块阳极发生电流，A。4.5 保护面积计算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)计算式中:S一一管束保护内表面积，m2;:n一一每个水室中管束的根数;D一一-冷凝管的内径，m，4.6保护电流密度的选取保护电流密度按表2选取。S 12 nD2 . ( 6 ) . ( 7 ) GB/T 1 61 6 6 1 996 表2不同设备、部件、管道的保护电流密度材质表面状态钢、铸铁不锈钢设备名称铜合金铁合金钢筋混凝土涂漆裸露涂漆裸露保护电流密度.mA/mz取水
9、头部及引水钢管40-50 80-100 拦污栅清扫机40-50 80-100 4-6 旋转滤网70-80 80-100 70-80 4-6 二次撞网20-30 150-200 凝汽器10-30 150-200 50-60 收球网10-30 100-150 冷却器5-15 120-150 管道25-35 4.7 保护电流的计算被保护设备、部件、管道所需要的保护电流按公式(8)计算:I 日，.(吕)式中，1 保护电流，mA;1，一被保护设备、部件、管道内各种材质及不同表面状态下的保护电流密度，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.m204.8 牺牲阳极数量计算被
10、保护设备、部件、管道所需用的阳极数量按公式(9)计算g式中:N一一阳极数量;I一一保护电流.A，1，每块阳极发生电流量.A，4.9 牺牲阳极布置N 1/1, 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L5埋地管网外壁牺牲阳极阴极保护设计埋地管网外壁牺牲阳极阴极保护设计按附录AC参考件)执行。6 牺牲阳极验收、存放及安装6. 1 验收阳极质量应按有关标准、订货合间要求验收。6.2 存放阳极应存放在库房内，防潮，防水，禁止接触酸、碱、盐，不得1占有油污、油漆。.( 9 ) GB/T 16166-1996 6.3 安装按阳
11、极布置图安装阳极，焊接应牢固，确保电性连接良好回固定方式见图1、图2、图3。5 图l支架阳极安装示意图l 阳极.2铁芯.3支架H铜板;5焊缝厂厂厂/ 图2平贴阳极安装示意图1 阳极;2铁芯.3焊缝.4钢板GB/T 1 61 66-1 9 9 6 4 5 图3螺钉固定平贴阳极安装示意图1 阳极.2螺钉.3填料.4铁芯.5钢板7 保护效果检测和牺牲阳极更换7.1 保护电位测量7. 1. 1 拦污栅、旋转滤网、清污机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，电位必须符合3.1条的规定。7.1.2 管道、凝汽器等设备使用固定式钵合金参比电极或银/氯化银参比电极，保护电位
12、应符合3.1和3.2条规定。7.1.3 钢和铁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泡围V 参比电极铜/饱和硫酸铜参比电极悴合金参比电极银/氯化银电极/海水钢保护电位一0.85-1.050.05-0.25 0.80-). 00 钦保护电位-0.80 0.30 -0.75 7.2 保护度测量安装两组与被保护体材质相同的检测试片，其尺寸和表面状态一致，组与被保护体电性连楼，另一组电性绝缘。定期测量两组试片的腐蚀失重，称量精度为o.01 g.按公式(10)汁算保护度，保护度应大于90%。甲鱼弄垒=一. X 100 ( 10 ) 式中:守一一保护度，%;GB/T 1
13、61 66 -1 9 96 Q 绝缘试片的腐蚀失重，且，Q，一一电性连接试片的腐蚀失重，g.7.3停机检查保护效果检查设备、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。7.4 牺牲阳极更换7.4. 1 阳极剩余量已不足保护下次检修间隔期所需用最时，阳极必须更换。7.4.2 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，应及时更换。A1 范围GB/T 16166-1996 附录A滨海电厂埋地管网牺牲阳极阴极保护(参考件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，其中以保护理地管道为主。A2 牺牲阳
14、极材料的选择A2.1 土壤电阻率lOn.m时，或在平均高潮位以下受潮水影响的管道，采用悴含金牺牲阳极。A2.2 土壤电阻率plOn.m时，采用筷合金牺牲阳极。A3 牺牲阳极填充料悴含金、镇合金阳极的填充料配方见表AL表Al钵合金、镶合金阳极的填充料配方填充料成分阳极澎润士MgSO. CaSO.2H,O Na2S04 lOHtO 啻量，%辞合金阳极50 25 25 模含金阳极50 25 25 A4 牺牲阳极的组接组装后的阳极见图Al.图Al埋地阳极组装示意图1 接线片，2阳极电缆，3一密封接头叫一铁芯，5 阳极，6填充料，7布袋GB/T 1 61 66-1 996 A5 牺牲回极选型根据土壤电阻
15、率和使用年限选择阳极规格型号。常用阳极规格见表A2，表A2常用埋地阳极的规格型号型规恪重阳极号kg 口1口1ZACDl 1000X(58.5十78.5)X 68 33 钵阳极ZACD2 800X (56+74) X 65 25 MAZDl 700X (130+150)X 125 22 续阳极MAZD2 700X (100+120) X 105 14 A6 牺牲阳极发生电流计算每支阳极的发生电流按公式(Al)计算:1, t:,E/R 式中，1，一一每支阳极的发生电流，mA，量t:，E一一阳极的驱动电位，mV，铮阳极取t:，E250mV.钱阳极取t:，E650 m V; R一一阳极接地电阻.0，按
16、公式(A2)计算z、式中，L一一阳极长度，m;L, 填料包长度，m;D一一阳极当量直径，m;D，一一填料包直径，m;p一一土壤电阻率，.m;: p, 填充料的电阻率，0.mJ z 从地面至阳极中心的埋深.m，A7 牺牲阳极使用寿命计算阳极使用寿命按公式(A3)计算z式中，Y一一阳极使用寿命，a;Q-一一阳极实际电容量.A.h/kg; G 每支阳极重量，kg;l/K 阳极利用系数，取0.85;y lOOOQ-G1 =一一87601m K 填充料重量kg 75 50 75 50 . ( Al ) .( A2 ) .( A3 ) GB/T 16166-1996 1m 每支阳极平均发生电流，mA;按公
17、式(A4)计算z1m = 0.71, ( A4 ) 式中:1, 每支阳极发生电流.mA。A8 牺牲阳极数量计算A8.1 加强级涂层保护的新建钢质管道保护电流密度取23mA/m。A8.2 管道保护面积、保护电流、阳极数量的计算方法同4.5.1、4.7、4.8条。A8.3 钢质桩基、远离钢管的接地网应增设与保护管道同型号的阳极，每根钢桩加一支阳极，每150m 接地肩钢加一支阳极。A9 牺牲阳极的布置、安装A9.1 阳极一般成对均匀布置，也可在土壤电阻率低的部位相对集中4支阳极装在一起。A9.2 阳极安装方法见图A20图A2阳极布置安装示意图1一管道.2阳极电缆.3管沟叫阳极.5接线片A9.3 阳极安装注意事项: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gb. 阳极焊接片应焊接牢固，焊接处应补做防腐层;c 阳极填充料应浇水浸透sd. 阳极填料包周围应回填粘士，不能1!有砖、砂石和杂物。GB/T 16166-1996 附加说明:本标准由中国船舶工业总公司提出。本标准由中国船舶工业总公司第七研究院七二五研究所归口。本标准由中国船舶工业总公司第七研究院七二五研究所、山东省黄岛发电厂、华东电力设汁院、西北电力设计院负责起草。本标准主要起草人陈仁兴、朱云龙、李贵年、暴建华、刘坷、王明韧、朱邦家。
