GB∕T 39155-2020金屬和合金的腐蝕 海港設(shè)施的陰極保護(hù)

ICS77.060GB/T39155—2020/ISO13174:2012金屬和合金的腐蝕海港設(shè)施的陰極保護(hù)ⅢGB/T39155—2020/ISO13174:2012本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草?！狦B/T31316—2014海水陰極保護(hù)總則(ISO12473:2006,IDT);——GB/T39154—2020金屬和合金的腐蝕混凝土用鋼筋的陰極保護(hù)(ISO12696:2016,IDT)。1GB/T39155—2020/ISO13174:2012金屬和合金的腐蝕海港設(shè)施的陰極保護(hù)1范圍和防洪設(shè)施及附屬設(shè)施的金屬外表面提供腐蝕防護(hù)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了固定的和浮動(dòng)的港口及海港構(gòu)筑物的陰極保護(hù)，包括橋墩、碼頭、系纜柱(靠泊、系本標(biāo)準(zhǔn)適用于陽極暴露在水或海泥中的陰極保護(hù)系統(tǒng)。對于泥下區(qū)，通常樁墻后或沉箱內(nèi)的土壤或填砂區(qū)域，受腐蝕影響嚴(yán)重。EN12954規(guī)定了陽極暴露在土壤中的陰極保護(hù)設(shè)計(jì)和操作要求。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于固定或浮動(dòng)的離岸海工構(gòu)筑物(包括海上裝載平臺(tái))、海底管道和船舶的陰極保護(hù)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于有涂層或無涂層的碳鋼和碳錳鋼建成的構(gòu)筑物的陰極保護(hù)。由于構(gòu)筑物的某些部分可能由碳鋼以外的金屬材料制成，陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)宜能完全控制所有電耦合，并將氫脆或氫致開裂風(fēng)險(xiǎn)降至最低(見ISO12473)。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的陰極保護(hù)(見ISO12696)。對于交替淹沒和暴露在大氣中的表面，只有當(dāng)淹沒時(shí)間足夠長使鋼發(fā)生極化時(shí)，陰極保護(hù)才能生鋼板樁墻的背面和填沉箱的內(nèi)表面也可采用陰極保護(hù)，EN12954規(guī)定了此類表面的陰極保護(hù)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于可能會(huì)受到“低水位加速腐蝕”(ALWC)、微生物腐蝕(MIC)、濃差腐蝕影響的構(gòu)筑注：參見BS6349-1:2000第59條和CIRIAC634。本標(biāo)準(zhǔn)不涉及陰極保護(hù)的安全和環(huán)保方面的國家法律法規(guī)。下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文2GB/T39155—2020/ISO13174:2012ISO12473海水陰極保護(hù)總則(Generalprinciplesofcathodicprotectiowaterandsalinemud)tionofburiedorimmersedmetallicstructures—Generalprinciplesandapplicationforpipelines)EN13509陰極保護(hù)測量技術(shù)(Cathodicprotectionmeasurementtechniques)EN50162直流系統(tǒng)中雜散電流引起腐蝕的防護(hù)(Protectionagainstcorrosionbystraycurrentfromdirectcurrentsystems)注：此現(xiàn)象與微生物腐蝕(MIC)和一般靜止?fàn)顟B(tài)條件有關(guān)。(見CIRIAC634)無陰極保護(hù)時(shí)，腐蝕速率可高達(dá)3.4F3.83GB/T39155—2020/ISO13174:20123.9低潮位leveloflowestastronomicaltide;LAT平均潮位levelofmeantidelevel;MTL3.11微生物腐蝕microbialcorrosion;MIC與腐蝕體系中存在的微生物作用有關(guān)的腐蝕。3.13樁piling3.14浪濺區(qū)splashzone由于HAT上方的潮汐運(yùn)動(dòng)使構(gòu)筑物表面干濕交替的區(qū)域。3.15浪濺區(qū)平均潮位潮差區(qū)—低潮位過渡區(qū)全浸區(qū)泥線海泥區(qū)水下區(qū)圖1海水環(huán)境中平面和區(qū)域的示意圖4人員能力4GB/T39155—2020/ISO13174:2012應(yīng)對這種資格進(jìn)行獨(dú)立評估和記錄。5設(shè)計(jì)依據(jù)陰極保護(hù)系統(tǒng)的目的是為構(gòu)筑物及其附屬建筑的每部分提供足夠的電流，并且電流分布應(yīng)能使構(gòu)筑物每部分的鋼/水電位都在保護(hù)準(zhǔn)則給定的限值內(nèi)(見5.2)。在正常服役條件下，當(dāng)保護(hù)電流分布在整個(gè)構(gòu)筑物上時(shí)，宜能實(shí)現(xiàn)整個(gè)構(gòu)筑物的鋼/水電位均勻。海港設(shè)施中固定或浮動(dòng)構(gòu)筑物的陰極保護(hù)系統(tǒng)可與涂層系統(tǒng)結(jié)合使用，即使涂層的使用對一些附屬設(shè)施(如錨鏈)沒有效果。樁和鋼板樁墻在安裝期間打入泥下區(qū)時(shí)可能會(huì)造成嚴(yán)重的涂層損傷。分布。ROV進(jìn)行更換。在設(shè)計(jì)陰極保護(hù)系統(tǒng)時(shí)可使用外加電流、犧牲陽極或兩者組合的方式。應(yīng)按照完整的文件化的質(zhì)量計(jì)劃進(jìn)行。結(jié)果。存檔文件應(yīng)永久保存。工作文件應(yīng)作為永久記錄的一部分。5.2陰極保護(hù)準(zhǔn)則陰極保護(hù)總則詳見ISO12473。有氧海水中鋼的保護(hù)準(zhǔn)則是：使用Ag/AgCl/海水(Ag/AgCl/海水)參比電極進(jìn)行測量時(shí)，極化電當(dāng)使用EN12496要加年代號中所規(guī)定的Z1、Z3或Z4合金型犧牲陽極制作的Zn電極進(jìn)行測量時(shí)，極化電位為+0.25V。在厭氧海水和海泥中，包括硫酸鹽還原菌(SRB)、MIC和ALWC環(huán)境中鋼的保護(hù)的準(zhǔn)則是：使用Ag/AgCl/海水(Ag/AgCl/海水)參比電極測得的極化電位負(fù)于一0.90V。建議使用一1.10V(相對于Ag/AgCl/海水參比電極)的極限電位以防涂層剝離和/或疲勞裂紋擴(kuò)展速率增加。極限。當(dāng)對于給定的材料沒有足夠的記錄時(shí)，可在極限極化電位條件下進(jìn)行化學(xué)或力學(xué)試驗(yàn)確定相關(guān)的性能，從而決定具體的負(fù)電位極限。對于常規(guī)鋼材，這一極限為-1.10V(相較于Ag/AgCl/海水參比電極)。詳見ISO12473。本條款中的值也適用于微咸水中的鋼，但如果6.3.4中有所要求，使用Ag/AgCl/海水參比電極時(shí)由于鹽度變化引起的誤差應(yīng)予以糾正。海水中一系列金屬和合金的金屬/水電位極限推薦值見5GB/T39155—2020/ISO13174:2012注：保護(hù)準(zhǔn)則和極限值是無IR誤差的極化電位。IR誤差是陰極保護(hù)電流通過溶液應(yīng)用時(shí)宜特別注意。5.3設(shè)計(jì)參數(shù)在所有的服役條件下，宜根據(jù)5.2的陰極保護(hù)準(zhǔn)則進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為構(gòu)筑物的每部分和陽極區(qū)域提供足夠的陰極保護(hù)電流。被保護(hù)的構(gòu)筑物宜劃分為獨(dú)立的區(qū)域進(jìn)行陰極保護(hù)設(shè)計(jì)，即使這些區(qū)域間沒有電絕緣。注1:對于非浮動(dòng)式構(gòu)筑物(如系纜柱、樁區(qū)域)可分為兩種主要陰極保護(hù)區(qū)域：全浸陰極保護(hù)區(qū)域和泥下陰極保護(hù)注2:對于浮筒，一般單一區(qū)域足以覆蓋全浸部位和系泊鏈?zhǔn)苡绊懙牟课弧)服役壽命：宜使用構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)壽命或計(jì)劃維護(hù)周期；b)服役環(huán)境：宜確定構(gòu)筑物所處的海水、海床或河口環(huán)境特性(見ISO12473和附錄A);5.4電流需求構(gòu)筑物每個(gè)構(gòu)件電流密度的選擇，應(yīng)能滿足5.2保護(hù)準(zhǔn)則和5.3環(huán)境要求。每個(gè)金屬構(gòu)件的電流需求等于其與電解質(zhì)接觸的表面積乘以所選的電流密度(參見附錄A)。a)實(shí)現(xiàn)構(gòu)筑物初始極化電位所需的初始電流密度；b)構(gòu)筑物維持極化電位所需的維持電流密度；c)構(gòu)筑物重新極化的最終電流密度(如風(fēng)暴或清潔工作后)。注2:相對于設(shè)計(jì)壽命，達(dá)到穩(wěn)態(tài)前的初始極化時(shí)間較短，所以在構(gòu)筑物壽命期內(nèi)的平均電流密度通常接近維持電6GB/T39155—2020/ISO13174:2012如果構(gòu)筑物已存在ALWC或MIC,則鋼材極化所需的初始電流密度可能大于不受MIC影響所需的初始電流密度。此外，存在活性ALWC或MIC可能會(huì)極大延長達(dá)到極化穩(wěn)態(tài)的時(shí)間。受ALWC影響時(shí)，設(shè)計(jì)陰極保護(hù)應(yīng)考慮的因素參見附錄A。應(yīng)使用(平均)維持電流密度來計(jì)算設(shè)計(jì)壽命期間內(nèi)，維持陰極保護(hù)所需犧牲陽極材料的最小質(zhì)量或外加電流輔助陽極的電容量(陽極輸出電流×壽命)。初始或最終電流密度值通常決定陰極保護(hù)系統(tǒng)的電流輸出峰值。并且，這些參數(shù)決定了犧牲陽極的數(shù)量和形狀，以及外加電流系統(tǒng)的陽極和電源的最大輸出額定值。裸鋼材的常見電流密度值參見附錄A。5.4.3涂層鋼材的保護(hù)電流密度陰極保護(hù)系統(tǒng)可以和涂層系統(tǒng)配合使用。有效涂層可以顯著降低電流密度并改善表面電流分布。陰極保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)包括涂層劣化時(shí)電流需求的增加。對于有效的陰極保護(hù)涂層不是必需的。與裸鋼材相比涂層鋼材所需的電流密度較少，大致為100:1甚至更多。但是當(dāng)涂層劣化時(shí)，涂層鋼材所需電流密度隨時(shí)間的增加而增加。對于海港設(shè)施，全壽命期間裸鋼材的陰極保護(hù)成本低于涂層鋼材。但在平均中潮位以上，陰極保護(hù)無法實(shí)施腐蝕防護(hù)，涂層可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建筑物所需的設(shè)計(jì)壽命或裝飾性。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮構(gòu)筑物施工和安裝期間發(fā)生的與機(jī)械損傷有關(guān)的初始涂層破損系數(shù)。在陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壽命期間，宜考慮涂層老化和可能的機(jī)械損傷發(fā)生時(shí)涂層的劣化率(例如，涂層破損系數(shù)增加)。陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壽命宜與構(gòu)筑物的壽命、塢修間隔期或維護(hù)周期相對應(yīng)。涂層鋼筋的保護(hù)電流密度主要取決于實(shí)際的涂層的類型、表面處理，涂裝工藝、施工和工況。由于陰極保護(hù)和涂層之間可能存在相互作用，所有與陰極保護(hù)配合使用的涂層宜預(yù)先測試，以確定可接受的耐陰極剝離程度。涂層破損系數(shù)(f.)值的指南參見附錄A。涂層鋼材的保護(hù)電流密度(Je)等于裸鋼材保護(hù)電流密度(Jo)與涂層破損系數(shù)(f.)的乘積，見公式(1):式中：Je——涂層鋼材的保護(hù)電流密度，單位為安培每平方米(A/m2);Jb裸鋼材的保護(hù)電流密度，單位為安培每平方米(A/m2);fe——涂層破損系數(shù)；f.=0時(shí)，表示采用完全絕緣的涂層；該公式宜適用于5.3中的每個(gè)單獨(dú)的構(gòu)件或區(qū)域。其中，涂層鋼材和裸鋼材的電流密度可能不同。5.4.4保護(hù)電流需求應(yīng)計(jì)算電流需求以優(yōu)化犧牲陽極的質(zhì)量和尺寸，或外加電流系統(tǒng)的容量。構(gòu)筑物各構(gòu)件的保護(hù)電流要求I。計(jì)算方法見公式(2):Ie=A。·J…………(式中：I。——各構(gòu)件的保護(hù)電流，單位為安培(A);A。——單個(gè)區(qū)域的表面積，單位為平方米(m2);J各構(gòu)件的保護(hù)電流密度，單位為安培每平方米(A/m2)。7GB/T39155—2020/ISO13174:2012因此，每個(gè)陰極保護(hù)區(qū)的保護(hù)電流需求Iz等于陰極保護(hù)區(qū)中每個(gè)組件的電流需求的總和，見公式(3):式中：…………Iz——每個(gè)陰極保護(hù)區(qū)的保護(hù)電流需求，單位為安培(A);I?！帢O保護(hù)區(qū)內(nèi)每個(gè)組件的保護(hù)電流需求，單位為安培(A)。錨鏈如果沒有與構(gòu)筑物電絕緣，宜使用Iz進(jìn)行電流需求評估。這對于設(shè)計(jì)時(shí)確保陰極保護(hù)的有效性是必要的，即錨鏈上的電位(及其保護(hù))取決于鏈條和構(gòu)筑物之間以及鏈條之間的實(shí)際電連續(xù)性。確定電流需求的計(jì)算應(yīng)包括構(gòu)筑物水下區(qū)域的構(gòu)件中的鋼件，例如擋板和梯子。5.5陰極保護(hù)系統(tǒng)陰極保護(hù)系統(tǒng)包括：a)外加電流系統(tǒng)；b)犧牲陽極系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)也可以結(jié)合使用。系統(tǒng)的選擇取決于一系列因素(見ISO12473)。對于使用犧牲陽極的陰極保護(hù)系統(tǒng)，陽極的尺寸和形狀可用歐姆定律確定，見公式(4):…………(4)式中：I.——陽極輸出電流，單位為安培(A);△U——驅(qū)動(dòng)電壓，單位為伏特(V);R——電路電阻，單位為歐姆(2)。由于陰極(構(gòu)筑物)接水電阻通常非常小，因此，假設(shè)回路電阻約等于電解質(zhì)電阻，即所謂的“陽極陽極電阻是陽極環(huán)境電阻率和陽極幾何形狀(形狀和尺寸)的函數(shù)。經(jīng)驗(yàn)公式可用于評估陽極電阻，如B.1中給出的公式。對于外加電流系統(tǒng)，直流(DC)電源的輸出電壓應(yīng)高于電路所有部件、電解質(zhì)(通常被認(rèn)為是陽極電阻)陽極/陰極反電動(dòng)勢的電壓降之和(即，陽極和陰極在電解質(zhì)中無電流時(shí)的電位差)。陽極和電解質(zhì)間的電壓不宜超過最大允許值，最大允許電壓取決于陽極的材料。注2:最大允許電壓的推薦值參見附錄C。8GB/T39155—2020/ISO13174:2012有些情況，需要用到最小的陽極電流密度(參見附錄C)。陽極的數(shù)量和位置形成的電流分布，應(yīng)盡可能使整個(gè)鋼材構(gòu)筑物表面達(dá)到要求的保護(hù)電位電流分布。對于特別復(fù)雜或新穎的應(yīng)用，可以使用基于有限元或邊界元方法的計(jì)算機(jī)數(shù)值模型進(jìn)行計(jì)算。陰極保護(hù)系統(tǒng)的所有部件宜安裝在干擾或損壞可能性最小的位置。5.6電連續(xù)性被保護(hù)的構(gòu)筑物應(yīng)是電連續(xù)的，否則構(gòu)筑物的每個(gè)部分(如單個(gè)樁)應(yīng)分別配備犧牲陽極系統(tǒng)或外加電流負(fù)極回路。鋼樁、碼頭或靠泊區(qū)應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)為構(gòu)筑物的一個(gè)組成部分。連接系統(tǒng)可包括具有件焊在一起，或者使用外部連接系統(tǒng)。如果構(gòu)筑物的兩個(gè)構(gòu)件之間存在預(yù)期的相對運(yùn)動(dòng)，例如，伸縮縫和擋板，則連接需靈活。如果輔助部件需要陰極保護(hù)(例如系船柱),則宜通過適當(dāng)?shù)姆绞?比如海底電對被焊構(gòu)件的機(jī)械性能產(chǎn)生不利影響。對于具有獨(dú)立陰極保護(hù)系統(tǒng)的浮筒和其他靠泊設(shè)施，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對錨鏈電流做出適當(dāng)規(guī)定。的電連接。輔助件的設(shè)計(jì)應(yīng)符合構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)規(guī)范(如有)。這些要求可能會(huì)影響陽極鋼芯的設(shè)計(jì)(參見附錄D)。一個(gè)構(gòu)筑物可以永久或臨時(shí)地連接到相鄰構(gòu)筑物。每個(gè)構(gòu)筑物宜安裝獨(dú)立的陰極保護(hù)系統(tǒng)，在與相鄰構(gòu)筑物電連接前宜進(jìn)行檢查。如果臨時(shí)連接的外部構(gòu)筑物沒有獨(dú)立的陰極保護(hù)系統(tǒng)，則宜測量受保護(hù)構(gòu)筑物的鋼/海水電位，確保連接期間陰極保護(hù)處于可接受的水平。不會(huì)對相鄰構(gòu)筑物產(chǎn)生不利影響(見EN50162)。由于船舶普遍是機(jī)動(dòng)的，通常不需要進(jìn)行相互作用測試。但是，一艘船在鋼碼頭旁長期或反復(fù)停泊，建議進(jìn)行相互作用測試，以驗(yàn)證該船和鄰近港口/海港結(jié)構(gòu)都不會(huì)受到陰極保護(hù)的不利影響。安裝了陰極保護(hù)的相鄰構(gòu)筑物受到相鄰船陰極保護(hù)的影響時(shí)，其保護(hù)水平改變不宜超出5.2規(guī)定。沒有安裝陰極保護(hù)的船舶或海港設(shè)施，其腐蝕電位在任何相鄰陰極保護(hù)系統(tǒng)中的變化不宜超過+20mV(見任何船舶或構(gòu)筑物/電解質(zhì)電位的變化超過上述規(guī)定值時(shí)，應(yīng)與造成相互作用的陰極保護(hù)系統(tǒng)管理注1:如果一艘船在受到陰極保護(hù)的碼頭附近長期靠泊或停泊，建議進(jìn)行陰極保護(hù)交互作用測試，確定相鄰的陰極保護(hù)系統(tǒng)是否對船身有影響。注2:在設(shè)計(jì)海港的陰極保護(hù)時(shí)，通常不考慮船舶與停泊的碼頭之間的電連續(xù)連接。注4:用于保護(hù)碼頭的犧牲陽極系統(tǒng)通常對停泊的船舶具有非常小的相互影響作用，即使它們沒有連接在一起。如9GB/T39155—2020/ISO13174:2012用于保護(hù)棧橋或碼頭的外加電流系統(tǒng)可能會(huì)與相鄰?fù)２吹拇划a(chǎn)生相互影響；選用保護(hù)棧橋或碼頭的外加電流輔助陽極時(shí)，額定電流和安裝位置應(yīng)能夠盡量減少與相鄰船舶的相互影響。通常是使用6外加電流系統(tǒng)加電流系統(tǒng)通過提供DC電流進(jìn)行腐蝕保護(hù)，將鋼構(gòu)筑物連接到可調(diào)DC電源的負(fù)極端子，陽極連接到DC電源正極端子。在陰極保護(hù)系統(tǒng)的使用壽命期內(nèi)，需控制DC電源輸出，以獲得和保持構(gòu)筑物所有鋼材表面的保護(hù)6.2設(shè)計(jì)差區(qū)的設(shè)備承受最強(qiáng)風(fēng)暴/海浪/螺旋槳尾流等環(huán)境的能力、表面積計(jì)算、陽極電流輸出以及壽命計(jì)算、外加電流系統(tǒng)的電纜電壓降和電流額定值計(jì)算、陰極保護(hù)材料的詳細(xì)規(guī)格、安裝(包括安裝和總體布置設(shè)計(jì)計(jì)算和規(guī)范宜包括以下詳細(xì)信息：a)設(shè)計(jì)依據(jù)；b)設(shè)備尺寸；c)設(shè)備的總體布置；e)安裝規(guī)范；f)監(jiān)測和維護(hù)規(guī)范。每個(gè)陰極保護(hù)區(qū)(見5.3.2)可由專用系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。出現(xiàn)特殊情況的特定區(qū)域可能需要多區(qū)域控制系統(tǒng)，以優(yōu)化陰極保護(hù)需求的電流分布。保護(hù)鋼板樁墻背面或沉箱內(nèi)的陰極保護(hù)區(qū)域宜與暴露于保護(hù)海洋中的鋼材的陰極保護(hù)區(qū)域分開。宜基于5.4.2中描述的最嚴(yán)苛服役條件，設(shè)計(jì)壽命中的最高破損系數(shù)(見5.4.3),根據(jù)5.4的公式，計(jì)算保護(hù)構(gòu)筑物陰極保護(hù)區(qū)的總最大電流需求(Iz),為了補(bǔ)償效率較低的電流分布(與犧牲陽極系統(tǒng)相比，高電流陽極數(shù)量少),陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)宜根據(jù)構(gòu)筑物的幾何形狀和涂層，能夠提供計(jì)算得出的最大總電流(Iz)需求1.1～1.5倍的電流(I?),見公式(5):GB/T39155—2020/ISO13174:2012Iz——最大總電流，單位為安培(A)。6.3.1DC電源DC電源應(yīng)能為被保護(hù)的區(qū)域夠提供總最大電流(It)。輸出電壓宜考慮到電路(電纜、陽極和反電動(dòng)勢)電阻和陽極的最大建議工作電壓。DC電源宜提供足夠的電流將陰極電位維持在設(shè)定范圍內(nèi)(見5.4.2和附錄A),即使在峰值電流需求時(shí)。當(dāng)用于控制DC電源的一個(gè)參比電極測出構(gòu)筑物/電解質(zhì)/電極電位值低于設(shè)定的正極值時(shí)，具有自動(dòng)電位控制功能的DC電源宜能夠提供電流(恒定或可變)(保護(hù)準(zhǔn)則見5.2)。當(dāng)用于控制DC電源的所有參比電極測出的電位讀數(shù)比設(shè)定的負(fù)極限更負(fù)時(shí)，這種類型的DC電源宜能夠提供很少或不提供電流。在正常工作條件下，DC電源宜輸出穩(wěn)定的工作電流，提供穩(wěn)定的極化電位，只有在環(huán)境條件改變電流需求改變時(shí)才增加或減少電流輸出。宜有設(shè)備將輸出電流限制在預(yù)設(shè)值內(nèi)。具有輸出電流限制電路的DC電源在發(fā)生外部短路時(shí)宜能有效關(guān)閉。使用鉛銀半惰性陽極時(shí)，初始陽極電流密度應(yīng)足以產(chǎn)生并維持導(dǎo)電的PbO?膜(參見附錄C)。鉛銀陽極的性能可能在深水(大于30m)或低氧水中受到不利影響。最大陽極電流密度不高于30A/m2時(shí)，可以使用含高硅鑄鐵半惰性陽極。外加電流輔助陽極的典型電化學(xué)特性參見附錄C。會(huì)顯著降低系統(tǒng)的性能。陽極組件及其附件宜具有高的抗機(jī)械損傷能力。應(yīng)采取所有可能的預(yù)防措施，以避免陽極和構(gòu)筑物之間發(fā)生直接電接觸(陰極保護(hù)電路的短路)。通常要求為浮式構(gòu)筑物安裝填料函，以確保陽極供電電纜進(jìn)入浮式構(gòu)筑物內(nèi)部的方式能保證構(gòu)筑物的機(jī)械完整性和水密性。宜確定陽極的數(shù)量、尺寸和位置，以便能夠?qū)㈥枠O以統(tǒng)一方式連接到DC電源，所分配的電流應(yīng)能均勻分布到受陰極保護(hù)的結(jié)構(gòu)的所有部分。在某些情況下，可以使用基于有限元或邊界元計(jì)算方法的計(jì)算機(jī)建模和/或模型測試/或在部分結(jié)陽極不應(yīng)安裝在可能干擾構(gòu)筑物正常工作的區(qū)域，不宜安裝在高應(yīng)力區(qū)域或承受高疲勞載荷的區(qū)當(dāng)外加電流輔助陽極直接安裝在構(gòu)筑物上或距離構(gòu)筑物1m以內(nèi)時(shí)，應(yīng)使用陽極屏。GB/T39155—2020/ISO13174:2012所選陽極屏材料應(yīng)能耐陽極反應(yīng)產(chǎn)物。支撐件上。與構(gòu)筑物連接的陽極屏材料應(yīng)耐陰極剝離。陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)宜考慮陽極屏材料和裝置可能的劣化和老化，以獲得系統(tǒng)期望的壽命。注：極屏的尺寸宜確保陽極和構(gòu)筑物鋼材之間的最小距離通常至少為0.5m,并根據(jù)需要確保任何常規(guī)涂層不會(huì)出現(xiàn)陰極剝離，陽極電流輸出最大時(shí)構(gòu)筑物材料不會(huì)發(fā)生氫損傷。這個(gè)問題可能需要詳細(xì)的測試和/或建模，部分取決于涂層和構(gòu)筑物構(gòu)造材料的性能。參比電極用于測量鋼材相對于海水的電位，也用于控制外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)提供的電流。電極通常為Zn或Ag/AgCl/海水參比電極(見ISO12473)。Zn電極更堅(jiān)固，而Ag/AgCl/海水參比電極更電極宜安裝在構(gòu)筑物的電位可能超出保護(hù)準(zhǔn)則要求范圍的位置。注1:Ag/AgCl/海水參比電極僅在鹽度為3.5%的未稀釋海水中時(shí)較為準(zhǔn)確。如果在其他鹽度的水中使用，示值將出現(xiàn)誤差。參比電極的理論電位宜穩(wěn)定在士10mV以內(nèi)。Zn通常用作參比電極，但在干凈海水中相對于Ag/AgCl/海水的電位在-1060mV~-1000mV之間變化，如果電解質(zhì)被污染，這一范圍可能會(huì)增加。如注2:在稀釋(河口)條件下，宜使用不隨鹽度變化的Ag/AgCl/0.5MKCl參比電極。所有連接電纜應(yīng)能夠承受預(yù)期的機(jī)械和化學(xué)環(huán)境，并應(yīng)配備支撐和保護(hù)以避免陰極保護(hù)系統(tǒng)在服電纜和端子的絕緣材料應(yīng)能耐受環(huán)境條件(新產(chǎn)生的氯、高pH、海水、碳?xì)浠衔锖推渌瘜W(xué)不得超過給定尺寸電纜規(guī)定的最大電流額定值。電位測量應(yīng)使用專用電纜。這些電纜宜使用金屬屏蔽層進(jìn)行保護(hù)，使其免受測量電位信號的電或射頻干擾。所有陽極應(yīng)能承受預(yù)期的機(jī)械和化學(xué)環(huán)境，并應(yīng)配備支撐和保護(hù)以避免陰極保護(hù)系統(tǒng)在服役期間犧牲陽極系統(tǒng)的目的是提供足夠的電流來保護(hù)構(gòu)筑物被保護(hù)的部分并分配電流，使系統(tǒng)在設(shè)計(jì)壽GB/T39155—2020/ISO13174:2012命期間滿足5.2的陰極保護(hù)準(zhǔn)則。7.2設(shè)計(jì)b)詳細(xì)的安裝圖紙；c)詳細(xì)的材料要求；d)實(shí)現(xiàn)陽極/構(gòu)筑物電連續(xù)性的詳細(xì)方法和固定件的設(shè)計(jì)計(jì)算；f)完整系統(tǒng)的驗(yàn)收準(zhǔn)則。注：附錄A、附錄B和附錄D詳細(xì)說明了設(shè)計(jì)中宜考慮的項(xiàng)目。7.3材料犧牲陽極應(yīng)符合EN12496和設(shè)計(jì)目的(見5.1)。陽極材料的電化學(xué)性能宜有完整的證明文件或通過專業(yè)的測試確定。a)鋼材極化的驅(qū)動(dòng)電壓，即閉路陽極電位與保護(hù)電位準(zhǔn)則的正極限之差；b)實(shí)際電流容量(A·h/kg)或消耗率[kg/(A·yr)];c)鈍化敏感性；d)晶間腐蝕敏感性。7.4陽極位置犧牲陽極的分布應(yīng)確保整個(gè)表面極化至推薦的限值內(nèi)(見5.2)。在一些情況下，可以使用基于有限元或邊界元的計(jì)算方法和/或模型測試的計(jì)算機(jī)建模。犧牲陽極不應(yīng)安裝在可能干擾構(gòu)筑物正常工作的區(qū)域，不宜安裝在高應(yīng)力區(qū)域或承受高疲勞載荷7.5安裝被保護(hù)構(gòu)筑物構(gòu)件和各自犧牲陽極的電連續(xù)性應(yīng)確保在施工期間或施工后使用陰極保護(hù)時(shí)，提供靠連接來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)評估電連續(xù)性的長期可靠性。在樁上的獨(dú)立犧牲陽極之間連續(xù)焊接建立電連續(xù)性。雖然連續(xù)性的焊接不是注2:可以通過將樁與橋面板混凝土中的鋼筋連接實(shí)現(xiàn)連續(xù)性。陽極與構(gòu)筑物的連接方法取決于其類型和應(yīng)用，但在陽極的整個(gè)使用壽命期間應(yīng)保持低接觸電阻。犧牲陽極宜通過以下方法與構(gòu)筑物相連：a)通過連續(xù)焊接將陽極鋼材嵌入構(gòu)筑物中，使焊接位置的應(yīng)力最小化；b)或?qū)㈥枠O鋼材嵌入件焊接到單獨(dú)的支架上，支架通過連續(xù)焊接與結(jié)構(gòu)相連；GB/T39155—2020/ISO13174:2012c)或通過螺栓將其陽極插入件連接到單獨(dú)的支架上，支架通過連續(xù)焊接與結(jié)構(gòu)相連。與陽極附件和連續(xù)性連接相關(guān)的所有焊接(水下和大氣中)應(yīng)按照預(yù)審的程序和人員進(jìn)行。陽極連接的替代方法也應(yīng)經(jīng)過審核。犧牲陽極可埋在或浸沒在距離被保護(hù)構(gòu)筑物一定距離的地方。宜有適當(dāng)尺寸的絕緣電纜保證構(gòu)筑b)在施工期間或定位后，確認(rèn)每個(gè)陽極的位置以及陽極安裝方法。a)確認(rèn)陰極保護(hù)系統(tǒng)的安裝及其功能符合設(shè)計(jì)意圖，并符合5.2準(zhǔn)則規(guī)定；要求。所有測量應(yīng)符合EN13509的規(guī)定。8.2調(diào)試——犧牲陽極系統(tǒng)犧牲陽極系統(tǒng)應(yīng)在安裝完成后3個(gè)月內(nèi)進(jìn)行極化電位測量，應(yīng)使用便攜式參比電極作為固定式監(jiān)測的補(bǔ)充測量，確保代表性的位置能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段選定的5.2中的準(zhǔn)則要求。例如，對于平板樁墻，宜沿著安裝方向(例如，每5m的間距)間隔三個(gè)高度(例如，MWL、MWL和海床中間位置、海床線)定期進(jìn)行電位測量。表面。有關(guān)準(zhǔn)則和IR降誤差參見5.2。8.3調(diào)試——外加電流系統(tǒng)通電前，應(yīng)根據(jù)質(zhì)量計(jì)劃(5.1)進(jìn)行測量和記錄，并應(yīng)包括以下內(nèi)容：a)鋼/海水相對于固定式參比電極的電位；b)驗(yàn)證性能監(jiān)測系統(tǒng)所有組件的電子數(shù)據(jù)記錄和/或數(shù)據(jù)傳輸設(shè)施安裝。陰極保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)按照初始極化的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行通電，應(yīng)根據(jù)質(zhì)量計(jì)劃(5.1)進(jìn)行測量和記錄，至少GB/T39155—2020/ISO13174:2012包括以下內(nèi)容：a)對所有固定安裝參比電極的鋼/海水電位。b)極性的確認(rèn)。如果鋼材/海水電位值向正極方向偏移，應(yīng)進(jìn)行調(diào)查并立即補(bǔ)救。c)向陰極保護(hù)系統(tǒng)供電的所有DC電源的輸出電壓和電流。d)如適用，在整流器或接線盒處測量單個(gè)陽極的電對于外加電流系統(tǒng)，應(yīng)在安裝完成后3個(gè)月內(nèi)對無IR電位(瞬間斷電，延遲斷電或構(gòu)筑物附近的參比電極)進(jìn)行測量，應(yīng)使用便攜式參比電極作為固定式監(jiān)測的補(bǔ)充測量，確保代表性的位置能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段選定的5.2的要求。例如，對于平板樁墻，在海水中宜沿墻每5m水平間距、三個(gè)深度增量進(jìn)行電位測量。表面(有關(guān)準(zhǔn)則和IR誤差見5.2)。宜進(jìn)行相互作用測試，確認(rèn)相鄰構(gòu)筑物不會(huì)受到陰極保護(hù)系統(tǒng)的不利影響。當(dāng)相鄰構(gòu)筑物配備陰極保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，其陰極保護(hù)水平變化不宜超過主體陰極保護(hù)系統(tǒng)5.2要求的水平。沒有安裝陰極保護(hù)的相鄰構(gòu)筑物，其腐蝕電位在任何相鄰陰極保護(hù)系統(tǒng)中的變化不宜超過+20mV(參見EN13509和EN50162)。試程序的一部分。又見5.7。能進(jìn)行修改。應(yīng)定期進(jìn)行性能評估。犧牲系統(tǒng)的典型檢查程序如下：a)按照8.2要求，3個(gè)月的測試調(diào)試之后，宜在缺陷責(zé)任期結(jié)束前進(jìn)行進(jìn)一步的測試，通常在9個(gè)月～12個(gè)月之間；然后2年～5年宜按照8.2進(jìn)行性能測量。b)根據(jù)構(gòu)筑物的類型和陽極的位置，通過潛水員調(diào)查對陽極進(jìn)行目測檢查，宜對所開展的工作進(jìn)行完整報(bào)告和視頻記錄。調(diào)查宜評估陽極的消耗、檢查陽極的物理損壞和是否牢固。c)宜更換所有損壞或丟失的陽極，確保構(gòu)筑物的所有區(qū)域得到充分保護(hù)。b)性能評估：GB/T39155—2020/ISO13174:2012——測量全部其他傳感器的參數(shù)。 調(diào)整系統(tǒng)輸出或選擇自動(dòng)電位系統(tǒng)的固定監(jiān)測位置。c)檢查周期：通常，功能檢查應(yīng)為第1年每月1次，如果檢查結(jié)果滿意，延長為每3個(gè)月1次。性能評估應(yīng)為第1年每3個(gè)月1次，如果性能結(jié)果滿意，延長為每6個(gè)月～12個(gè)月復(fù)查。9文件已建立的文件宜能反映環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的或安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)的與設(shè)計(jì)的不同。調(diào)試數(shù)據(jù)宜包括：陰極保護(hù)系統(tǒng)通電前后的調(diào)查結(jié)果(確認(rèn)系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)準(zhǔn)則并有效運(yùn)行的情況)、構(gòu)筑物的電位測量(驗(yàn)證是否實(shí)現(xiàn)了完全的保護(hù))及相鄰構(gòu)筑物的相互作用測試。9.2外加電流系統(tǒng)和陽極輸出電流的評估值；造商/供應(yīng)商的數(shù)據(jù)和資料； 和連接方法；筑物服役期間更新；——相鄰構(gòu)筑物間相互作用的測試結(jié)果；據(jù)以及相應(yīng)的構(gòu)筑物保護(hù)電位水平和狀態(tài)的變化； GB/T39155—2020/ISO13174:2012據(jù)以及相應(yīng)的構(gòu)筑物保護(hù)電位水平和狀態(tài)的變化；GB/T39155—2020/ISO13174:2012(資料性附錄)海港設(shè)施陰極保護(hù)的電流要求指南A.1海水中裸鋼材保護(hù)的設(shè)計(jì)電流密度在缺少經(jīng)驗(yàn)資料的情況下，表A.1給出了海水中裸鋼材保護(hù)的典型設(shè)計(jì)電流密度。表A.1海水中裸鋼材保護(hù)的典型設(shè)計(jì)電流密度環(huán)境條件初始值維持值再極化值充氣水弱充氣水充氣水弱充氣水充氣水0.5m/s80～100120～15050～6565～8060～8080～1000.5m/s120～150170～20060～8080～10080～100100～130存在170～20060～10080～130如果存在ALWC或MIC,表A.1給出的條件相對應(yīng)的電流密度宜適用于海水中裸鋼的總面積。設(shè)計(jì)中增加額外電流，以確保遠(yuǎn)離陽極的區(qū)域能達(dá)到上述的設(shè)計(jì)電流密度。應(yīng)用電流可增加10%~50%;實(shí)際值將由電流分布決定。海水中的鋼和泥漿中的鋼都宜增加(見A.2)。在河口環(huán)境中的微咸水，上述電流密度適用于高達(dá)2Ω·m的電阻率。對于沒有陰極保護(hù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)A.2海泥中裸鋼材保護(hù)的設(shè)計(jì)電流密度在缺少經(jīng)驗(yàn)資料的情況下，表A.2給出了海泥中裸鋼材保護(hù)的典型設(shè)計(jì)電流密度。表A.2海泥中裸鋼材保護(hù)的典型設(shè)計(jì)電流密度環(huán)境條件電流密度/(mA/m2)初始值維持值再極化值普通海泥中所有類型的構(gòu)筑物存在MICA.3陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常用涂料體系的涂層破損系數(shù)下面列出的數(shù)值是基于海洋環(huán)境中廣泛使用的涂層，通常用于干膜厚度為250μm～500μm噴砂GB/T39155—2020/ISO13174:2012——浸沒面積：1%～2%;——鉆入樁(埋地)的面積：25%～50%(取決于土壤條件和涂層的選擇);——回填面積：5%～25%(取決于回填材料的基體，以及放置和壓實(shí)的方法)。暴露于1m2環(huán)境(如ISO12944-2所定義)的涂層在各種耐久性(如ISO12944-1所定義)下的涂層——低耐久性涂層：每年3%;——中等耐久性涂層：每年1.5%;——高耐久性涂層：每年0.5%～1%。A.4電流漏失裕量宜包括電接地系統(tǒng)的裕量。電接地系統(tǒng)的電阻可能非常低，并包括與土壤接觸的銅(或碳質(zhì)回填料中的銅和鋼)表面，和可能連接到構(gòu)筑物并通過陸上或海上的公用工程管道(天然氣或水)。(資料性附錄)陽極電阻、電流和壽命的確定B.1陽極電阻公式一般使用下文給出的公式，也可以使用其他基于文獻(xiàn)經(jīng)驗(yàn)的公式。鄰近的陽極會(huì)影響相鄰陽極周圍的電場，并減少陽極的電流輸出。陣列陽極中單個(gè)陽極的電阻將因相鄰陽極的靠近而增加。緊密排列的陽極宜作為設(shè)計(jì)評估的主題，其電阻可通過使用交替的經(jīng)典接地電阻公式、數(shù)學(xué)建?；蛑苯蝇F(xiàn)場測量來確定。B.1.1安裝在距構(gòu)筑物鋼表面至少0.3m的細(xì)長陽極。如果L≥4r,陽極電阻R。計(jì)算按公式(B.1)計(jì)算：如果L<4r,陽極電阻R.計(jì)算按公式(B.2)計(jì)算：式中：r——陽極半徑(對于非圓柱形的其他形狀，r=C/2π,其中C是橫截面周長),單位為米(m)。簡單來說，安裝在距離鋼表面0.3m～0.15m的陽極，可以將電阻設(shè)為R?！?.3。這種簡化可以通過數(shù)學(xué)建?；蛑苯蝇F(xiàn)場測量來改進(jìn)。B.1.2安裝在構(gòu)筑物鋼表面的長平貼陽極，長度不小于4倍寬。陽極電阻計(jì)算按公式(B.3)計(jì)算：式中：R.——陽極電阻，單位為歐姆(Ω);S——陽極長度和寬度的算術(shù)平均值，單位為米(m)。B.1.3安裝在構(gòu)筑物鋼表面的短平貼或鐲式陽極按公式(B.4)計(jì)算：p——環(huán)境電阻率，單位為歐姆米(2·m);A——陽極的暴露表面積，單位為平方米(m2)。GB/T39155—2020/ISO13174:2012B.2陽極電阻壽命結(jié)束時(shí)的計(jì)算如果陽極消耗導(dǎo)致尺寸變化，電阻將隨時(shí)間而增加。設(shè)計(jì)需要評估在壽命結(jié)束時(shí)陽極的電流輸出能力(見A.1和A.2中再極化的電流密度值)。a)壽命結(jié)束時(shí)陽極的質(zhì)量計(jì)算對于所有陽極形狀，按公式(B.5)計(jì)算：Wfinal=Winital·(1—u)……(B.5)式中：W——陽極合金(不包括鋼芯)的凈質(zhì)量，單位為千克(kg);Wfial——初始值；u——利用率。利用率取決于剩余的陽極材料無法提供所需電流(無量綱)時(shí)消耗的陽極材料來確定。陽極的形狀和內(nèi)部鋼芯的設(shè)計(jì)將影響其利用系數(shù)，范圍可能在0.7～0.95之間。b)壽命結(jié)束時(shí)陽極尺寸的計(jì)算對于細(xì)長陽極，按公式(B.6)計(jì)算：Lfinal=Linital一(0.1×u·Linital)……(B.6)式中：L——陽極合金的長度，單位為米(m);Lfial——最終(或壽命結(jié)束)值。陽極最終(壽命結(jié)束)時(shí)(包括芯體),假定是長度為Lfm橫截面積可通過上述WGml的計(jì)算的圓柱體，陽極合金的密度和陽極最終長度時(shí)陽極芯的體積可按公式(B.7)和公式(B.8)計(jì)算：……(B.7)……(B.8)式中：X陽極最終(壽命結(jié)束)時(shí)的(包括芯體)橫截面積，單位為平方米(m2);Xore——芯體的橫截面積，單位為平方米(m2);damd——陽極合金的密度，單位為千克每立方米(kg/m3);riml——最終(或壽命結(jié)束)陽極半徑，單位為米(m)。對于長平齊安裝的陽極：對于細(xì)長陽極，假設(shè)最終形狀是半圓柱體，因此rfinal可按公式(B.9)計(jì)算：……(B.9)rfmal——最終(或壽命結(jié)束)陽極半徑，單位為米(m);X陽極最終(壽命結(jié)束)時(shí)的(包括芯體)橫截面積，單位為平方米(m2)。21GB/T39155—2020/ISO13174:2012對于短陽極或環(huán)式陽極：假設(shè)電阻從一開始就保持不變。B.3電解質(zhì)電阻率宜先正確測量或評估B.1中陽極電阻計(jì)算相關(guān)的電解質(zhì)電阻率后，再進(jìn)行港口、海港、沿海和防洪設(shè)施的陰極保護(hù)設(shè)計(jì)。在犧牲陽極系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，電解質(zhì)電阻率特別重要，因?yàn)槭褂貌徽_的電阻率數(shù)據(jù)會(huì)對計(jì)算出的陽極的電阻和電流輸出產(chǎn)生重大影響。如果設(shè)計(jì)提供了足夠的輸出電壓變化，則溶液電阻率對外加電流輔助陽極的影響不大。以下電阻率值是常用值：——海泥：0.70Ω·m～31.70Ω·m(70Ω·cm～170Ω·cm);對于微咸水，根據(jù)鹽含量的不同，電阻率可能會(huì)存在很大的波動(dòng)(0.20Ω·m～10Ω·m)。由于這些值存在如此廣泛的差異，實(shí)際值宜在設(shè)計(jì)前測量。水的電阻率隨著溫度而顯著變化，宜在特定位置進(jìn)行全溫度變化范圍評估。宜測定每個(gè)電阻率的溫度，并與測量數(shù)據(jù)一起記錄，以便進(jìn)行評估。在潮汐區(qū)域，低水位時(shí)的水可能變得更咸，而河流或地表水徑流中的淡水可能會(huì)對電阻率產(chǎn)生顯著影響，宜對水進(jìn)行取樣并確定其電阻率。取樣應(yīng)能代表所有潮汐條件和所有可能的淡水污染程度。不同溫度下，不同的海水和不同咸水濃度下電阻率如圖B.1所示。圖B.1基于溫度和海水密度(鹽度)的電阻率B.4犧牲陽極電流輸出犧牲陽極的電流輸出可用歐姆定律確定，可按公式(B.10)計(jì)算：GB/T39155—2020/ISO13174:2012式中：I——電流輸出，單位為安培(A);…………(B.10)△U通常為鋼的極化電位(在非MIC/ALWC環(huán)境中為一0.80V,相對于Ag/AgCl/海水參比電極MIC/ALWC環(huán)境中為一0.90V)和特定陽極合金在海水中運(yùn)行電位(通常為：Al-Zn-In合金1.10V~-1.05V,Zn合金為-1.05V~-1.00V,Mg陽極合金為一1.55V~-1.65V)之間的電位差。陽極運(yùn)行電位值在海泥中可能更正。因此，受特定陽極特性的影響，在MIC/ALWC中下，采用Al-Zn-In合金陽極的構(gòu)筑物，相對于Ag/AgCl/海水的電位為-0.90V時(shí)，△U在0.15V～0.20V的范圍內(nèi)。無MIC/ALWC的環(huán)境下，采0.30V的范圍內(nèi)。B.5陽極壽命陽極壽命(Tanode)可按公式(B.11)計(jì)算：式中：……(B.11)u利用率，由剩余陽極材料不能滿足電流需求時(shí)消耗的陽極材料的比例決定；陽極的形狀及其內(nèi)鋼芯的設(shè)計(jì)將影響利用率，值可能在0.70～0.95的范圍內(nèi)；E陽極材料在所處環(huán)境中的消耗率，單位為千克每安培年[kg/(A·y)](見EN12496);Is,ande——壽命期間陽極的平均電流輸出，單位為安培(A)。B.6最小凈重要求陰極保護(hù)區(qū)所需陽極材料的最小凈重可按公式(B.12)計(jì)算：式中：Wtotul——所需犧牲陽極材料的最小總凈重，單位為千克(kg);Imen——構(gòu)筑物所需的總維護(hù)電流，單位為安培(A);……(B.12)4利用率，由剩余陽極材料不能滿足電流需求時(shí)消耗的陽極材料的比例決定；陽極的形狀及其內(nèi)鋼芯的設(shè)計(jì)將影響利用率，值可能在0.70～0.95的范圍內(nèi)；Q——所考慮環(huán)境中陽極材料的實(shí)際電容量，單位為安培小時(shí)每千克(A·h/kg);8760——一年的小時(shí)數(shù)，單位為小時(shí)每年(h/y);23GB/T39155—2020/ISO13174:2012(資料性附錄)外加電流輔助陽極的典型電化學(xué)特性用于海港設(shè)施的外加電流輔助陽極系統(tǒng)的典型電化學(xué)特性見表C.1。表C.1外加電流輔助陽極系統(tǒng)的典型電化學(xué)特性陽極材料消耗率陽極材料和電解質(zhì)間的最大電壓V鉑鈦0.004～0.012*鉑鈮0.004～0.012*鉑鉭0.004～0.0124500～3000°鈦基體上的混合金屬氧化層(MMO)0.0005～0.001400～1000°鉛Ag高硅鑄鐵鉑膜的壽命可能受溶液電阻率的影響，消耗速率隨電阻率的增加而增加。鉑膜的壽命也可能受DC電源中紋波幅度和頻率的影響。建議幅度低于100mV(RMS),頻率不低于100Hz。在海水中，如果相對于Ag/AgCl/海水電極的陽極電位超過8V,則鈦上的氧化膜可能會(huì)破裂。完全鍍鉑、MMO鍍層或鹽度較低的環(huán)境可使用更高的電壓。在冷海水中，鈦基底上MMO的最大陽極電流密度為0℃~5℃時(shí)宜低于100A·m-2,5℃~10℃時(shí)，低于陽極電流密度足夠大時(shí)，在充氣的海水中可以形成和維持PbO?膜，電流密度分別為100A·m-2和40A·m-2使用含鉑針的鉛/Ag合金時(shí)，形成和維持該膜電流密度為50A·m-2和20A·m-2。GB/T39155—2020/ISO13174:2012(資料性附錄)設(shè)計(jì)指南D.1電流密度——再極化電流密度：用于驗(yàn)證陽極的輸出電流容量達(dá)到使用極限率時(shí)(如最終有效尺寸),發(fā)生嚴(yán)D.2決定犧牲陽極電流輸出和使用壽命的要素陽極材料的基本要求見EN12496。宜考慮釋放到電解質(zhì)中的合金金屬成分對環(huán)境的影響。陽極電流輸出取決于環(huán)境電阻率及陽極的形狀和尺寸(見5.3、5.5和附錄B)。決于陽極材料的消耗率及其質(zhì)量。陽極的外形和尺寸決定電流的最終輸出值，陽極的利用率決定陽極是否能實(shí)現(xiàn)完全消耗。對于大應(yīng)優(yōu)化犧牲陽極的尺寸和數(shù)量以減少總質(zhì)量。并給出大于或等于在陽極壽命期間對結(jié)構(gòu)進(jìn)行永久保護(hù)所需電流的保護(hù)電流。陰極保護(hù)系統(tǒng)宜有足夠質(zhì)量的陽極材料，以保證在系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命期間維持(平均)電流需求。輸出電流由歐姆定律給出，如5.5和附錄B所述。陽極壽命可使用附錄B中給出的公式確定。D.3決定陽極分布的要素陽極的分布宜盡量減少陽極間的相互影響(見B.1)。陽極的位置宜盡量減少機(jī)械損傷(例如，Z形或U形樁構(gòu)成的鋼板樁墻內(nèi))。陽極宜以不會(huì)降低構(gòu)筑物性能的方式定位和連接到構(gòu)筑物上。陽極的位置宜確保從陽極到受保護(hù)構(gòu)筑物的電流分布盡可能均勻。對于低電流輸出陽極，例如港口和海港應(yīng)用的傳統(tǒng)犧牲陽極，如果陽極的分布能保證需要保護(hù)的每個(gè)局部表面都受到保護(hù)，則單個(gè)陽極電流通常小于2A,這與陽極的表面積和電流密度的乘積有關(guān)(即，海水中陽極間的間距比鹽水泥漿中近，裸鋼的陽極間距比涂層鋼近),這種簡單的設(shè)計(jì)方法通常能夠滿足要求。當(dāng)單個(gè)陽極電流輸出較低(小于20A)時(shí)，這個(gè)方法能提供A.1中所說的附加電流(10%～50%),也可用于安裝在構(gòu)筑物上的簡單的外加電流系統(tǒng)。但是，對于復(fù)雜構(gòu)筑物或大電流陽極(電流或外加電流),可能需要更精密的設(shè)計(jì)模?；蛘撸梢酝ㄟ^以往的記錄、類似環(huán)境和類似結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑物/電解質(zhì)的電位測量來推斷新構(gòu)筑物的陽極分布。[1]ISO9001Qualitymanagementsystems—Requirements—test[2]ISO12944-1Paintsandvarnishes—Corrosionprotectionofsteelstructuresbyprotectivepaintsystems—Part1:General[3]ISO12944-2Paintsandvarnishes—Corrosionprotectionofsteelstructuresbyprotectivepaintsystems—Part2:Classificationofenvironments[4]BS6349-1:2000MaritimeStructures:Part1:CodeofPracticeforGeneralCriteria[5]EN15257Cathodicprotection—Competencelevelsandcertificationofcathodicprotection[6]CIRIAC634ManagementofAcceleratedLowWaterCorrosioninSteelMaritimeStruc-tures(ISBN:0-86017-634-7)[8]IMO.RecommandationsontheSafeTransportofDangerousCargoesandrelatedActivitiesinPortAreas.2007dcurrentsysteminnaturalwatersandsalinemuds,CORROSION/86,NACE,Houston,USA[10]DetNorskeVeritasIndustriNorgeA/S,RecommendedPractice,DNVRPB401,Cathodicprotectiondesign,Oct.2010IGB/T39155—2020/ISO13174:2012 Ⅲ 11.1一般規(guī)定 1 1 1 11.5安全和環(huán)境保護(hù) 1 1 2 3 4 45.2陰極保護(hù)準(zhǔn)則 45.3設(shè)計(jì)參數(shù) 55.4電流需求 55.5陰極保護(hù)系統(tǒng) 75.6電連續(xù)性 85.7相互作用 86外加電流系統(tǒng) 9 9 9 7犧牲陽極系統(tǒng) 7.4陽極位置 7.5安裝 8.2調(diào)試——犧牲陽極系統(tǒng) 8.3調(diào)試——外加電流系統(tǒng) 8.4運(yùn)行和維護(hù) 9.2外加電流系統(tǒng) ⅡGB/T39155—2020/ISO13174:20129.3犧牲陽極系統(tǒng) 附錄A(資料性附錄)海港設(shè)施陰極保護(hù)的電流要求指南 附錄B(資料性附錄)陽極電阻、電流和壽命的確定 附錄C(資料性附錄)外加電流輔助陽極的典型電化學(xué)特性 附錄D(資料性附錄)設(shè)計(jì)指南 251GB/T39155—2020/ISO13174:2012金屬和合金的腐蝕海港設(shè)施的陰極保護(hù)1范圍和防洪設(shè)施及附屬設(shè)施的金屬外表面提供腐蝕防護(hù)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了固定的和浮動(dòng)的港口及海港構(gòu)筑物的陰極保護(hù)，包括橋墩、碼頭、系纜柱(靠泊、系本標(biāo)準(zhǔn)適用于陽極暴露在水或海泥中的陰極保護(hù)系統(tǒng)。對于泥下區(qū)，通常樁墻后或沉箱內(nèi)的土壤或填砂區(qū)域，受腐蝕影響嚴(yán)重。EN12954規(guī)定了陽極暴露在土壤中的陰極保護(hù)設(shè)計(jì)和操作要求。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于固定或浮動(dòng)的