(高清版)GB∕T 17005-2019 濱海設(shè)施外加電流陰極保護系統(tǒng)通 用要求

ICS47.020.99代替GB/T17005—1997濱海設(shè)施外加電流陰極 I 13保護電位準則 1 24.1系統(tǒng)組成 24.2電源設(shè)備 24.3輔助陽極 24.4參比電極 2 34.6電纜 34.7軸接地裝置 3 5.1一般規(guī)定 3 35.3保護面積計算 4 45.5電源設(shè)備容量 45.6輔助陽極 55.7參比電極 5 65.9軸接地裝置 66安裝與檢驗 66.1電源設(shè)備 66.2輔助陽極 66.3參比電極 6.4軸接地裝置 76.6安裝檢查 7 7.1系統(tǒng)運行 77.3保護效果檢測 8附錄A(規(guī)范性附錄)不同參比電極測定鋼在海水中的保護電位及相互關(guān)系圖 附錄B(規(guī)范性附錄)單支陽極的接水電阻計算 附錄C(規(guī)范性附錄)陽極安裝結(jié)構(gòu)示意圖 附錄D(規(guī)范性附錄)軸接地裝置安裝結(jié)構(gòu)示意圖 IGB/T17005—2019本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準代替GB/T17005—1997《濱海設(shè)施外加電流陰極保護系統(tǒng)》。本標準與GB/T17005—1997相比，主要技術(shù)變化如下：——標準適用范圍增加了核電站用鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)(見第1章)。范圍(見3.2～3.4)。 修改了陰極保護系統(tǒng)的組成表述(見4.1,1997年版的第4章);補充了電源設(shè)備的供電方式(見4.2);增加了鈦基金屬氧化物陽極及其性能參數(shù)，將陽極類型與性能有關(guān)內(nèi)容移入第4章(見4.3.1中表1,1997年版的5.2.1中表2);修改了不同參比電極的設(shè)計參數(shù)，將參比電極類型及主要性能有關(guān)內(nèi)容移入第4章(見4.4.1中表2,1997年版5.4中的表4);增加了軸接地裝置與被保護體之間的電位差(見4.7.3)。 -增加了陰極保護系統(tǒng)設(shè)計的一般規(guī)定(見5.1);增加了鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的保護電流密度(見5.4中表3);增加了電源設(shè)備輸出電流的設(shè)計裕量(見5.5.1);增加了鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的輔助陽極數(shù)量(見5.6.2.6);增加了參比電極的選型、數(shù)量及安裝位置的設(shè)計要求(見5.7.2、5.7.3);陽極屏蔽層的厚度(見5.8)。 修改了第6章標題(見第6章，1997年版的第6章);增加了電源設(shè)備安裝要求(見6.1);將輔加了鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)參比電極的安裝結(jié)構(gòu)(見6.3.6);增加了軸接地裝置的安裝結(jié)構(gòu)圖(見附錄D);刪除了驗收規(guī)則中對生產(chǎn)廠商的要求(見1997年版的6.1)?！喜⒘嗽瓨藴实?章和第8章(見第7章，1997年版的第7章、第8章);修改了電位應(yīng)滿足的技術(shù)要求(見7.3.1.1、7.3.1.2,1997年版的8.1.1、8.1.2);增加了陰極保護電位測量的要求7.3.1.3);修改了腐蝕失重檢測(見7.3.2,1997年版的8.2);修改了試片的稱量精度和保護度計算公式(見7.3.2,1997年版的8.2)。本標準由全國海洋船標準化技術(shù)委員會(SAC/TC12)提出并歸口。本標準起草單位：中國船舶重工集團公司第七二五研究所、青島雙瑞海洋環(huán)境工程股份有限公司、中國電力工程顧問集團華東電力設(shè)計院有限公司、中國核電工程有限公司、江蘇核電有限公司、中國電力工程顧問集團華北電力設(shè)計院有限公司、中國電力工程顧問集團東北電力設(shè)計院有限公司、中國能源建設(shè)集團沈陽電力機械總廠有限公司、中國能源建設(shè)集團廣東電力設(shè)計研究院有限公司、中國電力工程顧問集團西南電力設(shè)計院有限公司。本標準所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為：——GB/T17005—1997。1濱海設(shè)施外加電流陰極保護系統(tǒng)通用要求陰極保護。對海水中其他裝置及輸送海淡水、高含鹽水的循環(huán)水系統(tǒng)和水中設(shè)施的外加電流陰極保護2規(guī)范性引用文件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船體外加電流陰極保護系統(tǒng)船用參比電極技術(shù)條件船用輔助陽極技術(shù)條件船舶及海洋工程陽極屏涂料通用技術(shù)條件CB*3220船用恒電位儀技術(shù)條件3保護電位準則位應(yīng)達到-0.80V~-1.05V(相對于銀/氯化銀參比電極，下同);在硫酸鹽還原菌及硫化物存在的缺a)當奧氏體不銹鋼耐點蝕當量不小于40時，保護電b)當奧氏體不銹鋼耐點蝕當量小于40時，保護電位應(yīng)達到一0.50V～—1.05V;冶金條件及受力狀態(tài)等因素有導(dǎo)致被保護體發(fā)生氫脆及氫致應(yīng)力開裂的風險，則保護電位下2外加電流陰極保護系統(tǒng)主要由電源設(shè)備、輔助陽極、參比電極、陽極屏蔽層、電纜等組成。在對電機等其他供電方式。4.2.2介質(zhì)為純海水或介質(zhì)的導(dǎo)電性和腐蝕性較穩(wěn)定，并且被保護設(shè)施運行工況穩(wěn)定時，可選用通用4.2.3下列情況之一時應(yīng)選用恒電位儀，恒電位儀的性能應(yīng)符合CB*3220的有關(guān)要求：c)對于需要嚴格控制保護電位的設(shè)施。陽極類型電流密度A/m2消耗率使用壽命a最大通常鉛-銀合金50～180鉛-銀微鉑8鉑/鈮復(fù)合絲、板500～10000.006鉑/鈦復(fù)合絲、板鈦基金屬氧化物陽極500～6000.0054.3.2輔助陽極的其他性能應(yīng)符合GB/T7388的要求。相對不同參比電極的保護電位對應(yīng)關(guān)系見附錄A中的圖A.1。3電極類型電極電位穩(wěn)定性V極化電位差V適用范圍使用壽命a銀/氯化銀電極海水、海淡水鋅電極士0.015海水、淡水銅/飽和硫酸銅電極 —海水、淡水—注：鋅電極包括鋅鋁硅合金及高純鋅參比電極。4.4.2參比電極的其他性能應(yīng)符合GB/T7387的要求。蔽層涂料的技術(shù)要求應(yīng)符合GB/T7788的規(guī)定。4.6.1陰極電纜和陽極電纜應(yīng)有足夠的截面，通常IR降應(yīng)不超過2V。4.6.2參比電極電纜應(yīng)采用屏蔽電纜。4.6.3陰極接地電纜的IR降應(yīng)小于0.1V。4.7.2軸接地裝置應(yīng)符合GB/T3108的要求。4.7.3軸接地裝置與泵體或鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的電位差應(yīng)小于0.06V。5.1.2通常采用外加電流陰極保護和涂層對濱海設(shè)施進行聯(lián)合保護，當單獨采用外加電流陰極保護結(jié)合犧牲陽極進行聯(lián)合保護。5.1.4在外加電流陰極保護系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)與毗鄰非保護金屬構(gòu)筑物之間的干擾問題。避免交互干擾。被保護結(jié)構(gòu)物所需的保護電流按式(1)計算。4GB/T17005—2019式中：I——被保護結(jié)構(gòu)物所需要的保護電流，單位為毫安(mA);I;——被保護結(jié)構(gòu)內(nèi)各種材質(zhì)在不同涂裝條件下的保護電流密度，單位為毫安每平方米S;——被保護結(jié)構(gòu)內(nèi)各種材質(zhì)在不同涂裝條件下的浸水面積，單位為平方米(m2)。5.3保護面積計算5.3.1結(jié)合實際工況，根據(jù)幾何尺寸分別計算不同材質(zhì)、不同表面涂裝條件下的被保護結(jié)構(gòu)物的浸水面積，計算時宜采用被保護結(jié)構(gòu)的最大浸水面積。5.3.2凝汽器等管束式冷卻設(shè)備管束保護的內(nèi)表面積按式(2)計算。式中：S——凝汽器等冷卻設(shè)備中被保護管束的內(nèi)表面積，單位為平方米(m2);n——每個水室中冷凝管的根數(shù)；5.4保護電流密度選取由不同材質(zhì)組成的各種結(jié)構(gòu)物的保護電流密度按表3選取。表3保護電流密度單位為毫安每平方米結(jié)構(gòu)物類別材質(zhì)和表面涂裝條件鋼和鑄鐵銅合金鈦合金不銹鋼涂漆裸露涂漆裸露海水管道海水泵鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)凝汽器浮船塢5.5.1電源設(shè)備額定輸出電流應(yīng)至少為計算最大保護電流量的1.25倍。5.5.2電源設(shè)備額定輸出電壓應(yīng)為整個回路電阻與額定輸出電流的乘積加上適當?shù)脑Ａ浚⑷≌麛?shù)?？偟幕芈冯娮璋ǎ篴)總的陽極接水電阻，不同形狀單支陽極接水電阻見附錄B;b)陽極電阻，可按陽極接水電阻的5%計算；c)整個回路的電纜電阻。5.5.3推薦使用的恒電位儀系列見表4。5序號額定輸出直流電流A額定輸出直流電壓V10～20或0～60交流單相220V,50Hz或交流三相380V,50Hz20～24或0～6030～24或0～6040～20或0～60交流三相380V,50Hz50～24或0～6060～24或0～60ia——陽極的工作電流密度，單位為安培每平方米(A/m2),各種陽極的工作電流密度見表1。n——陽極只數(shù)。5.6.2.2對于立式海水水泵，陽極數(shù)量宜選6只～10只。5.7.1在電阻率為25Q·cm～100Q·cm的海水和海淡水介質(zhì)中宜采用銀/氯化銀或鋅參比電極；水5.7.2根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求，參照GB/T7387選擇參比電極的型號和數(shù)量。原則上一套外加電流陰極5.7.3參比電極應(yīng)設(shè)計在腐蝕嚴重的位置或有代表性的位置，對于采用恒電位儀的外加電流陰極保護6系統(tǒng)，其控制用參比電極應(yīng)遠離輔助陽極。5.8陽極屏蔽層5.8.1陽極屏蔽層計算通常陽極屏蔽層的形狀應(yīng)與輔助陽極的形狀相對應(yīng)，其尺寸應(yīng)使被保護結(jié)構(gòu)物的電位分布均勻，屏蔽層邊緣結(jié)構(gòu)物的電位不應(yīng)引起涂層的破壞。圓形陽極的屏蔽層尺寸按式(5)計算，長條形陽極的屏蔽層尺寸按式(6)計算。D=(Iap)/[π(Eo—E?)] (5) (6)D——陽極屏蔽層的直徑，單位為米(m);Ia——陽極的額定輸出電流，單位為安培(A);p——介質(zhì)電阻率，單位為歐姆米(Ω·m),海水通常取0.25Ω·m;E?！Y(jié)構(gòu)物的保護電位，單位為伏特(V);E?——距陽極中心為D/2處的結(jié)構(gòu)物的電位，單位為伏特(V),它取決于涂層的耐陰極電位值；D?！枠O屏蔽層邊緣距長度為L的陽極邊緣的最短距離，單位為米(m);L—陽極長度，單位為米(m);E?——距陽極邊緣為D。處的結(jié)構(gòu)物的電位，單位為伏特(V),它取決于涂層的耐陰極電位值。5.8.2陽極屏蔽層厚度陽極屏蔽層的厚度應(yīng)根據(jù)不同涂料的性能及設(shè)計壽命確定，通常陽極托架附近應(yīng)更厚一些，并向屏蔽層邊緣逐漸過渡減薄，邊緣厚度應(yīng)不低于0.5mm。5.9軸接地裝置5.9.1導(dǎo)電環(huán)宜采用黃銅材料，可用半圓對接或整體圓環(huán)結(jié)構(gòu)。5.9.2導(dǎo)電電刷宜采用銅-石墨電刷，一般同時安裝兩只電刷。對于鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，由于需要的保護電流量大，可適當增加電刷的數(shù)量。如需測量軸與泵殼或鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)間的電位差，應(yīng)另外安裝一只電刷，該電刷應(yīng)與泵殼或鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)絕緣。6安裝與檢驗6.1電源設(shè)備電源設(shè)備應(yīng)安放在便于操作、檢修可達的地方，并預(yù)留足夠空間用于電纜安裝、檢測與維護；電源設(shè)備與陰極保護電纜的連接應(yīng)符合設(shè)計要求，接線正確，電性連接良好，電纜標識明確。6.2輔助陽極6.2.1安裝在水泵、凝汽器、鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、管道等設(shè)施上的輔助陽極不應(yīng)影響這些設(shè)施的正常運行。6.2.2安裝在水泵泵體上的陽極宜采用嵌鑲式結(jié)構(gòu)，見附錄C中的圖C.1。6.2.3安裝在凝汽器水室上的陽極宜采用支架式(見圖C.2)或懸臂式(見圖C.3)結(jié)構(gòu)。陽極應(yīng)合理地布置在水室的各個部分，使電流分布均勻。7GB/T17005—20196.2.4安裝在管道上的陽極宜采用懸臂式結(jié)構(gòu)。若采用嵌鑲式結(jié)構(gòu)，應(yīng)按GB/T7788的規(guī)定在陽極周圍涂裝陽極屏涂料。6.2.5安裝在浮船塢上的陽極應(yīng)符合GB/T3108的有關(guān)要求，其典型的安裝結(jié)構(gòu)見圖C.4。6.2.6對于凸堤碼頭，陽極應(yīng)分布于鋼樁之間，而不應(yīng)采用遠離被保護結(jié)構(gòu)物的地床。6.2.7對于鋼板樁，應(yīng)在鋼板樁的岸側(cè)與海側(cè)同時分別采用彼此獨立的陽極系統(tǒng)和地床。6.2.8對于鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，陽極分布于鼓網(wǎng)兩側(cè)，宜采用懸掛式結(jié)構(gòu)，在海水最低潮位時，陽極仍位于水位以下，其安裝結(jié)構(gòu)見圖C.5。6.3參比電極6.3.1安裝在水泵、凝汽器、鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、管道等設(shè)施上的參比電極不應(yīng)影響這些設(shè)6.3.2安裝在水泵泵體上的參比電極宜采用嵌鑲式結(jié)構(gòu)(見圖C.1)。6.3.3安裝在凝汽器水室的參比電極宜采用懸臂式結(jié)構(gòu)，宜盡量靠近管板安裝。6.3.4安裝在管道上的參比電極宜采用嵌鑲式或懸臂式結(jié)構(gòu)，應(yīng)安裝在最低水位以下。6.3.5安裝在浮船塢上的參比電極應(yīng)參照GB/T7387中的有關(guān)規(guī)定。6.3.6鼓形旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的參比電極宜采用懸掛式結(jié)構(gòu)，其安裝結(jié)構(gòu)按6.2.8。6.4軸接地裝置軸接地裝置應(yīng)安裝在干燥、無油污、便于觀察及維護的位置，安裝見附錄D中的圖D.1。6.5.1所用電纜應(yīng)適合使用環(huán)境，宜檢修可達，電纜應(yīng)能夠承受安裝及使用中的外力，并采用護管等相6.5.2電纜與陽極和參比電極的接頭應(yīng)進行加固與密封處理，并用密封接線盒保護。6.5.3電纜與陰極的接點應(yīng)保持良好的電性連接，并采取防腐處理。6.6安裝檢查6.6.1外加電流陰極保護系統(tǒng)安裝完畢后，應(yīng)檢查安裝質(zhì)量，保證輔助陽極、參比電極與被保護結(jié)構(gòu)電絕緣，在干燥狀態(tài)下絕緣電阻應(yīng)大于1MQ,檢查系統(tǒng)接線(嚴禁陰極、陽極接反)。6.6.2外加電流陰極保護系統(tǒng)采用恒電位儀時，安裝完畢后應(yīng)檢查可靠性和跟蹤性。如果恒電位儀不振蕩、不漂移，能隨給定電位或被保護結(jié)構(gòu)物電位的變化靈敏地調(diào)節(jié)輸出電流，使結(jié)構(gòu)物電位處于保護7.1系統(tǒng)運行在外加電流陰極保護系統(tǒng)正常運行情況下，每星期至少記錄一次被保護設(shè)施的電位，以及直流電源應(yīng)根據(jù)參比電極的反饋數(shù)值對輸出電流進行調(diào)整，使整個系統(tǒng)達到最佳保護狀態(tài)。7.2系統(tǒng)維護7.2.1當被保護設(shè)施停機大修時，應(yīng)切斷直流電源，對外加電流陰極保護系統(tǒng)進行全面檢查，檢查內(nèi)容包括：a)陽極及參比電極表面狀況；8b)陽極屏蔽層表面狀況；c)各密封處是否有泄露；d)陽極、參比電極及陰極電纜的破損情況；e)記錄陽極及參比電極等更換維修情況；f)清洗軸接地裝置的導(dǎo)電滑環(huán)及碳刷的油污，必要時更換碳刷塊。7.2.2定期對恒電位儀等電氣設(shè)備進行全面維修保養(yǎng)。7.2.3在被保護設(shè)施大修期間，應(yīng)有專人負責檢查外加電流陰極保護系統(tǒng)，對于系統(tǒng)中各部件的拆或裝應(yīng)嚴格按照設(shè)備維護手冊及相關(guān)技術(shù)要求進行。設(shè)施大修完畢，外加電流陰極保護系統(tǒng)應(yīng)及時投入正常運行。7.3保護效果檢測7.3.1電位檢測7.3.1.1對于浮船塢等敞開式結(jié)構(gòu)，可用便攜式銅/飽和硫酸銅參比電極定期測量水中結(jié)構(gòu)物的保護電或數(shù)字萬用表測量保護電位，電位應(yīng)符合3.1～3.4的要求。7.3.1.3陰極保護電位測量時，應(yīng)盡可能將參比電極靠近被保護結(jié)構(gòu)物表面，減少電壓降(IR降)的影響。當電壓降較大時，宜關(guān)閉外加電流陰極保護系統(tǒng)，測量結(jié)構(gòu)物的瞬間斷電電位。7.3.2保護度測量在腐蝕嚴重的有代表性的部位安裝與被保護體材質(zhì)相同的檢查試片，每處安裝兩組試片，每組不少于3個試片，試片的尺寸和表面狀態(tài)應(yīng)一致，其中一組與被保護體電性連接，另一組與被保護體電性絕緣。待設(shè)施停機大修時，測量兩組試樣的腐蝕失重，稱量精度為0.0001g。按式(7)計算保護度。在陰極保護設(shè)計壽命周期內(nèi)，保護度應(yīng)不低于90%。η——保護度，%;…Q?！^緣試樣的腐蝕失重，單位為克(g);Qp——電連接試樣的腐蝕失重，單位為克(g)?，F(xiàn)場詳細檢查被保護設(shè)施各部位的腐蝕程度，如果存在明顯的腐蝕，應(yīng)檢查外加電流陰極保護系統(tǒng)的有效性。9GB/T17005—2019(規(guī)范性附錄)不同參比電極測定鋼在海水中的保護電位及相互關(guān)系圖不同參比電極測定鋼在海水中的保