强制电流（外加电流）法阴极保护施工

强制电流阴极保护技术，亦称外加电流阴极保护，是一种利用外部电源供应电流以防止金属结构遭受腐蚀的方法，该技术在管道、储罐等设施的防腐工程中得到广泛应用。

一、施工流程

1、前期设计与准备

现场勘察：需分析土壤电阻率、环境腐蚀性、邻近结构物分布等因素。

系统设计：计算所需保护电流、阳极地床类型（深井或浅埋）、电源容量等参数。

材料选型：挑选适合的阳极材料（例如高硅铸铁、混合金属氧化物）、电缆、参比电极等。

2、阳极地床施工

选址：应远离保护结构（通常50-100米），以避免干扰。

钻孔/开挖：深井阳极需钻孔深度15-100米，孔径20-30厘米，内置连续阳极或单支阳极；浅埋阳极则需开挖沟槽（深度2-3米），阳极可水平或垂直排列。

填充焦炭：在阳极周围填充粒径3-10mm的焦炭颗粒，以降低接地电阻并延长阳极寿命。

电缆连接：使用截面积≥16mm²的铜芯电缆，并确保接头处防水密封（例如使用环氧树脂灌封）。

3、电源设备安装

恒电位仪/整流器：安装于通风良好的控制箱内，输出电流根据设计调整（通常10A-200A）。

防雷与接地：电源设备需配备浪涌保护器和独立接地极。

4、参比电极布置

位置：靠近被保护结构，避开电流干扰区。

类型：选择长效硫酸铜（CSE）或锌电极，埋深与管道一致。

5、电缆敷设与连接

阴极电缆：连接电源负极至被保护结构（如管道测试桩）。

阳极电缆：连接电源正极至阳极地床，全程穿管保护或使用铠装电缆。

绝缘处理：电缆与金属结构连接处采用热缩套或环氧涂层防腐。

6、系统测试与调试

通电前检测：检查回路电阻（通常＜1Ω）、绝缘电阻（＞1MΩ）。

电位测量：使用万用表或数据记录仪测量管地电位（目标值-0.85V至-1.2V vs CSE）。

调整输出：调节恒电位仪使电位达到规范要求（如GB/T 21448标准）。

7、回填与恢复

分层回填：使用细土回填并夯实，避免损伤阳极与电缆。

标记：设置地床标志桩及警示带。

二、关键技术要点

1、阳极材料选择

高硅铸铁：适用于高氯离子环境，消耗率约0.5kg/A·年。

混合金属氧化物（MMO）：低消耗率，适合狭窄空间或深井安装。

2、地床电阻控制

通过增加阳极数量、使用焦炭填料或加深地床来降低电阻。

3、防干扰措施

电绝缘：使用绝缘法兰隔离保护与非保护段。

排流保护：在杂散电流区域安装极性排流器。

三、维护管理

1、月度检查：电源输出电流/电压、电位监测。

2、年度检测：阳极消耗量、地床电阻变化（电阻上升20%需排查）。

故障处理：电缆断裂、阳极失效或外部电源中断需及时修复。

四、常见问题与对策

1、电位不达标：检查电缆连接、阳极地床电阻或增加辅助阳极。

2、过保护（＜-1.2V）：调整输出，避免涂层剥离。

3、杂散电流干扰：采用接地电池或跨接均压线。

通过以上步骤，强制电流阴极保护系统可有效延长金属设施的使用寿命。