HG/T 4078-2009.Cathodic protection technical specification.
1范围
HG/T 4078规定了阴极保护系统的评价、设计、施工、材料设备和运行维护的技术条件。
HG/T 4078适用于各种状况的阴极保护系统。
2术语与定义
下列术语和定义适用于本标准。
2.1
阳极anode
电化学电池中发生氧化反应的电极。电子从阳极的外部环路流出。阳极往往发生腐蚀,并且金属离子由此进人溶液。
2.2
阴极cathode
电化学电池中以还原反应为主要反应的电极。电子流向外部回路的阴极。
2.3
阴极剥离cathodic disbondment
由阴极反应的产物引起的防腐层与涂敷表面之间的黏结力的破坏。
2.4
阴极极化cathodic polarization
由于电流流过电极/电解质界面引起的在活性(负值)方向的电极电位变化(见极化)。
2.5
阴极保护cathodic protection
通过使金属表面成为电化学电池的阴极来减少金属表面腐蚀的技术。
2.6
连续性接头continuity bond
一种在可导电的构筑物之间提供电连续性的金属连接。
2.7
腐蚀corrosion
由于与周围环境的作用而引起的材料(通常是金属)的破坏。
2.8
腐蚀电位corrosion potential
在开路条件下电解质中腐蚀表面相对于参比电极的电位(也叫做自然电位、开路电位或自腐蚀电位)。
2.9
电流密度current density
流过电极表面单位面积的电流。
2.10
绝缘防腐层insulated anti- corrosion coating
不导电的防腐层。

1CS71.120.01
备案号：25800—2009
中华人民共和国化工行业标准
HG/T40782009
阴极保护技术条件
Cathodic protection technical specification2009-02-05发布
标准分享网bzfxw.com免费下载2009-07-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
2术语与定义
3阴极保护系统评价规定
一般规定
最小保护电位
最大保护电位
参比电极
铁和钢构筑物的阴极保护评价
铝质构筑物的阴极保护评价
铜质构筑物的阴极保护评价
异金属构筑物的阴极保护评价
注意事项·
阴极保护设计规定
般规定
阴极保护设计的主要目的
阴极保护设计所用的资料
阴极保护系统的类型
影响阴极保护系统类型选择的因素影响阴极保护系统设计的因素
设计图和设计说明书
构筑物的设计和改造
辆牲阳极阴极保护系统设计
外加电流阴极保护系统设计
注意事项
阴极保护施工规定
般规定
施工规范.
施工监理
栖阳极系统
外加电流系统
阴极保护测试站、连接和跨接
电绝缘
交接验收及工资料
6阴极保护材料与设备规定…
牺性阳极装置
HG/T4078—2009
HG/T4078-2009
6.2外加电流装置
阴极保护系统的运行和维护规定7
一般规定
阴极保护检测
补救措施·
阴极保护系统记录
本标准由中国石油和化学工业协会提出。本标准由化学工业机械设备标准化技术委员会归口。HG/T4078-2009
本标准主要起草单位：中国工业防腐蚀技术协会、厦门洗霸科技有限公司、洛阳成邦防腐有限公司本标准主要起草人：任振铎、辜志俊、王卫东、李济克、张炎明、潘小洁。本标准为首次发布。
阴极保护技术条件
HG/T4078—2009
本标准规定了阴极保护系统的评价、设计、施工、材料设备和运行维护的技术条件。本标准适用于各种状况的阴极保护系统。2术语与定义
下列术语和定义适用于本标准。2.1
阳极anode
电化学电池中发生氧化反应的电极。电子从阳极的外部环路流出。阳极往往发生腐蚀，并且金属离子由此进人溶液。
阴极cathode
电化学电池中以还原反应为主要反应的电极。电子流向外部回路的阴极。2.3
阴极剥离cathodicdisbondment
由阴极反应的产物引起的防腐层与涂敷表面之间的黏结力的破坏。2.4
阴极极化cathodicpolarization由于电流流过电极/电解质界面引起的在活性（负值）方向的电极电位变化（见极化）。2.5
阴极保护cathodicprotection
通过使金属表面成为电化学电池的阴极来减少金属表面腐蚀的技术。2.6
连续性接头continuitybond
种在可导电的构筑物之间提供电连续性的金属连接。2.7
腐蚀corrosion
由于与周围环境的作用而引起的材料（通常是金属）的破坏。2.8
腐蚀电位corrosionpotential
在开路条件下电解质中腐蚀表面相对于参比电极的电位（也叫做自然电位、开路电位或自腐蚀电位）。
电流密度currentdensity
流过电极表面单位面积的电流。2.10
绝缘防腐层insulated anti-corrosion coating不导电的防腐层。
HG/T4078—2009
电绝缘electric isolation
与其他金属构筑物或环境呈电隔离的状态。2.12
电极电位electrodicpotential
相对于参比电极的电解质中的电极电位。（该电极电位不包括溶液中或外部回路的任何电位阻抗损失。它表示将一单位电荷从电极表面通过电解质移动到参比电极的可逆作用。2.13
电解质electrolyte
含有在电场中可以迁移的离子的化学物质，如土境和水。2.14
外部构筑物foreign structure
不作为阴极保护系统一部分的金属构筑物。2.15
牺牲阳极galvanic anode
当在电解质中进行电连续时，为另一较情性的金属提供牺牲保护的金属。这种阳极是此类阴极保护的电子来源。
地床groundbed
为了提供阴极保护而安装在地表面下的一个或多个阳极。2.17
外加电流impressedeurrent
利用电极系统以外的电源设备提供的电流（如阴极保护的直流电）。2.18
IR降IRdrop
按照欧姆定律电流流过电阻产生的电压降。2.19
绝缘isolation
见2.11电绝缘。
极化polarization
由于电流通过电极/电解质界面而引起的开路电位的变化。在本标准中，极化被认为是由直接进人或流出电极的电流引起的金属表面的电压变化。2.21
极化电位polarizedpotential
通过构筑物/电解质界面的电位，是腐蚀电位和阴极极化的总和。2.22
参比电极reference electrode
在相似的测量条件下可以认为开路电位恒定不变的电极，可以用作测量其他电极的相对电位。2.23
杂散电流straycurrent
非预期回路上通过的电流。
杂散电流腐蚀straycurrentcorrosion由非预期回路上流过的电流引起的腐蚀，如土壤中任何外来电流引起的腐蚀。2.25
构筑物/电解质电位construction/electrolytepotential用与电解质接触的参比电极测量的埋地金属构筑物与电解质之间的电位差。2.26
最小保护电位minimalprotectionpotential阴极保护条件下，金属达到完全保护所需要的绝对值最小的负电位值。2.27
最大保护电位maximumprotectionpotential阴极保护条件下，允许的绝对值最大的负电位值。3阴极保护系统评价规定
3.1一般规定
阴极保护效果一般以保护电位为评价标准。3.2最小保护电位
HG/T4078—2009
表1中列出了阴极保护需达到的电位最小值（即最小保护电位）。电位值若比最小保护电位值正就可能发生腐蚀。电位值的大小取决于使用的参比电极。表1阴极保护需达到的最小保护电位参比电极（及使用条件）
金属或合金
铁和钢
有氧环境
缺氧环境
铜基合金
负极限
正极限
铜/饱和硫酸铜
（在土壤中和淡水中）
0.5~-0.65
银/氯化银/饱和氟化钾
（在任一电解质中）
0.4~-0.55
适用于清洁、无杂质、充气的海水中。海水直接与金属电极接触。3.3
最大保护电位
银/氯化银/海水
-0.45~-0.6
单位为伏
锌/海水”
+0.6~+0.45
最大保护电位的限制应根据被保护金属、覆盖层种类及环境来确定，以不损坏被保护金属及覆盖层的黏结力为准。
正确判定被保护体/电解质电位测量值，必须考患测量方法中所含的R降误差，通常采用下面的儿个方法：测量或计算IR降：检查阴极保护系统以往的性能，评价被保护体及其环境的物理和电性能；确定是否存在腐蚀的直接证据。3.5参比电极
3.5.1其他标准参比电极可以替换铜-饱和硫酸铜参比电极。它们的电压数值必须按照表2转换成相对于铜-饱和硫酸铜参比电极的数值。HG/T4078-2009
银/氯化银
表2电位测量相对于饱和硫酸铜参比电极的转换相当于-0.85V铜-饱和硫酸铜参比电极—0.776
单位为伏
加-0.074
加-110
3.5.2除了上述标准参比电极之外，金属材料或结构也可代替饱和铜-硫酸铜参比电极使用，只要保证其电位的稳定性，同时要确认其相对饱和铜硫酸铜参比电极的电位。3.6铁和钢构筑物的阴极保护评价铁和钢构筑物的阴极保护评价可采用下列任意一项或多项准则a）在施加阴极保护的情况下，测得构筑物/电解质电位为一850mV（相对于铜/饱和硫酸铜参比电极）或更负。
b）在构筑物表面和与电解质接触的稳定的参比电极之间，阴极极化电位值最小为100mV.这一准则可以用于极化的建立过程或衰减过程。3.7铝质构筑物的阴极保护评价
铝质构筑物的阴极保护评价应采用如下准则：在构筑物表面和与电解质接触的稳定的参比电极之间，最小阴极极化电位值为100mV。这一准则可以用于极化的建立过程或衰减过程。3.8铜质构筑物的阴极保护评价
铜质构筑物的阴极保护评价应采用如下准则：在构筑物表面和与电解质接触的稳定的参比电极之间，阴极极化电位值最小为100mV。这一准则可以用于极化的建立过程或衰减过程。3.9异金属构筑物的阴极保护评价所有构筑物表面和与电解质接触的稳定的参比电极之间的阴极电位等于最正的阳极性金属维持其保护状态所要求的值。
3.10注意事项
3.10.1铁和钢
3.10.1.1在裸露或涂敷不良的构筑物上，可采用以下准则：在预先确定的电流排放点（阳极区），按大地电流测量技术，确定净电流是从电解质流向构筑物表面。但有多个被保护体通过的区域、高电阻率表层土深理构筑物、杂散电流区或局部腐蚀电池起主要作用的场合，该准则不适用。3.10.1.2当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0.5%时，通电保护电位应达到一950mV或更负（相对于饱和硫酸铜参比电极）。3.10.1.3当被保护体可能发生应力腐蚀开裂时，特别提醒注意被保护体的阴极保护不能使用比850mV更正的极化电位（相对于饱和硫酸铜参比电极）。3.10.1.4应避免在外表面涂敷的被保护体上使用过负的极化电位，以使覆盖层的阴极剥离程度减少到最小。免费标准下载网bzxz
3.10.2铝
3.10.2.1过电位：除非预先测试表明，在特定环境中不会产生明显的腐蚀，否则不应采用比一1200mV更负的极化电位。
3.10.2.2碱性条件：在施加阴极保护之前，应进行仔细的调查或测试，以阻止铝在pH值超过8.0的自然环境中产生点蚀破坏。
3.10.3、混凝土中的钢筋
混凝土中的钢筋的阴极保护采用的判断准则是：瞬间断电电位比极化完全衰减后的电位（4h后测量的结果）之差应比100mV更负。4
3.10.4杂散电流
对可能存在杂散电流和杂散电位梯度的情况，应进行专门分析。3.10.5析氧
HG/T-4078--2009
在所有金属上，特别是高强钢、某些等级的不锈钢、钛、铝合金及预应力混凝土构筑物，应避免使用导致大量析氢的过负的极化电位。4阴极保护设计规定
4.1一般规定
4.1.1本章主要针对钢质材料的阴极保护，其他金属材料的阴极保护应满足第3章准则并需特殊的考虑。
确认建设地点主要腐蚀危险条件、选择材料、规定技术要求和施工方法，以保证阴极保护装置安全地安装和运行。
4.1.3材料选择及安装技术要求，应当符合现行国家标准。4.1.4材料选择、技术要求及安装方法，应保证阴极保护系统在预期工作寿命期间内能可靠和经济地运行。
最小。
安装地点应选择对周围其他理地或水下金属构筑物产生有害影响的电流或大地电位梯度为4.1.6
通过相关单位的联合调查，以确定彼此均满意的干扰间题解决方案。4.1.7对存在硫化物、细菌、剥离的覆盖层、隔热保温层、高温、屏蔽、酸性环境及异金属的情况，均应给予特殊考虑。
4.1.8应避免可能产生外部覆盖层剥离或析氢导致高强钢损坏的阴极保护过保护。4.1.9对于两性金属的情况，不应产生能造成金属阴极腐蚀的高pH值条件。4.2阴极保护设计的主要目的
向被保护构筑物提供足够的电流，并分配这一电流，以充分达到所选定的阴极保护准则。4.2.2
对相邻地下构筑物的干扰电流最小。4.2.3
提供与被保护构筑物预期寿命相当的阳极系统设计寿命，或者提供可以定期更换的阳极系统。预计所需电流会随时间变化，应提供充分裕量。4.2.4
4.2.5在千扰或损伤可能性最小的位置安装阳极。4.2.6为测试和评价系统性能提供适当的检测设施。4.3阴极保护设计所用的资料
4.3.1所用的被保护体系统技术资料有：线路图和地形图册；建设日期；设备、配件和其他附件；外部覆盖层：套管：腐蚀控制测试站（桩），电绝缘装置，导电跨接：架空、管桥和水下穿越。4.3.2与被保护体系统现场条件有关的资料有：已有的和规划的阴极保护系统；可能的干扰源特殊的环境条件；相邻的埋地金属构筑物（包括位置、所有权和腐蚀控制方法）：构筑物的可接近性，电源的可用性；与外部构筑物电绝缘的可行性。4.3.3现场调查、腐蚀测试数据和运行经验所获得的有用的资料有：满足适用准则的保护电流需要量；电解质的电阻率；电连续性：电绝缘情况：外覆盖层的完整性，累计的泄漏史：干扰电流：与施工技术要求不同之处；其他维护和运行数据。4.3.4如果先前的经验和测试数据可用来评估电流需要量、电解质电阻率和其他设计因素，那么也不总是必要进行实际使用阴极保护之前的现场调查工作。4.4阴极保护系统的类型
4.4.1栖性阳极系统
性阳极可以用镁、锌和铝的合金材料制造，阳极既可单独也可成组与被保护体连接。5
HG/T4078—2009
4.4.2外加电流系统
外加电流系统用辅助阳极可以是石墨、高硅铸铁、铅银合金、贵金属或钢等材料。通过绝缘电缆把它们单独或成组地与直流电源如整流器或发电机）的正极相连，被保护体连到直流电源的负极。
4.5影响阴极保护系统类型选择的因素选择阴极保护系统类型时应考：a保护电流的需要量。
杂散电流导致被保护体和大地间明显的电位波动，可能排除了牺性阳极的使用。c）阴极保护干扰电流对邻近构筑物的影响，可能限制了强制电流阴极保护系统的使用。电源的可利用性。
e）实际可利用的空间，与外部构筑物的靠近程度获得通行权地表条件、街道和建筑物的存在、穿越河流及其他安装和维护方面的因素。通行区域未来的发展和今后被保护体系统的扩建g）安装、运行和维护的费用。
h）环境的电阻率。
4.6影响阴极保护系统设计的因素4.6.1针对给定的电流输出，阳极寿命取决于环境和阳极材料及阴极保护系统中的单支阳极质量和阳极数量。已有的阳极性能数据可用来计算大致的消耗率。4.6.2阳极的尺寸，埋深排列及电解质电阻率可用来计算阳极系统对电解质的电阻。有关这些因素的公式和图表，可以从文献中或制造商处得到。4.6.3辆牲阳极系统的设计应考虑阳极对被保护体电位、电解质电阻率、输出电流，以及特殊情况下的导线电阻，可能不必要对每支阳极或阳极系统单独设计。4.6.4通过使用专门的填包料，在大多数土壤中牺性阳极的性能得到改善。最常用的是石膏膨润土和无水硫酸钠的混合物。
4.6.5通过在辅助阳极周围使用专用填充料，可以减少所需的阳极数量，并使它们的寿命得以延长。最常用的材料是焦炭、焕烧石油焦，以及天然或人造石墨。4.6.6在设计大范围的分布式阳极强制电流系统时，应考虑沿阳极连接电缆（汇流电缆）的电压和电流的衰竭。在这种情况下设计阳极系统时，为使受保护构筑物的未端达到有效的膚蚀控制，应当优化阳极系统长度、阳极间距和尺寸，以及电缆尺寸。4.6.7在阳极反应产生的气体滞留可能削弱强制电流辅助阳极地床泄放电流能力的地方，应采取适当的阳极地床排气的预防措施。对于系统同等的电流输出，增加专用填充料的表面积或增加阳极的数量可降低气阻。
4.6.8在电渗效应可能削弱阳极地床泄放电流能力的地方，应采取适当的预防措施，保证阳极周围足够的土壤湿度。增加强制电流辅助阳极的数量或增加专用的填充料的表面积可进一步减轻电效应。
4.7设计图和设计说明书
4.7.1应绘制适宜的图样，标明被保护体的总体布置及结构构件、腐蚀控制测试站（桩）、导电跨接，电绝缘装置和相邻的地下或水下金属构筑物等主要项目的所处位置。4.7.2应绘制每个强制电流阴极保护设施的平面布置图，标明阴极保护系统各个部分相对被保护构筑物和相对重要的自然地面标志物的细节和位置，这些图样应包括有关通行权的资料。4.7.3牺阳极安装的位置应标记在图样上或记录在表格中，同时适当注明阳极类型、质量、间距、埋深和填包料材料。
4.7.4应编制阴极保护系统的施工中所涉及的各种材料和安装做法的技术说明书。6
4.8构筑物的设计和改造
4.8.1电连续性
HG/T4078—2009
采用阴极保护前，对要进行保护的构筑物的不同部分之间安装导电跨接。应充分降低导电跨接电阻以保证保护电流从这些构筑物上流过时的IR降最小。4.8.2防腐覆盖层
以构筑物的类型及其所处的环境定最适用的覆盖层类型。要求覆盖层具有一定耐阴极剥离性能。选取覆盖层类型的原则是：兼顾被保护构筑物费用和保护方案总费用（包括基建费用与运行费用）最经济。
4.8.3电绝缘
对良好涂敷的构筑物实施阴极保护前，应与没有必要进行保护或者保护是不经济的金属构筑物电绝缘。
4.8.4测试保障
在设计阶段必须考虑测试装置。4.9栖性阳极阴极保护系统设计
4.9.1牺性阳极阴极保护系统设计寿命主要根据业主要求，同时考惠被保护系统设计寿命及被保护系统运行中阴极保护可能的寿命。4.9.2电流密度
通过在已有构筑物上使用临时或模拟阴极保护系统进行初步试验，可确定达到特定保护准则所需电流。也可以通过计算表面积，并使用基于经验和合理的工程判断所得到的最小保护电流密度，来估算所需电流。
4.9.3牺性阳极的选择
4.9.3.1在土壤环境中三种最常用的性阳极是标准电位的镁、高电位的镁和高纯度的锌。这些阳极的选择和使用是基于被保护构筑物所需的电流、被保护构筑物的温度和土壤条件。在淡水环境最常用的是镁合金牺性阳极。在海水环境中最常用的是铝合金栖性阳极。4.9.3.2每种阳极的输出电流主要取决于土壤条件、阳极形状和阳极净驱动电位。4.9.3.3当使用高纯度锌时，应注意确保阳极满足国标中阳极材料的要求。作为土壤用的牺性阳极，锌的纯度大大影响它的性能。
4.9.3.4当阳极环境温度高于49℃时，不应使用锌阳极。4.9.3.5用专门的回填料可提高栖牲阳极的性能。75%石膏、20%膨润土和5%硫酸钠的混合物一般用于镁阳极：75%石膏，20%膨润土和5%硫酸钠的混合物，或50%石膏和50%润土的混合物可用于锌阳极。
4.9.3.6阳极宜附带有连好的导线。导线至少用截面积为10mm（VV1×10）的实心导线，外包热塑性绝缘层或相当的耐油和耐水绝缘层。4.9.4性阳极的安装
4.9.4.1阴极保护阳极应以电流最优分布的方式安装在被保护体的周围。4.9.4.2应安装足够松弛的阳极导线以避免由于周围土壤沉降而可能遭到的破坏。4.9.5牺牲阳极的设计
电解质电阻率高的环境，阳极最好是制成棒状或细长的块状：如果周围电解质的电阻率特别高，则制成挤压条或挤压带的形状。对于电阻率较低的电解质，要有足够的材料来保证充分的使用期限，要求使用相对粗一些的棒状或块状阳极，乃至球形的阳极。埋地阳极可以用比土壤电阻更低一些的回填料填包以降低电阻。牺性阳极应含有电负性小的材料制成的嵌人物（比如钢）。对嵌入物应进行整形和预处理，以使其机械性能符合牺牲阳极本体金属材料的要求。直接或间接固定在被保护构筑物上的牺性阳极通常的制造方法是在钢芯或钢质嵌入物周围铸造7
HC/T4078—2009
而成。
4.10外加电流阴极保护系统设计4.10.1外加电流阴极保护系统设计因素本节推荐设计外加电流阴极保护系统的程序。在设计阴极保护系统时，应考虑下列因索：认识现场危险条件，以确保安全安装和运行；所有适用的法规；材料选择和规格、安装作法，以确保系统在预计的使用寿命期间可靠、经济地运行；选择推荐安装方式以减少杂散电流。4.10.2外加电流阴极保护系统设计寿命主要根据业主要求，同时考虑被保护系统设计寿命及被保护系统运行中阴极保护可能的寿命。4.10.3电流密度
通过在已有构筑物上使用临时或模拟阴极保护系统进行初步试验，可确定达到特定的保护准则所需电流。也可以通过计算表面积，并使用基于经验和合理的工程判断所得到的最小保护电流密度，估算所需电流。
4.10.4电连续性
4.10.4.1所有被保护构筑物必须电连续。4.10.4.2非焊接接头不一定是电连续的。必须确认被保护系统所有部件之间是电连续的。4.10.4.3阴极保护系统的设计应减轻杂散电流对阴极保护系统影响范围内的外部金属构筑物的不利作用。
4.10.5阳极系统
4.10.5.1多种材料，如高硅铸铁、石墨、涂有金属/氧化物混合物的钛和涂有白金的钛或锯，可用作辅助阳极。这些阳极通常和低电阻率的含碳回填料一起安装。4.10.5.2阳极导线应绝缘以满足环境耐机械和耐化学品的要求。辅助阳极应单独或成组地与直流电源的正端相连，被保护系统的部件应使用绝缘电缆与负端相连。4.10.5.3阳极、整流器、从构筑物返回到整流器负极的电缆需要专门的绝缘。在塑料管内安装电缆是最好的做法。如果安装在土壤中，需要下列电缆绝缘性质：a）耐磨性。
b）低吸水性。
e）耐储罐产品的泄漏。
4.10.5.4阳极周围使用低电阻率，含碳的导电回填料。这些回填料最常用的是由煤制成的冶金焦炭屑和焕烧石油焦炭。低电阻率、含碳的、导电的回填料也减少阳极/地的电阻。4.10.5.5阳极地床的构筑物可以是垂直的、水平的或有角度的。阳极形状的选择取决于环境因素、电流需求、电流分布、被保护构筑物的尺寸和形状。阳极的放置宜使保护电流在被保护系统表面呈均勾分布。
4.10.5.6尽管有许多直流电源可用于强制电流阴极保护，但整流器是最常用的。可使用不同类型的整流器如：固定电压、恒定电流，自动电位控制和上述的组合。可使用带直流供电的分离的终端盒子，它们能提供多路输出，每路输出能随单个回路或阳极而变化。这些都装有分流器，以便能监控单个阳极电流输出。4.10.5.7应以安全考虑为优先设计所有的强制电流系统。所有的电缆线路宜被保护起来以免遭物理损坏和击穿。如果有需要，整流器和连接盒应防爆。4.10.6测试站
4.10.6.1为了使每个系统有足够的地点进行阴极保护试验，应考虑电位和电流测量的测试站，在测试站中埋设永久性参比电极。
4.10.6.2如果用便携式的参比电极进行监测，宜处理一块干净的、未屏蔽的回填土壤的区域进行电极安装。
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。